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（优秀毕业全套设计）液压操纵式离合器电子线控系统设计（整套下载）

矩传递特性如图.所示。从图中可以看出，离合器有效作用行程较短，且具有非线性特性。离合器磨损后扭矩传递特性离合器摩擦片磨损后扭矩传递特性会发生改变，摩擦片磨损主要反映在弹簧压缩量的改变，同时膜片弹簧工作位置压紧力也随之改变。离合器磨损后扭矩传递特性如图.所示，从图中可以看出从动片在不同的磨损程度下离合器最大扭矩传递能力不同，离合器分离叉行程不同，离合器开始接合点位置不同。从动片在不同磨损程度下离合器扭矩传递对于开始接合点具有相同规律，这是离合器磨损自适应控制的基础。在使用过程中离合器磨损到定程度，必须调整离合器分离轴承与分离指间的间隙。图中曲线表示即使离合器踏板完全释放，离合器也不能完全结合。图.离合器扭矩传递特性图.离合器磨损后扭矩传递特性．离合器液压操纵机构结构分析液压操纵机构主要由踏板主缸工作缸管路系统和回位弹簧等组成，如图.所示。液压操纵机构具有摩擦阻力小传动效率高质量小布置方便接合柔和其工作不受车身或车架变形以及发动机振动的影响便于远距离操纵等优点，因此在各种汽车上的应用日益广泛。图.离合器液压式操纵机构工作原理示意图踏板主缸储液室分离杠杆分离轴承分离叉工作缸离合器主缸离合器主缸的构造如图.所示。图.为北京型汽车离合器主缸。主缸体借助补偿孔进油孔与储液室连通。主缸体装有活塞，活塞中部较细，使活塞右侧的主缸内腔形成环形的油室。活塞两端装有密封圈与皮碗.活塞顶有沿圆周分布的个小孔，活塞复位弹簧将皮碗活塞垫片压向活塞，盖住小孔，形成单向阀，并把活塞推向最右的位置，试验皮碗位于补偿孔与进油孔之间，两孔都开放。图.汽车离合器主缸北京型汽车离合器主缸红旗型轿车离合器主缸推杆密封圈活塞活塞垫片皮碗活塞复位弹簧主缸体补偿孔进油孔出油孔离合器工作缸离合器工作缸的构造如图.所示。工作缸内装有活塞皮碗和活塞限位块.为防止活塞自工作缸内脱出，在缸体右端有挡环，缸体左端装有进油管接头与放气螺钉.当管路内有空气存在而影响离合器操纵时，可拧出放气螺钉进行放气。图.汽车离合器工作缸北京型汽车离合器工作缸奥迪型轿车离合器工作缸工作缸体活塞限位块皮碗活塞挡环护罩分离叉推杆总成放气螺栓进油管接头当踩下离合器踏板时，通过主缸推杆图.使主缸活塞向左移动，活塞复位弹簧被压缩。当皮碗将补偿孔关闭后，管路中油液受压，压力升高。在油压作用下，工作缸活塞图.右移，并推动分离叉推杆，使分离叉转动，从而带动分离杠杆分离套筒等使离合器分离。当迅速放松离合器踏板时，活塞复位弹簧图.使主缸活塞较快地右移，而由于油液在管路中流动有定阻力，流动较慢，使活塞左侧形成定的真空度。在左右侧压力差的作用下，少量油液经进油孔推开活塞垫片和皮碗形成的单向阀，由皮碗间隙中流到左侧弥补真空。当原来由主缸压到工作缸的油液又重新回到主缸时，由于已有少量的补偿油液经单向阀流入，故总油量过多。这多余的油即从补偿孔流回储液室。当液压系统中因漏油或因温度变化引起油液的容积变化时，则借助补偿孔适时地使整个油路中的油量得到适当的增减，以保证正常的油压和液压系统工作的可靠性。离合器液压式操纵机构的计算图.离合器操纵机构主要参数计算.分离轴承行程的计算如图.所示，设离合器踏板的行程为，踏板臂长为，连杆臂长为,踏板的自由行程为，主泵的工作缸半径为，活塞的行程为，主缸顶杆与主缸活塞之间的间隙为，于是有设分泵的工作缸半径为，活塞的行程为。在踏板的作用力下，从主缸中压出的油量与达到工作缸的油量相等。