輕型載貨汽車離合器操縱裝置設計評價方法綜述

郭靜，宋康

摘 要：離合器操縱裝置不僅要能夠控制離合器徹底分離和有效結合，還應具有良好的操縱舒適性。對離合器操縱系統操縱舒適性在設計階段進行預估具有相當的重要性，它可以大大縮短開發周期，節約開發成本。文章簡要敘述了離合器操縱裝置的主觀評價方法和以客觀數據預測主觀操縱舒適性的方法，對離合器操縱裝置的前期設計和后期主觀評價有一定參考意義。

關鍵詞：離合器;操縱;主觀評價

中圖分類號：U463.211 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2019）23-72-03

Overview of Design and Evaluation Method for Clutch Control Device of Light Truck

Guo Jing， Song Kang

（ Anhui Jianghuai Automobile Group Co.， Ltd.， Anhui Hefei 230000 ）

Abstract： The clutch control device should not only be able to control the complete separation and effective combination of the clutch， but also have good control comfort. It is very important to predict the operating comfort of clutch control system at the design stage， It can greatly shorten the development cycle and save development costs. This paper briefly describes the subjective evaluation method of clutch control device and the method of predicting subjective control comfort with objective data， which has certain reference significance for the early design and later subjective evaluation of clutch control device.

Keywords： Clutch; Manipulation; Subjective evaluation

CLC NO.： U463.211 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）23-72-03

前言

離合器操縱裝置的基本功能是保證駕駛人員能夠控制離合器徹底分離和有效結合，除基本功能外，離合器操縱裝置設計的好壞還能給駕駛人員帶來完全不同的駕駛體驗。所以離合器操縱裝置的主觀評價在離合器操縱裝置設計評價中起著非常重要的作用。在汽車市場競爭日益激烈的今天，需要特別重視駕駛操作的舒適感，離合器操縱裝置主觀評價顯得尤其重要。

為加快車型開發速度，盡量減少設計整改，需要在設計階段對離合器操縱裝置的主觀舒適性做出預測。可以通過一系列數據計算對離合器操縱裝置的操縱舒適性進行預測計算。

首先了解離合器操縱裝置主觀評價的內容。然后對離合器踏板感覺設計的數據依據進行敘述。

1 術語和定義

在了解離合器操縱裝置主觀評價的內容之前，先對相關術語做一個說明。

離合吸入力差：表示膜片彈簧離合器在越過最大壓緊力后到達最小壓緊力的吸入感。

初始力：離合器空行程階段對應的踏板力。

分離點：踏板行程到達該點可以把發動機和變速器動力傳遞分離。

結合行程：踏板自最大行程回位過程中離合器傳遞力矩剛好能夠使車輛起步的最小行程。

熄火點：駐車制動和行車制動同時作用，緩慢抬起離合器踏板使發動機熄火的位置。

結合區間：熄火點與結合行程結合點之間的行程。

自由間隙：該點定義為離合器行程的自由間隙。

最大踩踏力：分離過程中產生的最大踩踏力，最大踩踏力通常在分離點之前。

回位力：踏板回位過程中全行程和結合點之間的最小力。

分離行程：踏板從初始位置到達分離點的行程。

全行程：踏板從初始位置到達限位位置的全部行程。

后備行程：分離點和全行程之間的距離。

遲滯：踩踏和回位曲線之間的面積。

前進功：將踏板踏到底所需的能量。

功效率：回位曲線下面積除以踏板曲線下面積。

圖1 ?離合器踏板力曲線圖

2 離合器操縱裝置的主觀評價

離合器操縱裝置的主觀評價之前試驗車輛須進行30分鐘預熱行駛，使汽車發動機、傳動系及其他部分預熱到一定的溫度狀態。離合器操縱裝置的主觀評價主要包含以下幾個方面：

2.1 分離特性評價

車輛處于怠速工況，緩慢在踏板初始位置踩踏離合器踏板，所感知的空行程和在空行程階段踏板力的大小。

2.2 最大踏板力、離合吸入力差、全行程

車輛處于怠速工況，以繳慢的速度把離合器踏板踩到底，松離合回位，重復多次，感知最大踏板力和離合吸入力差的合適度。同時感知全行程是否合適。并評價整個踩松過程中有無卡滯感。

2.3 開始分離點評價

使車輛處于怠速工況，多次以較慢速度踩下離合器踏板，感知剛好能掛入一檔時離合踏板的位置。

2.4 總體評價要求

離合踏板需要一定的空行程存在，初始力不宜過大造成松曠現象存在。離合踏板不能過重，導致駕駛疲勞，也不能過輕，使踩踏踏板感覺變差。分離點與行程終點位置之間必須有一定的后備行程，保證順利換檔。

3 離合器接合特性評價

3.1 維持力評價

使車輛處于怠速工況，將離合踏板踩到底，維持60S，感知力度的合理性。

3.2 開始接合點、熄火點、和接合區間的評價

使車輛處于怠速工況，水平路面上掛入1檔，完全踩下離合踏板緩慢松離合踏板直至車輛起步，感受接合點是否清晰。

掛入高檔，踩下制動，拉起駐車制動，緩慢松離合器踏板，直至熄火感知接合區間長度是否合適。同時感知回彈過程中離合踏板的跟腳感是否合適。

4 起步換擋過程評價

4.1 起步過程離合接合性能

車輛處于怠速工況，分別在一、二檔緩慢起步，評價車輛在起步過程是否容易熄火，以及離合接合的舒適度。

4.2 換檔過程離合接合性能

車輛起步后，通過普通換檔、快速換檔工況下離合器接合特性，通過判斷接合沖擊力是否過大來評價接合特性的好壞。

表1 ?離合器操縱系統性能改善措施

5 人機工程評價

人機工程評價涉及車身布置設計，在此不做敘述。

6 理想離合踏板特性曲線

離合踏板曲線主要由離合器踏板力、離合器踏板力吸入力差、離合器踏板力最低維持力等三個關鍵參數確定。踏板力要小，輕型載貨汽車在70N-110N為宜。踏板全行程應該在140mm-180mm。踏板分離行程應該在115mm-135mm。踏板力過大易導致駕駛疲勞，如果力太小，則踏板操作時會沒有腳感;離合器踏板力吸入力差太大或太小，踏板操作腳感不好;離合器踏板力最低維持力太大易導致駕駛疲勞，離合器踏板力最低維持力太小則可能使踏板不能回位或回位時間過長，踏板不跟腳。離合器踏板特性曲線從客觀數據上可以有效地反映客戶主觀需求，對判斷和解決客戶抱怨有指導意義。

這一節內容總結來說是通過客觀測試后獲得測試曲線，根據測試曲線即可了解該離合操縱系統的合理性。

從市場調查分析得來數據分析，客戶比較接受的離合器踏板力值、離合器踏板力吸入力差值、離合器踏板力最低維持力值分別是：75N-95N、15N-25N、45N-65N。在以上范圍確定的情況下，模擬出能滿足市場需求的理想離合器踏板力曲線，如圖2所示。

總之，對能夠滿足車輛離合器結合分離的離合器操縱系統，還應用以上方法進行延伸設計和后期主觀評價，才能獲得一個既功能完善又操縱舒適的離合器操縱裝置，籍以提升產品品質和競爭力。