自动控制离合器系统执行机构开发与研究

发布时间：2020-10-22 11:33

　　 自动控制离合器系统不改变原车离合器和手动换档变速器的结构,增加一套自动控制装置,实现车辆离合器的自动控制,无需踩踏离合器踏板,解放驾驶员左脚,驾驶时只需根据道路工况操纵换档杆进行摘档、挂档即可。对自动控制离合器系统的研究,对提高车辆驾驶安全性、舒适性具有深远的意义。自动控制离合器系统的执行机构作为底层机构,是离合器动作的执行者,其基本的功能是操纵离合器分离、接合。执行机构性能好坏直接影响到自动控制离合器系统的总体性能,同时也关系着车辆的燃油经济性和舒适性。本文以编号为(2012GH710902)的“小型乘用车自动控制离合器系统”项目为依托,对自动控制离合器系统执行机构进行设计开发,主要研究执行机构的设计方法,设计参数对离合器分离时间、分离行程、自锁性和使用寿命的影响。具体研究工作及结论如下:本文以小型乘用车为基础车型,研究执行机构类型选用及各主要参数选择、设计方法。根据小型乘用车安装空间要求和某车型的使用要求,研究执行机构各参数选取过程及计算方法,并对某车型离合器参数进行执行机构匹配计算。理论分析自动控制离合器系统执行机构主要设计参数主缸轴线到斜齿轮中心距H、主缸推杆长度Z、主缸驱动半径R、极限右偏角α、极限左偏角γ对分离时间、分离行程的影响。离合器分离行程随主缸轴线到斜齿轮中心距H的减小而增大,随主缸推杆长度Z、主缸驱动半径及、极限右偏角α、极限左偏角γ的减小而变小。在转速一定的情况下,时间与行程成反比,因此上述各参数对离合器分离时间的影响与分离行程恰好相反。理论分析执行机构斜齿轮蜗杆减速装置摩擦系数μ、压力角α，，、螺旋角β对自锁性能的影响,自锁性随摩擦系数μ、压力角αn增大而增强,随螺旋角β增大而减弱。本文基于一维仿真AMESim平台,建立了某车型整车环境下的离合器自动控制系统仿真模型,以发动机、离合器、变速器、车辆的物理条件和性能参数作为边界条件,进行仿真分析。研究执行机构各设计参数对离合器分离时间、分离行程的影响。该仿真分析结果准确地反映了执行机构的设计方法可以满足离合器分离时间、分离行程的性能设要求,可以保证离合器控制精度,实现离合器最佳控制规律。仿真结果对执行机构进行参数优化设计提供理论基础。本文按照理论设计方法进行样件制作,对样件进行综合性能试验测试,并对试验结果进行分析。在不同环境温度下执行机构能够满足离合器分离时间、分离行程要求;并通过试验验证的方法,确定执行机构减速装置中斜齿轮材料选用PA6TGF30,螺旋角选用5.16°,压力角选用10.5°,蜗杆材料选用40Cr,表面进行QPQ处理工艺,并验证了采用以上参数的执行机构减速装置在满足使用寿命的前提下同时能够实现自锁,上述试验表明执行机构工作稳定。试验结果表明,按本文研究方法设计的执行机构各主要部件工作正常,可以满足设计要求,理论研究方法具有可靠性。本文研究的自动控制离合器系统的执行机构设计方法,设计参数对离合器分离时间、分离行程的影响规律,一维仿真方法和综合性能试验方法,已应用于企业自动控制离合器系统新产品研发中,对自动控制离合器系统系列产品的开发有实际指导意义。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.2
【部分图文】：

夕卜部环境??；??图１．２?ＡＣＳ控制原理图１５１??加装ＡＣＳ的车辆换档操作变得非常简单，只需摘档、挂档即可，不必再考虑踩??踏离合器踏板的情况。不改变原车离合器、变速器结构，因而对原车的油耗不会造成??不利影响。ＡＣＳ模拟优秀驾驶员的离合器操控规律，对于大多数司机尤其新手来说，??他们对油门和离合器的配合操作不如自动控制顺畅，因此采用ＡＣＳ可给予传动系最??大的保护和最优秀的油门和离合器配合，省车又省油。??１．３本文主要研宄内容及研宄方案??本文的研究工作是结合东北工业集团在研项目“小型乘用车自动控制离合器系??统”的研发和产业化而展开的。该项目是国家火炬计划重点民品开发项目、兵器集??闭“十二五”第一批重点民品科技研发项目及国家火炬计划产业化示范项冃。??本项目以某车型自动控制离合器系统中的执行机构开发为基础，基于一维仿真??ＡＭＥＳｉｍ平台，研究执行机构主要设计参数对离合器分离时间、分离行程的影响。??为确保离合器的分离状态保持稳定

总体结构如下：ＡＣＳ主要被应用于手动换档车辆上，主要包括ＣＣＵ、执行机??构、换档意图传感器、选换档位置传感器、离合器位置传感器、线束、油管、分缸、??分离拨叉、分离轴承、离合器等零部件组成。系统结构如图２．１所示。??９??

?心器ｆＫ??．：０?■?Ｗ?ｉＴ＊）?变达》功入袖??图２．?１?ＡＧＳ总体结构图??ＣＣＵ采集选、换档位置传感器、换档意图传感器和离合器位置传感器及ＣＡＮ信号??等信号，按照上述的所有信号，对驾驶员意图、汽车运行状态和离合器运行状态做出??判断，对执行机构下达控制指令，控制离合器的分离、接合。爬行时，ＣＣＵ提供给发??动机管理系统（Ｅｎｇｉｎｅ?Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ?Ｓｙｓｔｅｍ，简称ｌｉＳ）离合器转矩负荷，ＥＭＳ系统??进行转矩补偿，保证车辆爬行时具有相应的转矩；换档时，若驾驶员仍然踩踏加速踏??板，ＣＣＵ将发送降扭请求，ＥＭＳ进行发动机降扭，换档结束后，ＣＣＵ发送取消降扭信??号，ＥＭＳ将转矩恢复到驾驶员期望转矩［４６］。??执行机构在接收到ＣＣＵ下达的控制指令时，电机产生的动力经过执行机构减速装??置增扭后
【参考文献】

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本文编号：2851539