在不考虑管路压力损失的情况下，因油的不可压缩性，有设分离叉连接工作缸推杆的连杆长为，与分离轴承接触的连杆长为，杆端的位移量为，杆端的位移量为，分离轴承的有效行程为，分离轴承与分离指的间隙为,有在其它构件确定的情况下，通过公式式，可以根据离合器踏板的行程算出离合器分离轴承的行程，有.离合器踏板自由行程的计算分离轴承与分离指的间隙及主缸顶杆与主缸活塞的间隙决定踏板的自由行程，即当驾驶员踏下踏板使得离合器分离轴承与离合器分离指接触时，踏板的行程就是自由行程，即其数值可根据式算出，有.计算过程根据原车离合器操纵机构具体数据的计算和分析过程单位。离合器踏板杠杆比∕∕.分离拨叉杠杆比∕∕主缸工作缸工作面积比∕.∕主缸自由间隙.分离轴承与分离指的间隙踏板行程膜片弹簧分离指设计最大分离行程.从动盘飞轮面到分离指距离.从动盘飞轮面到花键毂距离从动盘花键毂与分离指距离.从而算出分离轴承最大有效行程离合器踏板自由行程．离合器操纵机构线控系统设计离合器线控系统工作过程离合器线控系统工作过程如图.所示图.汽车离合器液压线控操纵系统工作原理示意图储液室踏板离合器主缸电磁开关阀进油阀液压泵和电动机总成油箱回油阀离合器工作缸分离叉传感器汽车离合器线控操纵系统在原液压操纵系统的基础上进行了改装，首先在离合器主缸和工作缸之间安装了电磁开关阀，即个常开式两位两通电磁阀，相当于开关作用其次线控部分由油箱液压泵和电动机总成进油阀回油阀构成，其中进油阀和回油阀均为常闭式电磁阀。传感器和将位置信号输入给电子控制单元，通过控制液压泵和电动机总成进油阀回油阀以及电磁开关阀的开启关闭，实现离合器的结合分离以及液压线控系统工作的转换。液压部分工作时，电磁开关阀断电，保持开启，工作原理与原系统相同。线控部分工作时，电磁开关阀通电，在弹簧作用下，阀芯关闭液压泵和电动机通电，此时线控系统对离合器控制过程如下离合器接合在离合器的滑磨接合过程中，按定的开启和关闭时间比例控制进油阀，将回油阀断电，就可以控制离合器以期望的速度接合离合器分离按定比例控制回油阀的开启和关闭时间比例，将进油阀断电，实现离合器分离离合器保持接合状态离合器完全接合后，使两个阀皆断电，则离合器在压紧弹簧的作用下保持接合状态离合器线控系统工作原理高速开关阀是种新型的数字式电液转换元件,具有结构简单价格低廉阀口对油污染不敏感等优点。它只有开和关两种极限工作状况,能将数字信号直接转换成流体脉冲信号,极易实现计算机控制技术和液压技术的有机结合。鉴于上述优点,高速开关阀的潜在的工程应用价值已受到人们的普遍关注,在国外的建筑机械汽车的自动变速机构中已有成功应用的实例。本设计以高速开关阀控液压缸位置控制系统为研究对象，高速开关阀采用脉宽调制原理来控制其平均流量。所谓脉宽调制就是在定的脉冲周期内调节开启时间的宽度与的比值即占空比的大小来满足控制的要求。图.是占空比曲线示意图,其中通过高速开关阀的平均流量与占空比成比例••其中为通过高速开关阀的平均流量,为流量系数,为阀口通流面积,为油源压力,为负载压力,为油的密度。占空比越大,通过高速开关阀进入油缸的平均流量越大,油缸的运动速度越快,当液压缸的位置趋近于目标位置时,占空比变小,油缸减速,从而正确地对油缸进行位置控制。图.占空比示意图图.脉宽调制规律液压缸位置系统的控制是通过单片机控制进行的。单片机内装有转换器,系统的指令信号与位移传感器见图.的反馈信号由和转换为数字信号,控制程序由语言编制而成的。它利用指令信号与反馈信号,经过运算得到个控制信号,把转换为模拟信号,将其进行脉宽调制后传到功率放大器,来对两个高速开关阀实施控制,功率放大器由两个驱动单元组成，驱动单元与阀相连，驱动单元与阀相连。接通，高速开关阀通电状态，反之亦然。所以，当时，驱动阀和阀来控制油缸向右运动当时，驱动阀和阀，油缸向左运动当时，油缸运动停止。占空比与控制信号成比例关系,如图.