专利名称：用于减小汽车离合器踏板致动力的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在司机踩踏汽车离合器踏板时，尤其是在类似卡车这样的重型车辆的情况下可减小其踩踏力的装置。
随着卡车载重量的增加，发动机功率也随之增大。因此，离合器必须具有较大的承载压力，且在致动离合器踏板时，也就需要司机对其施加较大的踩踏力。
现有技术中解决这个问题的方案既复杂又昂贵，而且不是那么有效。US5038907就记载了一个试图解决上述问题的方案，为了帮助致动，采用弹簧给离合器踏板施加致动力。然而，这一装置结构复杂、成本高，且在致动过程中不能很好地进行调整。
因此，本发明的一个目的是提供一种减小汽车特别是卡车这样的重型车辆离合器踏板致动力的装置。
本发明的另一个目的提供一种结构简单、价格低廉的装置。
这些目的可以通过本发明实现，本发明提供一种减小汽车离合器踏板致动力的装置，该装置包括一个致动臂，在它的一端设有踏板，另一端设有连接离合器主油缸活塞杆的枢轴，上述致动臂可绕着位于其两端之间的一个支点进行转动，所以，作用于踏板的力可使致动臂的另一端推动离合器主油缸的活塞杆。主油缸自身可绕着固定在车体支撑架上的至少一个销轴转动，在致动踏板时，枢轴围绕位于致动臂两端之间的支点旋转，从而使致动臂沿旋转路径运动，因此，作用在致动臂两端之间销轴上的力矩的力臂分量就逐渐缩小，从而可使作用在枢轴上的力矩和司机驱动离合器踏板的致动力减小。
下面参考示于附图中的两个实施例来描述本发明。其中
图1是一侧面示意图，示出一现有技术中的典型的离合器踏板位于静止位置，也就是踏板没有被踩下的位置。
图2和图1相似，示出现有技术中的踏板位于被踩下位置或者致动位置。
图3是体现本发明精神的第一实施例中的离合器踏板的一侧面示意图，该踏板位于静止位置。
图4和图2相似，示出第一实施例中的踏板位于离合器的踩踏位置或者致动位置。
图5是体现本发明精神的第二实施例中的离合器踏板的一侧面示意图，该踏板位于静止位置。
图6和图2相似，示出第二实施例中的踏板位于踩踏位置或者致动位置。
当踏板被踩下时，假设处于如图2所示的位置，致动臂1绕着枢轴6旋转，从而使位于致动臂1另一端的枢轴3推动主油缸5的活塞杆4，由此驱动离合器。
此外，还设有弹簧或类似件来使踏板保持在其静止位置或者不受压位置。因为它不是本发明的内容，因此，在说明书中省略了该弹簧；为了使附图更加清楚起见，在附图中也省略了该弹簧。
在现有技术中，司机所作用的驱动主油缸5的活塞杆4的驱动力矩从头至尾始终保持恒定，并可通过下面的等式I表示。
FixY＝FhxX……I其中，Fi是作用于致动臂1的力，Fh是作用在主油缸5的活塞杆4上的力，X是枢轴3、6的纵向轴线间的距离；Y是踏板2和致动臂的枢轴6之间的距离。
对于最近上市的新卡车，踏板致动力平均为轻型卡车18kgf，中型卡车22kgf，重型卡车25kgf。对于用过的卡车，由于摩擦材料的磨损、接头磨损及缺少润滑，致动力就要比原先增加大约百分之三十以上。
在图3、图4中示出了本发明装置的第一实施例，该装置包括位于嵌入支撑架10中的主油缸5上的两个销轴9，销轴9可以在主油缸5的壳体中自由旋转，从而使主油缸5可以绕着销轴9旋转。
在操作中，当司机踩下踏板2时，致动臂1绕着枢轴6旋转，从而使设有枢轴3的致动臂的另一端将离合器主油缸5的活塞杆4推入主油缸。整个运动过程中，枢轴3按照一旋转路径A(图3)绕着致动臂的枢轴6旋转。当枢轴3沿着旋转路径转动时，离合器主油缸5随之调整位置，这样，活塞杆4就能够进一步地伸入离合器主油缸5中。
沿着枢轴3的旋转路径A，杠杆臂X绕着枢轴6旋转，形成图3所示的夹角θ，θ为其初始位置(踩踏离合器踏板2之前的位置)和其沿着路径旋转过程中的任一位置(踩踏离合器踏板2过程中的位置)之间的夹角。随着杠杆臂沿着路径A旋转，夹角θ增大，垂直于主油缸5的活塞杆4的力臂X的分量将逐渐减小，该分量和作用在活塞杆4上的力Fh一起形成作用于枢轴6上的力矩。因此，分量的逐渐减小导致作用在枢轴6上的力矩逐渐减小，从而使司机驱动离合器踏板时施加的力减小。上面的描述通过下面列出的关系式可以看得更加清楚。
正如上面已经看到的，等式IFixY＝FhxX……I另一方面，按照上面描述的该实施例，随着夹角θ增加，垂直于活塞杆4的力臂X的分量减小。因此，按照三角法则，该分量等于杠杆臂X乘以θ角的余弦值。那么，从等式1可得到FixY＝FhxXxcos……II通过下面的等式III可以得出最终的踏板致动力Ff的值。
Ff＝FhxXx(cos)/Y……III其中F f取决于θ。下面的等式IV给出了致动力的减小量致动力的减小量＝1－Ff/Fi……IV最后，该实施例的力臂X比现有技术装置的力臂小，所以作用在枢轴6上的力矩也小。
如果将本发明的装置用在现在使用的车辆中，可使致动力减小约30％(百分之三十)。
