帶傳感器的離合器主缸的檢測(cè)方法

摘 要：離合器主缸是離合器的重要組成部分，離合器是連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的重要部件，是為汽車提供動(dòng)力的重要開關(guān)。本文介紹了離合器主缸種類及工作原理，還重點(diǎn)介紹了現(xiàn)在科技水平下，一些對(duì)主缸進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)手段和設(shè)備。

關(guān)鍵詞：離合器；主動(dòng)缸；傳感器；檢測(cè)

1 離合器及離合器主缸

離合器是一種裝置，一般情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的飛輪組和離合器是組合在一起的部件，是汽車傳動(dòng)系和發(fā)動(dòng)機(jī)之間負(fù)責(zé)傳遞動(dòng)力和切斷動(dòng)力的裝置。[ 1 ]從開始起步到普通狀態(tài)下正常行駛的過程中，一輛汽車上的駕駛員可以通過根據(jù)需要對(duì)離合器進(jìn)行操縱，進(jìn)而將傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸連接者暫時(shí)分解，從而達(dá)到傳遞或者切分解發(fā)動(dòng)機(jī)向傳動(dòng)系輸出動(dòng)力的效果。離合器可以有效促進(jìn)變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的連接，以達(dá)到可使汽車平穩(wěn)開啟的效果；[ 2 ]此外，離合器能夠使變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的聯(lián)系進(jìn)行臨時(shí)性的切斷。以減少換檔時(shí)產(chǎn)生的沖擊；同時(shí)，嚴(yán)防變速器等傳動(dòng)系統(tǒng)超過荷載，從而可以起到對(duì)汽車的保護(hù)作用。

離合器主缸是離合器的液壓式操作系統(tǒng)中的主要類型，也稱為離合器總泵，液壓油（也稱作剎車油）在進(jìn)入總泵后，可以通過離合器的踏板作用來推動(dòng)離合器分泵，進(jìn)而可以達(dá)到推動(dòng)離合器工作的效果。[ 3 ]

液壓式離合器主要由離合主缸和工作缸等構(gòu)成。其中，離合主缸是機(jī)構(gòu)中最為重要的組成部分。同時(shí)，又存在多種離合主缸，主要有補(bǔ)償孔式離合主缸、活塞式離合主缸和中心閥式離合主缸。補(bǔ)償孔式離合主缸主要工作原理是通過皮碗與補(bǔ)償孔相互協(xié)調(diào)工作，當(dāng)皮碗推進(jìn)超過補(bǔ)償孔后，建壓腔內(nèi)開始形成壓力；當(dāng)皮碗退回到補(bǔ)償孔后側(cè)，建壓腔內(nèi)壓力恢復(fù)正常，從而控制離合器進(jìn)行工作。[ 4 ]活塞式離合主缸工作原理較為簡(jiǎn)單，就是通過活塞的推拉皮碗，使油的壓力增強(qiáng)或降低，從而使離合器工作。中心閥式離合主缸的工作原理簡(jiǎn)單來說就是以中心閥作為推動(dòng)腔體內(nèi)油的中介，外部用帶有彈簧的活塞推動(dòng)中心閥，從而進(jìn)行工作。

我國汽車行業(yè)起步較晚，相比于汽車行業(yè)早已成熟的西方國家，我國的離合主缸性能檢測(cè)技術(shù)比較落后，相關(guān)研究比較少。[ 5 ]隨著我國科技力量不斷強(qiáng)大，高集成電路、軟件技術(shù)以及傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，我國對(duì)于離合主缸性能檢測(cè)技術(shù)也取得了一定的成就，但相比于發(fā)達(dá)國家還有一定距離。我國在離合主缸領(lǐng)域，僅部分汽車企業(yè)自行自定的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)還未出臺(tái)。[ 6 ]離合器的存在保障了汽車的安全、平穩(wěn)行駛，因此離合器各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)顯得至關(guān)重要。 利用傳感器檢測(cè)離合器的各項(xiàng)指標(biāo)，成為了研究的重要領(lǐng)域。

2 離合器主缸檢測(cè)

