一种多片离合器执行机构及其硬件在环试验台的制作方法

本发明属于汽车技术研究领域，涉及一种多片离合器执行机构及其硬件在环试验台。

背景技术：

离合器具有保障汽车平顺起步，平稳换挡，防止扭矩过载等功用。多片离合器具有扭矩储备大，径向尺寸小的优点，有广泛的应用前景。但还不能实现离合器的自动控制，需要人工控制，费时费力。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种多片离合器执行机构及其硬件在环试验台，该装置利用离合器上增加一个合适的执行机构，实现离合器的自动控制。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种多片离合器执行机构及其硬件在环试验台，包括动力模块、执行模块和控制模块。所述动力模块与执行模块液压连接；所述动力模块与控制模块线控连接；所述控制模块与执行模块线控连接。

所述动力模块包括直流电机、联轴器、液压传感器、阀体、齿轮泵、油壶和编码器。

所述执行模块包括油管、分离轴承、位移传感器、多片离合器、扭矩传感器、压盘、法兰盘和负载。

所述控制模块包括电机pwm控制板、接线盒、数据采集卡和工控机。

所述联轴器包括联轴器a部和联轴器b部，所述联轴器a部和联轴器b部两个部分头部以插接方式连接。

所述联轴器穿过阀体和编码器，通过编码器头部螺丝紧固。

所述阀体的内部设置油路通道，外部设置有连接液压传感器、油管的卡套接头和编码器外圈的内螺纹，并被联轴器贯穿。

所述多片离合器设置有输入轴和输出轴。所述输入轴位于多片离合器轴心，通过内花键与多片离合器摩擦片连接。所述输出轴通过离合器壳体上的孔外接法兰盘。

所述接线盒上设有ai0、ai1、ai2、ai3、pfi1、pfi2口。

所述液压传感器为三线式液压传感器，通过m12外螺纹拧入阀体，外螺纹通过白胶带密封，输出电压信号连接接线盒ai2口。

所述编码器的外圈固定在阀体上，内圈随联轴器同步转动，输出脉冲信号，采用两相输出方式，连接接线盒ai0、ai1口。

所述输入轴贯穿多片离合器、压盘和分离轴承，与多片离合器摩擦片同步转动，所述输入轴设有单独的驱动电机。

所述法兰盘和压盘设于多片离合器上。所述输出轴设于法兰盘上，所述输出轴连接扭矩传感器和负载。

所述油壶的出口与齿轮泵相连，所述齿轮泵通过联轴器与直流电机相连接。

所述联轴器穿过阀体和编码器，并通过编码器头部螺丝紧固。

所述液压传感器通过导线与阀体连接在一起。

所述油管一端设于阀体上，另一端与多片离合器相连。

所述直流电机通过导线与电机pwm控制板相连，所述电机pwm控制板通过线束与接线盒相连，所述接线盒通过线束与数据采集卡相连，所述数据采集卡通过线束与工控机相连。

所述位移传感器设于压盘上，所述位移传感器连接接线盒的ai3口。

进一步的，所述电机pwm控制板有pwm1口和pwm2口，所述电机pwm控制板用于处理由工控机输入的pwm信号。

进一步的，，所述电机pwm控制板控制方式为：pwm1输入占空比信号，pwm2口为1，控制直流电机正转；pwm1口为1，pwm2口输入占空比信号，控制直流电1反转。pwm1口连接接线盒pfi1口，pwm2口连接接线盒pfi2口。

进一步的，所述数据采集卡为nipci6259数据采集卡，采用高精度m系列提高测量精度，分辨率和敏感度，提供四路十六位模拟输出(2.8ms/s)；四十八条数字i/o线，三十二位计数器。

进一步的，所述位移传感器为三线式位移传感器，连接接线盒3ai3口。

进一步的，所述油壶与齿轮泵之间采用密封圈密封连接。

进一步的，所述齿轮泵为外啮合定容式齿轮泵，从油壶内抽油，在管路内产生真空度，推动分离轴承向前运动推动压盘，推动多片离合器向前运动。

进一步的，所述油壶与齿轮泵之间设有卡套接头，用以油壶与齿轮泵之间的连接。

进一步的，所述油管采用汽车专用4mm铜管，通过卡套接头转换为6mm外螺纹并连接在阀体上。

本发明的有益效果为：所提供多片离合器执行机构结构简单，操作方便，体积小，成本低，并通过该硬件在环试验台可以对多片离合器三个阶段接合点进行检测和标定，实现离合器的自动控制；自动离合器执行机构主要分为电控电动，电控气动，电控液动，其中液压执行机构由于其压力可调范围大，控制精度高。

附图说明

图1为多片离合器执行机构及其硬件在环试验台总结构示意图；

图2为多片离合器执行机构联轴器a部示意图；

图3和图4为多片离合器执行机构联轴器b部示意图；

图5为多片离合器执行机构阀体结构示意图。

附图标记：1-动力模块，11-直流电机，121-联轴器a部，122-联轴器b部，13-液压传感器，14-阀体，15-齿轮泵，16-油壶，17-编码器，2-执行模块，21-油管，22-分离轴承，23-位移传感器，24-多片离合器，25-法兰盘，26-扭矩传感器，27-压盘，281-输入轴，282-输出轴，29-负载，3-控制模块，31-电机pwm控制板，32-接线盒，33-数据采集卡，34-工控机，a-线控连接，b-机械连接，c-液压连接。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合附图，通过实施例，对本发明技术方案作进一步具体描述：

