商用車離合器在線綜合測(cè)試機(jī)優(yōu)化分析

趙文龍 閆胤兆

商用車離合器在線綜合測(cè)試機(jī)優(yōu)化分析

趙文龍 閆胤兆

（法士特伊頓（西安）動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710077）

本文從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，就商用車離合器在線綜合測(cè)試機(jī)在使用過程中存在的測(cè)試準(zhǔn)確性低、重復(fù)測(cè)試誤差大等問題，從測(cè)試機(jī)設(shè)計(jì)、編程思路及被測(cè)試產(chǎn)品自身特性等方面分析其產(chǎn)生的根本原因，并提出改進(jìn)措施，對(duì)測(cè)試機(jī)的設(shè)計(jì)制造有一定的借鑒意義。

測(cè)試機(jī)：離合器：性能：提升

1 離合器綜合測(cè)試機(jī)使用現(xiàn)狀

為保證出廠離合器的可靠性，現(xiàn)國(guó)內(nèi)主要的離合器生產(chǎn)廠家均實(shí)行離合器100%下線檢測(cè)。離合器主要由從動(dòng)盤和蓋總成組成，分別由兩臺(tái)不同的測(cè)試機(jī)完成下線綜合測(cè)試，因測(cè)試設(shè)備為非標(biāo)設(shè)備，國(guó)內(nèi)目前研究生產(chǎn)的企業(yè)較少，尤其綜合測(cè)試設(shè)備因其集成測(cè)試項(xiàng)目較多，現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)均以仿造國(guó)外設(shè)備為主，在實(shí)際應(yīng)用過程中準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性較差，且容易發(fā)生故障［1］。

2 測(cè)試機(jī)使用過程中存在的問題及優(yōu)化措施

2.1 離合器蓋總成測(cè)試機(jī)

2.1.1 測(cè)試分離特性，壓盤升程。測(cè)試機(jī)使用過程中，與實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)測(cè)試方法測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)測(cè)試分離特性過程中，蓋總成壓盤與測(cè)試機(jī)油缸驅(qū)動(dòng)盤分開時(shí)對(duì)應(yīng)的分離行程較實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)，且壓盤升程較實(shí)驗(yàn)室測(cè)試偏小。

分析這一動(dòng)力執(zhí)行過程，通過標(biāo)定排除了LVDT及力傳感器不準(zhǔn)確的可能性，進(jìn)而對(duì)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)提供的測(cè)試位置的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性提出了質(zhì)疑。通過用百分表測(cè)量油缸驅(qū)動(dòng)盤發(fā)現(xiàn)，在測(cè)試分離特性時(shí)，隨著壓盤作用在油缸上的力逐漸減小，直到壓盤與油缸驅(qū)動(dòng)盤分離的過程中，油缸驅(qū)動(dòng)盤有明顯的向油缸受力反方向的移動(dòng)趨勢(shì)，移動(dòng)量為0.2mm，這與LVDT在此過程中的讀數(shù)變化是一致的。

分析油缸驅(qū)動(dòng)盤移動(dòng)量，通過計(jì)算可以得出液壓油的壓縮量，已知壓盤壓緊力為35 000N，油缸直徑φ 12.5cm，油液高度25mm，計(jì)算如下：

式中：?H為液體被壓縮高度（mm）；P為系統(tǒng)壓強(qiáng)（MP）；H為油液高度（mm）；K為彈性模量，此處取1.4×103MP。

通過上述計(jì)算可以認(rèn)為，0.2mm的移動(dòng)量并非全部來自液體的壓縮，考慮到油液中可能混有氣泡及機(jī)械原件存在變形，但排氣后重新測(cè)量改善效果并不明顯，所以決定用限位塊限制油缸驅(qū)動(dòng)盤的移動(dòng)量，方案如圖1所示。

按照上述方案改善設(shè)備前后測(cè)試結(jié)果如圖2、3所示，楔形塊只在新點(diǎn)進(jìn)行了應(yīng)用，舊點(diǎn)并未使用，比較結(jié)果顯示，新點(diǎn)圖形前后斜率發(fā)生了變化，而舊點(diǎn)則保持不變，效果比較明顯。圖2為改善前，圖3為改善后。