图5和图6示出了本发明装置的第二实施例，该装置包括，设置在致动臂1的另一端连接离合器主油缸活塞杆的连接装置，该连接装置包括与致动臂1另一端形成一体的枢轴3和一个导向装置，该导向装置包括可绕枢轴转动的导杆7和一个设置在致动臂1上的槽8，导杆一端固定在车体上，其另一端固定在枢轴3上，枢轴3从槽8中穿过。槽8从致动臂1延伸到致动臂1的枢轴6附近的一点。
本发明中使用的离合器主油缸可以绕着嵌入支撑架10中的两个销轴9旋转，销轴9可以在主油缸5的壳体内自由旋转。
在操作中，当司机踩下踏板2时，致动臂1绕着枢轴6旋转，从而使致动臂上设有枢轴3的另一端将离合器主油缸5的活塞杆推入油缸。然而，枢轴3是在导杆7和槽8的导向作用下运动，其实际上是沿着图5所示的曲线路径B运动到致动臂1的枢轴6附近。离合器主油缸5随之转动，从而与枢轴3的曲线运动相协调，这样，活塞杆4就能够如第一实施例一样进一步地伸入离合器主油缸5。
实际上，枢轴3和6之间的距离的进一步减小，也就减小了作用在主油缸5的活塞杆4上的力Fh的力臂，从而减小了力矩的值，因此，司机驱动离合器踏板所施加的力，可以从下面所示的关系式中清楚的看出。
正如上面已经看到的，从等式IFixY＝FhxX……I得到下面的等式VFi＝FhxX/Y……V另一方面，按照上面描述的第二实施例，当踏板2被踩下时，X的值减小(使Xf＜X)，踏板的最终致动力Ff的值由下式给出Ff＝FhxXf/Y……VI其中Ff小于Fi，而致动力的减小量由下式给出减小量＝1－Ff/Fi……IV显然，该实施例装置所获得的力的减小量与第一实施例的减小量相似。
应该提及的是，上面仅描述了本发明的两个优选实施例，其他各种不脱离本发明原理的可能的变化形式，均在所附的权利要求书限定的保护范围内。
权利要求
1.一种用于减小汽车离合器踏板致动力的装置，其中，离合器致动踏板(2)固定在致动臂(1)的一端，致动臂的另一端设有一连接离合器主油缸(5)的活塞杆(4)的枢轴(3)，致动臂(1)还可绕着位于致动臂的两端之间并固定在车体(未示出)上的枢轴(6)旋转，这样，作用在踏板(2)上的力使设置在致动臂(1)另一端的枢轴(3)动作，从而推压离合器主油缸(5)的活塞杆(4)；其特征在于主油缸(5)自身可以绕着固定在车体(未示出)支撑架(10)上的至少一个销轴旋转。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于主油缸(5)绕着固定在支撑架(10)上的两个销轴(9)旋转。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于两个销轴(9)嵌入支撑架(10)中，并且可以在主油缸(5)的缸体内自由旋转。
4.一种用于减小汽车离合器踏板致动力的装置，其中，离合器致动踏板(2)固定在致动臂(1)的一端，致动臂的另一端设有一连接离合器主油缸(5)的活塞杆(4)的连接装置，该连接装置包括一枢轴(3)，该枢轴与活塞杆(4)的自由端形成一体，致动臂(1)还可绕着位于致动臂的两端之间并固定在车体(未示出)上的枢轴(6)旋转，这样，作用在踏板(2)上的力使设置在致动臂(1)另一端的枢轴(3)动作，从而推压离合器主油缸(5)的活塞杆(4)；其特征在于连接离合器主油缸(5)的活塞杆(4)的连接装置还包括一导向装置(7，8)，该导向装置和销轴(3)相配合，并限定销轴(3)的运动路径(A)，当驱动踏板(2)时，路径(A)从致动臂(1)的另一端延伸到靠近致动臂(1)的枢轴(6)的一点；主油缸(5)自身可绕固定于车体(未示出)和油缸侧壁上的销轴(9)旋转。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于该导向装置由导杆(7)和设置在致动臂(1)上的槽(8)构成，导杆(7)的一端可枢转地固定在车体(未示出)上，其另一端可枢转地和枢轴(3)连接；枢轴(3)从槽(8)中穿过，槽(8)从致动臂(1)的另一端延伸到致动臂(1)的枢轴(6)附近的一点。
全文摘要
一种用于减小汽车离合器踏板致动力的装置,其中,离合器致动踏板(2)固定在致动臂(1)的一端,致动臂的另一端设有与活塞杆(4)的自由端形成一体的枢轴(3),致动臂(1)还可绕位于致动臂两端之间且固定在车体(未示出)上的枢轴(6)旋转,这样,作用在踏板(2)上的力使设置在致动臂(1)另一端的枢轴(3)动作,从而推压离合器主油缸(5)的活塞杆(4)。在本发明的装置中,当驱动踏板(2)时,致动臂(1)、枢轴(3)和给活塞杆施加作用力的力臂(X)就绕销轴(6)旋转而形成一条旋转路径(A),从而减小致动力。当力臂(X)沿着路径(A)运动时,影响作用在销轴(6)上力矩大小的力臂(X)的分量减小,从而可以减小司机驱动离合器所需要的力和力矩。另外,主油缸(5)自身可绕固定在车体支撑架(10)上的销轴(9)旋转,从而当枢轴(3)沿路径(A)运动时,使活塞杆(4)随着枢轴(3)的运动而调整其位置,从而使活塞杆(4)能够进一步伸入离合器的主油缸中。
文档编号F16D23/00GK1340138SQ00801919
公开日2002年3月13日 申请日期2000年5月19日 优先权日1999年9月10日
发明者E·J·多卡莫平托 申请人:巴西大众汽车有限公司