如图1-图5所示，一种多片离合器执行机构及其硬件在环试验台，包括动力模块1、执行模块2和控制模块3。动力模块1与执行模块2的连接方式为液压连接c；动力模块1与控制模块3的连接方式以及控制模块3与执行模块2的连接方式为线控连接a；本发明中未特别说明的部件之间的连接均为机械连接b。

动力模块1包括直流电机11、联轴器、液压传感器13、阀体14、齿轮泵15、油壶16和编码器17。直流电机11为90w12v的电机。

执行模块2包括油管21、分离轴承22、位移传感器23、多片离合器24、法兰盘25、扭矩传感器26、压盘27、输入轴281、输出轴282和负载29。

控制模块3包括电机pwm控制板31、接线盒32、数据采集卡33和工控机34。

联轴器包括联轴器a部121和联轴器b部122，联轴器a部121和联轴器b部122两个部分头部以插接方式连接。

联轴器穿过阀体14和编码器17，通过编码器17头部螺丝紧固。

阀体14的内部设置油路通道，外部设置有连接液压传感器13、油管21的卡套接头和编码器17外圈的内螺纹，并被联轴器贯穿。

液压传感器13为三线式液压传感器，量程60bar，通过m12外螺纹拧入阀体，外螺纹通过白胶带密封，输出电压信号连接接线盒32ai2口。

齿轮泵15为外啮合定容式齿轮泵，从油壶16内抽油，在管路21内产生真空度，推动分离轴承22向前运动推动压盘29，推动多片离合器24向前运动。

油壶16的外径45mm，内径40.7mm，深度62.7mm，容积为72.59ml。油壶16与齿轮泵15之间设有卡套接头，用以与齿轮泵15连接，密封方式采用密封圈密封。

编码器17的外圈固定在阀体14上，内圈随联轴器同步转动，输出脉冲信号，采用两相输出方式，连接接线盒32ai0、ai1口。

油管21采用汽车专用4mm铜管，通过卡套接头转换为6mm外螺纹并连接在阀体14上。

分离轴承22安装时退回至最后位置，作用相当于液压缸。

位移传感器23为三线式位移传感器，连接接线盒32ai3口。

多片离合器24设置有压盘27和法兰盘25，法兰盘25用于连接输出轴282；输出轴282通过离合器壳体上的孔外接法兰盘25。输出轴282上连接有负载29。

输入轴281贯穿多片离合器24、压盘27和分离轴承22，通过内花键与多片离合器24摩擦片同步转动，输入轴281设置有单独的驱动电机。

扭矩传感器26安装于输出轴282上。

数据采集卡33为nipci6259数据采集卡，采用高精度m系列提高测量精度，分辨率和敏感度，提供四路十六位模拟输出(2.8ms/s)；四十八条数字i/o线，三十二位计数器。

齿轮泵15通过联轴器与直流电机11连接在一起。联轴器穿过阀体14和编码器17，通过编码器17头部螺丝紧固。

液压传感器13通过导线与阀体14连接在一起。

油管21采用汽车专用4mm铜管，一端通过卡套接头转换为6mm外螺纹并连接在阀体14上，另一端与多片离合器24相连。

直流电机11通过导线与电机pwm控制板31相连，电机pwm控制板31通过线束与接线盒32相连，接线盒32通过线束与数据采集卡33相连，数据采集卡33通过线束与工控机34相连。

位移传感器23设置在多片离合器24的压盘上，位移传感器23连接接线盒32的ai3口。

接线盒32的ai0、ai1口用于采集编码器17的脉冲信号；ai2口用于采集液压传感器13的电压信号，ai3口用于采集位移传感器23的电压信号，pfi1，pfi2口用于输出占空比信号。

电机pwm控制板31处理由工控机34输入的pwm信号，有pwm1，pwm2口。控制方式为：pwm1输入占空比信号，pwm2口为1，控制直流电机11正转；pwm1口为1，pwm2口输入占空比信号，控制直流电机11反转。pwm1口连接接线盒32pfi1口，pwm2口连接接线盒32pfi2口。

本发明工作过程为：

分离轴承22退回至最大位置，工控机34输入占空比信号，控制直流电机11带动齿轮泵15转动，保证液压传感器13示数呈线性增加。齿轮泵15从油壶16中抽油，在油管21中产生真空度，推动分离轴承22向前运动，推动压盘27向前运动，压盘27推动多片离合器24。此时输入轴281上的单独的驱动电机带动输入轴281以某一恒定转速旋转。多片离合器24处于间隙消除过程，此时扭矩传感器26示数为零，位移传感器23示数逐渐增加，编码器17用于采集齿轮泵15的转速信号，以调整电机占空比，进而调节接合压力保证液压传感器13示数线性增加。随着液压传感器13示数线性增加，扭矩传感器26示数从无变有，此时多片离合器24进入滑磨阶段，记录此时位移传感器23示数，为多片离合器24空行程。随着液压传感器13示数继续增加，扭矩传感器26示数保持在某一数值不变，此时滑磨阶段结束，多片式离合器24完全接合阶段，记录此时位移传感器23示数，此数值为完全接合时多片离合器24的位移。

上述实施例只是对本发明技术方案的举例说明或解释，而不应理解为对本发明技术方案的限制，显然，本领域的技术人员可对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些修改和变型在内。