圖1 限位塊原理圖

圖2 改善前

圖3 改善后

至于壓盤升程測(cè)量值偏小，則是因?yàn)闇y(cè)試該值的3個(gè)LVDT是安裝在油缸驅(qū)動(dòng)盤上的，在油缸回彈時(shí)，LVDT與之隨動(dòng)，使壓盤升程被油缸回彈位移抵消掉一部分，造成測(cè)試結(jié)果偏小。

2.1.2 分離行程的控制。測(cè)試分離特性時(shí)，設(shè)備關(guān)于分離行程應(yīng)按照從起點(diǎn)開始設(shè)定相對(duì)距離（如圖5所示），如設(shè)定為絕對(duì)坐標(biāo)值，則分離行程會(huì)因?yàn)殡x合器總成存在一定的差異而出現(xiàn)件與件相比、新舊點(diǎn)相比長(zhǎng)短不一的情況（如圖4所示），有可能會(huì)測(cè)試不到取值點(diǎn)。將分離行程的設(shè)定由絕對(duì)坐標(biāo)改為相對(duì)距離后，測(cè)試對(duì)比如圖4、5所示。

圖4 優(yōu)化前分離曲線

圖5 優(yōu)化后分離曲線

2.2 離合器從動(dòng)盤測(cè)試機(jī)

在從動(dòng)盤扭轉(zhuǎn)特性測(cè)試過程中，發(fā)現(xiàn)有打滑現(xiàn)象的出現(xiàn)（如圖6所示），分析了測(cè)試機(jī)的設(shè)計(jì)及測(cè)試程序，發(fā)現(xiàn)測(cè)試機(jī)壓緊從動(dòng)盤的壓板材質(zhì)及粗糙度與離合器壓盤是比較接近的，壓緊力大小也比較接近蓋總成壓緊力。

圖6 扭轉(zhuǎn)特性曲線

離合器扭矩容量計(jì)算公式如下［2］：

式中：Tf為離合器扭矩容量（Nm）；R0為摩擦片外徑（mm）；Ri為摩擦片內(nèi)徑（mm）；μ為摩擦系數(shù)；N為正壓力（N）。

從式中可以看出，要避免打滑現(xiàn)象出現(xiàn)，就要盡可能提高壓緊力N，或者增加摩擦系數(shù) μ。增加壓緊力，可在不損壞摩擦片的前提下，增加測(cè)試機(jī)壓板的粗糙度，以提供更大的摩擦系數(shù)。再者，可改變測(cè)試程序的編程思路，按照底部扭矩的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定扭轉(zhuǎn)的目標(biāo)扭矩，使扭轉(zhuǎn)進(jìn)行到目標(biāo)扭矩時(shí)停止扭轉(zhuǎn)，這時(shí)可能不會(huì)出現(xiàn)底部扭矩，但可判斷底部扭矩肯定會(huì)大于目標(biāo)扭矩，產(chǎn)品為合格件，這樣也可以在很大程度上降低打滑出現(xiàn)的概率（見圖7）。

圖7 扭轉(zhuǎn)特性曲線

3 結(jié)語

通過上述分析可知，離合器綜合測(cè)試機(jī)確實(shí)可在很大程度上提高測(cè)試效率，但在設(shè)計(jì)及使用時(shí)，應(yīng)充分了解被測(cè)試離合器自身的特性，全面考慮測(cè)試環(huán)境中的各種影響因素，以便盡可能地提高測(cè)試的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性。

［1］徐石安.汽車離合器［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005.

［2］王巨濤.汽車離合器蓋總成綜合性能檢測(cè)機(jī)結(jié)構(gòu)誤差分析與綜合［D］.天津：天津理工大學(xué)，2010.

Optimization Analysis of Commercial Vehicle Clutch On-Line Tester

Zhao Wenlong Yan Yinzhao
（Fast Eaton(Xi'an)Power Transmission System of Limited Liability Company，Xi'an Shaanxi 710077）

In this paper,starting from the actual production,testing accuracy of commercial vehicle clutch comprehensive online testing machine used in the process are low,repeat the test error,from the design,testing machine programming ideas and tested products characteristic analysis of its root causes and im?provement,also the design of testing machine the manufacturing has certain reference significance.

testing machine；clutch；performance；improvement

U463.2

A

1003-5168（2017）10-0090-02

2017-09-02

趙文龍（1988-），男，本科，助理工程師，研究方向：離合器設(shè)計(jì)。