通過進(jìn)廠調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一些企業(yè)在檢測(cè)離合主缸的過程中依舊采用較為落后的手工檢測(cè)方法，造成了諸多問題，普遍存在效率和精度都比較低，難以滿足生產(chǎn)線上的高速流水作業(yè)。為滿足現(xiàn)在高效率、高自動(dòng)化水平的生產(chǎn)、檢測(cè)，采用智能化主缸檢測(cè)手段是企業(yè)發(fā)展的重要突破口。[ 7 ]而且，高效的之自動(dòng)化檢測(cè)不但可以提高生產(chǎn)效率，還能提高產(chǎn)品合格率，有力的保障了主缸的質(zhì)量問題。[ 8 ]

現(xiàn)階段洗車離合器扭矩通常會(huì)在模擬工作的狀態(tài)下進(jìn)行穩(wěn)態(tài)扭矩以及平均扭矩的測(cè)試，在模擬測(cè)試條件下還不能及時(shí)對(duì)動(dòng)態(tài)扭矩時(shí)候的幅值和速度進(jìn)行測(cè)量，并且扭矩測(cè)量在力學(xué)參數(shù)下很難達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)試，給測(cè)量又增加了一定困難。這時(shí)應(yīng)該使用電阻應(yīng)變片，將它作為傳感原件以惠斯通電橋形式固定在彈性原件上，扭轉(zhuǎn)較小的角度來控制電橋電阻變化，因而從電橋輸出與軸旋轉(zhuǎn)角成正比關(guān)系的扭矩信號(hào)電壓、電阻應(yīng)變片是一種高精度且應(yīng)用頻率很高的力學(xué)量傳感元件。利用這種方法能夠把變形量轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌蜉敵龅碾妷盒盘?hào)，把相關(guān)信息交給后續(xù)電路進(jìn)行處理，經(jīng)過計(jì)算得出扭矩值。旋轉(zhuǎn)軸通常有2個(gè)彈性元件固定在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)角與主機(jī)出現(xiàn)的扭矩呈正比。因?yàn)榭ōh(huán)的固定作用，軸的扭轉(zhuǎn)動(dòng)使彈性元件產(chǎn)生切向位移X，引發(fā)應(yīng)變片片簧受到一個(gè)彎矩并產(chǎn)生變形彎曲。[ 9 ]

工作狀態(tài)下離合器從動(dòng)盤的溫升是反映離合器綜合性能的另一個(gè)重要指標(biāo)。離合器的從動(dòng)盤是在密封的防塵罩下工作的，因此需把測(cè)溫探頭-熱電偶埋進(jìn)防塵罩內(nèi)進(jìn)行溫度測(cè)量，也稱埋入式的測(cè)溫法。本文選擇論述的K型熱電偶制造容易、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)溫范圍寬，是工業(yè)生產(chǎn)中比較常用的溫度傳感器。為了可以將系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，還能保證溫度測(cè)量的準(zhǔn)確并且快速，在溫度采集的前處理電路方案中我們選擇了一個(gè)集冷端補(bǔ)償、低噪聲信號(hào)放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和SPI串口等多項(xiàng)功能為一體的芯片，即 MAXIM公司的MAX6675，它可以直接與單片機(jī)接口。

在實(shí)際工作中，為了可以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，工作人員需要對(duì)溫度的測(cè)量進(jìn)行定標(biāo)，也稱冷端溫度補(bǔ)償。冷端溫度是指周圍環(huán)境溫度與0℃實(shí)際參考值之間的溫度差值。MAX6675芯片內(nèi)帶有冷端補(bǔ)償功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。MAX6675芯片內(nèi)冷端溫度補(bǔ)償二極管產(chǎn)生的補(bǔ)償電壓U2經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換、采集后供處理器按補(bǔ)償算法對(duì)溫度的測(cè)量值進(jìn)行修正。

3 總結(jié)

離合器作為重要的傳動(dòng)開關(guān)，承載了安全駕駛的重要使命。本文宏觀的論述了離合器工作原理，詳細(xì)介紹了離合主缸的種類及工作原理，重點(diǎn)介紹了檢測(cè)離合器綜合性能的方法，為保障離合器安全正常的運(yùn)行提供了檢測(cè)保障，為安全行駛保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

吳振，男，漢族，山西臨汾襄汾縣人，本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及制造。