汽车离合器分离指端跳自动校正测试系统研究
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摘 要：科技在不断的发展，社会在不断的进步，为了满足汽车离合器分离指跳动公差日益严格的要求，文章开发了汽车离合器分离指端跳自动校正测试系统。该测试系统针对弹性材料的变形特点，采用工控机和可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）实现系统的自动控制，以伺服电机为动力源驱动执行机构螺丝千斤顶工作，实现校正;校正后应用数据采集卡采集位移传感器数据，显示分离指跳动量。经系统工程实践验证，该系统可以完成对离合器分离指的校正，并显著提高了校正精度和效率。
关键词：汽车离合器;分离指端跳;测试系统;校正
0 引言
汽车起步时，从静止状态逐步加速，如果传动系统与发动机刚性连接，一旦挂上档，发动机所受的阻力矩突然增大而熄火，而且还会对传动系统产生冲击。汽车离合器位于发动机和变速箱之间，变速箱的输入轴即工轴就是汽车离合器的输出轴。在传动系统中设置离合器后，由于离合器从动盘和主动盘之间的滑磨，可使传动系统的驱动力从零逐渐增大，保证车辆平稳起步。离合器的另一重要作用是便于换挡，在换挡时，离合器使发动机与变速箱暂时分离，切断动力传递，便于原用档位啮合副脱离，同时使新档位啮合副的速度逐渐相等，可减轻对传动系统的冲击。因此，汽车离合器在传动系统中扮演着重要角色，其质量优劣对传动系统乃至整个车辆的安全都有着重要的影响。
1 离合器的结构与工作原理
汽车离合器在传动系统中的作用主要为保证汽车平稳起步、降低扭振冲击和防止传动系统过载等。在早期研究和开发中，安装在1889年德国戴姆勒公司生产的钢质车轮小汽车上的锥形离合器最为成功，锥形离合器的使用一直持续到20世纪20年代。当时离合器生产厂家也研发出了蹄鼓式离合器，该结构采用的是内蹄鼓式，在离心力的作用下该结构更有利于蹄紧贴鼓面。蹄鼓式离合器利用皮革、木块等制成摩擦原件，质量较于锥形离合器较轻。这两种形式的离合器经常会出现主、从动件分离不彻底，更严重会出现无法分离的自锁现象。现如今在多片盘式离合器的基础上改进出来了多数车辆采用的单片式离合器，由于新型摩擦材料石棉基的引入和改进，盘片式离合器能够传递更大的转矩，且能在更高的温度下工作，为多片离合器向单片离合器的转变创造了有利的条件。目前摩擦式离合器的种类主要有：中央弹簧离合器、周置弹簧离合器、膜片弹簧离合器以及双片离合器等。
2 总体结构
系统主要由工控机、阀座分总成、工件夹紧分总成、分离指限位分总成、跳动量测试分总成、侧向夹紧分总成、校正分总成等组成。工控机主要实现对汽车离合器分离指跳动量的在线检测;工件夹紧分总成对工件夹紧使离合器盖总成处于一种模拟安装状态;阀座分总成主要通过电磁阀来控制气缸的动作，从而实现整机的自动化控制;分离指限位分总成主要由限位气缸、限位滑块等组成，用于对限位块的控制，支承限位块末端，从而对分离指的校正起到一个支承点的作用;侧向夹紧分总成主要由侧面气缸、侧面滑块、浮动杆等组成，用于夹紧浮动杆、控制限位块高度;跳动量测试分总成主要由校正伺服电机、位移传感器和测量头组成，用于测量汽车离合器分离指指端高度;校正分总成主要由校正头、伺服电机和螺丝千斤顶组成，对分离指进行校正。
3 设备控制与检测系统设计
3.1 硬件系统设计
为满足实际生产需求，需要设备不仅能快速准确地完成汽车离合器分离指校正，同时能实时采集各分离指跳动量数据，对系统的实用性、可靠性要求较高。因此，硬件系统主要设计为工控机、可编程逻辑控制器（programmable logic control-ler，PLC）、伺服电机驱动器、伺服电机、位移传感器和数据采集卡。
3.2 设备需求分析
设备应能满足推式和拉式多种不同型号汽车膜片弹簧离合器分离指的校正要求，还应满足分离指高度数据的自动采集和传输。设备的机械结构设计应满足如下需求：（1）能够根据不同的分离指变形量调整螺丝千斤顶的校正力，满足不同离合器产品校正的需求。（2）能够自动对分离指进行校正，然后自动完成分离指跳动量的在线检测并判断其是否合格，改变之前的手工方式。（3）设备应能按照分离指校正及检测的流程运行，以及各种检测器件的安装要求。在设备设计过程中，应将设备制造的工艺性和经济性考虑其中。
3.3 系统性能分析
按照检测要求对测试系统进行了检验和使用，其技术指标达到：（1）测量产品范围为推式和拉式汽车离合器。（2）測量周期（包括装卸时间）小于50s。（3）测量范围为180～260mm（考虑设备测量精度及压紧、校正及测量装置的要求，目前开发的设备仅适用于离合器规格为180～260mm的产品;如需适用于离合器规格为275～430mm的产品，采用同样原理，只需调整压紧、校正以及测量装置）。（4）分离指跳动调整精度小于0.5mm。（5）高可靠性平均无故障时间（Mean timebetween failure，MTBF）大于3000h。由以上技术指标可以看出，测试系统满足使用要求。
4 结语
针对当前汽车离合器分离指端跳校正和检测存在效率低、精度低的问题，本文从分离指校正受力变形分析入手，提出了一种新的汽车离合器分离指校正方法，并专门开发了汽车离合器分离指端跳自动校正测试系统的控制、校正及检测部分。经系统工程实践验证，该系统可满足直径180～260mm之间多种型号膜片分离指和装配后盖总成分离指校正，且在精度上比传统方法有明显提高。
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