所示,如果考虑死区和饱和的影响,当时,高速开关阀出现死区,当时,高速开关阀出现饱和,高速开关阀的脉宽调制规律可用下式描述．本章小结本章分析了膜片离合器特性，结合离合器液压操纵机构的结构和工作原理，阐述了液压线控系统原理及工作过程。说明了线控系统工作及液压线控系统切换的核心是电子控制单元。液压线控系统主要由油箱液压泵和电动机总成进油阀回油阀等组成，系统切换则是在原有液压系统基础上，在离合器主缸和工作缸之间安装个电磁开关阀。通过将踏板位置信号和分离叉位置信号输入给进行调制，使通过电磁阀流量的随信号占空比的变化而变化，从而控制离合器油缸的进油和回油速度，实现离合器不同速度下的结合和分离，满足汽车在起步过程中的需求，同时也可达到液压和线控系统的切换工作的目的。第章液压操纵式离合器线控系统的硬件设计图.线控系统的硬件组成结构图.控制器的设计本设计选用的中央控制器是单片机，下面对该单片机进行简单的介绍单片机是宏晶科技生产的单时钟机器周期的单片机，是高速低功耗超强抗干扰的新代单片机，指令代码完全兼容传统的，但速度快倍。内部集成专用复位电路，路，路高速位转换，针对电机控制，强干扰场合。.增强型单时钟机器周期，指令代码完全兼容传统.工作电压系列工作电压单片机系列工作电压单片机.工作频率范围，相当于普通的.用户应用程序空间字节.片上集成字节.通用口个，复位后为准双向口弱上拉普通传统口可设置成四种模式准双向口弱上拉，强推挽强上拉，仅为输入高阻，开漏，每个口驱动能力均可达到，但整个芯片最大不要超过.在系统可编程在应用可编程，无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口直接下载用户程序，数秒即可完成片.有功能.看门狗.内部集成专用复位外部晶体以下时，可省外部复位电路.时钟源外部高精度晶体时钟，内部振荡器用户在下载用户数据时，可选择是使用内部振荡器还是外部晶体时钟常温下内部振荡器频率为精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，以实际测试为准.共个位定时器两个与传统兼容的定时器计数器，位定时器和，没有定时器，模块可再实现个位定时器.个时钟输出口，可由的溢出在.输出时钟，可由的溢出在.输出时钟.外部中断路，下降沿中断或低电平触发中断，模式可分别或同时支持上升沿中断下降沿中断，模式可由外部中断唤醒，.，.,.,.,.,.,.,路可编程计数器阵列，路也可用来当做路使用也可用来再实现个定时器也可用来再实现个外部中断上升沿中断下降沿中断均可分别或同时支持.转换，位精度，共路.通用全双工异步串行口，由于系列是高速的，也可再用定时器软件实现多串口.同步通信口，主模式从模式.工作温度范围工业级商业级图.单片机引脚结构图表.系列引脚说明．传感器的选择在现代自动化测试系统中，传感器与微型计算机是必不可少的两方面。微型计算机对数据具有很强的处理能力，但它对非电量或模拟信号是无能为力的。传感器把非电量转变成电量，经过放大处理后，转换成数字量输入计算机，由计算机对信号进行分析处理，进而由计算机发出各种命令。传感器处于测量装置的输入端，其性能将直接影响到整个系统的工作质量。因此，对传感器的基本要求合适的灵敏度较好的线性度动态特性优良，反映速度快稳定性好，工作可靠性高与测试系统匹配良好位置传感器用来测量机器人自身位置的传感器。位置传感器可分为两种，直线位移传感器和角位移传感器。其中直线位移传感器常用的有直线位移定位器等，具有工作原理简单测量精度高可靠性强的特点角位移传感器则可选旋转式电位器，具有可靠性高成本低的优点。角位移器还可使用光电编码器，有增量式与绝对式两种形式。其中增量式码盘在机器人控制系统中得到了广