汽車離合器總成綜合性能檢測設備的研制與開發

摘 要:汽車離合器總成綜合性能試驗臺它能夠模擬汽車的實際工況，依據汽車行業標準《QC/T27-2004汽車干摩擦式離合器臺架試驗方法》中的離合器摩擦性能試驗要求，對離合器總成進行綜合性能試驗，可以有效地考核離合器總成在傳遞動力和實際運轉過程中的可靠性、耐久性、接合與分離的平順性和傳遞發動機扭矩的能力，從而保證離合器總成的產品質量。

關鍵詞:汽車離合器試驗臺工控機PLC

中圖分類號:U463.2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(a)-0006-02

汽車離合器是汽車傳動系中重要的安全部件，一般安裝在發動機與變速箱之間，飛輪總成及蓋總成與發動機曲軸端部相連接，從動盤總成通過盤轂套在變速箱的一軸上，從動盤總成的摩擦面片夾壓在飛輪總成與蓋總成中間，靠摩擦來傳遞扭矩。通過分離軸承操縱離合器的分離與接合，實現將發動機扭矩傳遞給變速箱齒輪系。要求離合器總成保證汽車平穩起步便于換擋保護傳動系統防止其過載，用來實現或切斷對傳動系的動力傳遞。合格的離合器性能在保證汽車傳動系的負載能力、汽車的壽命，增強起步和換檔的平穩性以及減輕駕駛員的勞動強度等方面都有著極其重要的作用。為了保證汽車在行車時的安全性，采用臺架試驗的方法可以在與實際工況相近的條件下來考察其摩擦性能和耐用性，以確保離合器總成的產品質量。

1 主機結構設計與工作原理

試驗臺由機械主機、調速系統、測量控制系統三部分組成。機械主機是對離合器綜合性能進行試驗和測試的基礎，調速和測量控制系統分別完成主從動部分的轉動、試驗動作的控制與性能測試。試驗臺主機結構由主電機、聯軸器、變速箱、試驗件安裝機構、分離機構、轉矩測量機構、聯軸器、慣量飛輪組、制動機構、道路阻力矩機構、移動滑臺、底座、油缸、液壓站等部分組成。其中主電機和變速箱作為驅動裝置，被試離合器總成(主動部分)與其端部相連的飛輪總成一起旋轉;利用液壓系統控制離合器的分離機構實現離合器總成的接合與分離動作，并可監控離合器的接合、分離速度及分離行程和分離力;慣量飛輪組用于模擬汽車的載重量，道路阻力矩機構用來模擬汽車坡路起車和爬坡試驗，制動裝置用于提供旋轉部分的剎車，可通過改變慣量飛輪組中的慣量飛輪和道路阻力矩的大小來模擬不同車型離合器總成的使用工況;通過更換花鍵軸組件可對不同規格的離合器進行綜合性能試驗和測試。

本試驗臺能在模擬汽車離合器實際工況下，實時測量、顯示和記錄離合器接合過程中的摩擦力矩、主動及從動部分轉速、摩擦表面溫度、道路阻力矩，并計算出各種規定條件下的摩擦系數和磨損量。

試驗臺采用轉矩轉速傳感器測量傳遞的摩擦力矩和從動部分轉速，采用集流環測量在離合器壓盤表面內徑、中徑、外徑處埋裝熱電偶所感應的摩擦表面溫度、在飛輪工裝處測量主動軸轉速，通過離合器操縱機構控制離合器的分離和接合，通過慣量飛輪組和道路阻力矩機構模擬離合器實際使用工況下的載荷。

2 測量系統和控制系統設計

測量系統采用研華P4級工業控制計算機為核心，采用研華系列高分辨率多功能數據采集卡采集道路阻力矩和四路溫度值、帶CJC電路的接線端子板進行熱電偶直接采集、隔離應變片輸入模塊、繼電器輸出及隔離數字量輸入卡與SIEMENS S7-200通訊、2路隔離模擬量輸出卡控制電氣比例閥和直流電機轉速、6路計數器/定時器卡采集主動及從動轉速及轉矩信號。

工控機是信息處理的中心，用于提供良好的人機界面，輸入和存貯被試汽車離合器的信息，編寫、存儲和運行試驗程序。試驗臺選用了應變式測力傳感器、旋轉式轉矩轉速傳感器、熱電偶溫度傳感器分別對道路阻力矩、摩擦力矩、從動軸轉速、溫度進行測量，并通過數據采集卡對傳感器信號進行處理和實時采集。試驗臺采用集流環來傳遞旋轉部件的溫度信號。

測量控制系統的原理圖如圖1所示。

3 離合器總成綜合性能的檢測

利用這臺汽車離合器總成綜合性能試驗臺可以對離合器摩擦力矩、離合器摩擦襯片耐磨損性能以及離合器的摩擦性能進行試驗。實際的試驗效果見摩擦性能試驗曲線(圖2)。

4 結語

該試驗臺涉及到的技術比較廣泛，采用了微機控制技術、動態轉矩和靜態扭矩測量技術、力和位移測量技術、溫度測量技術，曲線動態測試和跟蹤測量技術，控制采用了大型直流電機調速和反饋技術，溫度測量方面采用非接觸旋轉測量技術，扭矩數據采集技術可以控制在2ms，實現了全自動下的測試和打印報表。

經驗證，汽車離合器綜合性能試驗臺具有高精度、高效率、多參數自動測試的優點。

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