汽車離合器分離指端跳自動校正測試系統研究
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摘 要：科技在不斷的發展，社會在不斷的進步，為了滿足汽車離合器分離指跳動公差日益嚴格的要求，文章開發了汽車離合器分離指端跳自動校正測試系統。該測試系統針對彈性材料的變形特點，采用工控機和可編程邏輯控制器（programmable logic controller，PLC）實現系統的自動控制，以伺服電機為動力源驅動執行機構螺絲千斤頂工作，實現校正;校正后應用數據采集卡采集位移傳感器數據，顯示分離指跳動量。經系統工程實踐驗證，該系統可以完成對離合器分離指的校正，并顯著提高了校正精度和效率。
關鍵詞：汽車離合器;分離指端跳;測試系統;校正
0 引言
汽車起步時，從靜止狀態逐步加速，如果傳動系統與發動機剛性連接，一旦掛上檔，發動機所受的阻力矩突然增大而熄火，而且還會對傳動系統產生沖擊。汽車離合器位于發動機和變速箱之間，變速箱的輸入軸即工軸就是汽車離合器的輸出軸。在傳動系統中設置離合器后，由于離合器從動盤和主動盤之間的滑磨，可使傳動系統的驅動力從零逐漸增大，保證車輛平穩起步。離合器的另一重要作用是便于換擋，在換擋時，離合器使發動機與變速箱暫時分離，切斷動力傳遞，便于原用檔位嚙合副脫離，同時使新檔位嚙合副的速度逐漸相等，可減輕對傳動系統的沖擊。因此，汽車離合器在傳動系統中扮演著重要角色，其質量優劣對傳動系統乃至整個車輛的安全都有著重要的影響。
1 離合器的結構與工作原理
汽車離合器在傳動系統中的作用主要為保證汽車平穩起步、降低扭振沖擊和防止傳動系統過載等。在早期研究和開發中，安裝在1889年德國戴姆勒公司生產的鋼質車輪小汽車上的錐形離合器最為成功，錐形離合器的使用一直持續到20世紀20年代。當時離合器生產廠家也研發出了蹄鼓式離合器，該結構采用的是內蹄鼓式，在離心力的作用下該結構更有利于蹄緊貼鼓面。蹄鼓式離合器利用皮革、木塊等制成摩擦原件，質量較于錐形離合器較輕。這兩種形式的離合器經常會出現主、從動件分離不徹底，更嚴重會出現無法分離的自鎖現象。現如今在多片盤式離合器的基礎上改進出來了多數車輛采用的單片式離合器，由于新型摩擦材料石棉基的引入和改進，盤片式離合器能夠傳遞更大的轉矩，且能在更高的溫度下工作，為多片離合器向單片離合器的轉變創造了有利的條件。目前摩擦式離合器的種類主要有：中央彈簧離合器、周置彈簧離合器、膜片彈簧離合器以及雙片離合器等。
2 總體結構
系統主要由工控機、閥座分總成、工件夾緊分總成、分離指限位分總成、跳動量測試分總成、側向夾緊分總成、校正分總成等組成。工控機主要實現對汽車離合器分離指跳動量的在線檢測;工件夾緊分總成對工件夾緊使離合器蓋總成處于一種模擬安裝狀態;閥座分總成主要通過電磁閥來控制氣缸的動作，從而實現整機的自動化控制;分離指限位分總成主要由限位氣缸、限位滑塊等組成，用于對限位塊的控制，支承限位塊末端，從而對分離指的校正起到一個支承點的作用;側向夾緊分總成主要由側面氣缸、側面滑塊、浮動桿等組成，用于夾緊浮動桿、控制限位塊高度;跳動量測試分總成主要由校正伺服電機、位移傳感器和測量頭組成，用于測量汽車離合器分離指指端高度;校正分總成主要由校正頭、伺服電機和螺絲千斤頂組成，對分離指進行校正。
3 設備控制與檢測系統設計
3.1 硬件系統設計
為滿足實際生產需求，需要設備不僅能快速準確地完成汽車離合器分離指校正，同時能實時采集各分離指跳動量數據，對系統的實用性、可靠性要求較高。因此，硬件系統主要設計為工控機、可編程邏輯控制器（programmable logic control-ler，PLC）、伺服電機驅動器、伺服電機、位移傳感器和數據采集卡。
3.2 設備需求分析
設備應能滿足推式和拉式多種不同型號汽車膜片彈簧離合器分離指的校正要求，還應滿足分離指高度數據的自動采集和傳輸。設備的機械結構設計應滿足如下需求：（1）能夠根據不同的分離指變形量調整螺絲千斤頂的校正力，滿足不同離合器產品校正的需求。（2）能夠自動對分離指進行校正，然后自動完成分離指跳動量的在線檢測并判斷其是否合格，改變之前的手工方式。（3）設備應能按照分離指校正及檢測的流程運行，以及各種檢測器件的安裝要求。在設備設計過程中，應將設備制造的工藝性和經濟性考慮其中。
3.3 系統性能分析
按照檢測要求對測試系統進行了檢驗和使用，其技術指標達到：（1）測量產品范圍為推式和拉式汽車離合器。（2）測量周期（包括裝卸時間）小于50s。（3）測量范圍為180～260mm（考慮設備測量精度及壓緊、校正及測量裝置的要求，目前開發的設備僅適用于離合器規格為180～260mm的產品;如需適用于離合器規格為275～430mm的產品，采用同樣原理，只需調整壓緊、校正以及測量裝置）。（4）分離指跳動調整精度小于0.5mm。（5）高可靠性平均無故障時間（Mean timebetween failure，MTBF）大于3000h。由以上技術指標可以看出，測試系統滿足使用要求。
4 結語
針對當前汽車離合器分離指端跳校正和檢測存在效率低、精度低的問題，本文從分離指校正受力變形分析入手，提出了一種新的汽車離合器分離指校正方法，并專門開發了汽車離合器分離指端跳自動校正測試系統的控制、校正及檢測部分。經系統工程實踐驗證，該系統可滿足直徑180～260mm之間多種型號膜片分離指和裝配后蓋總成分離指校正，且在精度上比傳統方法有明顯提高。
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