一種干式離合器關(guān)鍵狀態(tài)的實時精確監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種干式離合器關(guān)鍵狀態(tài)的實時精確監(jiān)測裝置，包括離合器狀態(tài)監(jiān)測模塊、溫度監(jiān)測模塊和自動離合操縱模塊；所述離合器狀態(tài)監(jiān)測模塊通過在分離軸承后放置壓力傳感器和位移傳感器，可以實時精確記錄離合器的滑磨狀態(tài)；所述溫度監(jiān)測模塊的熱電偶均布在壓盤和離合器蓋的空間中，熱電偶導線從離合器蓋的散熱槽中穿出，緊貼飛輪從離合器輸入軸的空心導線槽中穿出與集流環(huán)的內(nèi)環(huán)相連，集流環(huán)的外環(huán)與數(shù)據(jù)采集器相連，該裝置可以實時記錄干式離合器內(nèi)部溫度信息；所述自動離合操縱模塊通過直流伺服電機驅(qū)動滾珠絲桿螺母機構(gòu)，與螺母固結(jié)的滑輪推動撥叉實現(xiàn)離合動作。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，成本低，能實時、有效記錄干式離合器的關(guān)鍵狀態(tài)。
【專利說明】—種干式離合器關(guān)鍵狀態(tài)的實時精確監(jiān)測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車傳動部件的檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的說，是一種干式離合器工作狀態(tài)的實時監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為發(fā)動機與汽車傳動系之間切斷和傳遞動力的部件，離合器的工作狀態(tài)影響了車輛傳動時的平穩(wěn)性，在汽車緊急制動時提供對變速器等傳動系統(tǒng)的過載保護等。近年來，具有節(jié)能、高效特點的雙離合器技術(shù)已成為研究熱點，但是由于離合器內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分緊湊且使用頻率很高，在復雜的城市道路工況，會因為內(nèi)部的熱、力學等問題引起失效，尤其是干式離合器問題尤其嚴重。但是離合器的工作狀態(tài)是高速旋轉(zhuǎn)運動，要精確測量內(nèi)部溫度變化及傳動摩擦特性非常困難。為了能夠準確預(yù)測離合器的摩擦傳動狀態(tài)，需要深入地了解離合器在連續(xù)工作下的狀態(tài)，發(fā)明一種可以實時準確監(jiān)測離合器內(nèi)部溫度、離合器狀態(tài)(如摩擦傳遞力矩變化、離合器接合程度)的監(jiān)測裝置至關(guān)重要。
[0003]為了通過離合器操縱機構(gòu)優(yōu)化控制摩擦傳動轉(zhuǎn)矩，需要精確掌握干式離合器的狀態(tài)。
[0004]專利CN 101539179A福特汽車公司公開了一種確定離合器接合狀態(tài)的方法和裝置，該裝置雖然可以通過傳感器檢測工作缸活塞位置來確定離合器狀態(tài)，但是它主要是針對液壓式操縱機構(gòu)。
[0005]專利CN 102372003A博世公司公開了一種用于識別離合器狀態(tài)的方法，該方法通過監(jiān)測發(fā)動機和驅(qū)動輪的狀態(tài)來識別離合器的狀態(tài)。但是該方法屬于一種間接方式，無法同時考察某一個工作情況下離合器摩擦片溫度等重要參數(shù)。
[0006]專利CN 1776246A公開了一種離合器狀態(tài)顯示裝置，該裝置用指示燈顯示離合器的運動狀態(tài)。但是該裝置無法精確量化地記錄和監(jiān)測離合器的狀態(tài)，存在局限性。
[0007]專利CN 1696528A通用汽車公司公開了一種確定液壓式離合器狀態(tài)判斷和監(jiān)測的方法，該方法通過監(jiān)測離合器的滑動量來推斷其狀態(tài)，但是它主要是針對液壓式操縱機構(gòu)。
[0008]專利CN 102745132A公開了一種汽車離合器半聯(lián)動狀態(tài)聲光報警裝置及運行模式，該裝置用聲光報警技術(shù)顯示離合器的半聯(lián)動運動狀態(tài)。但是該裝置無法精確量化地記錄和監(jiān)測離合器的狀態(tài)，存在局限性。
[0009]摩擦式離合器在接合時，摩擦片與壓盤和飛輪之間的滑磨將促使摩擦片表面的溫度升高，因為時間很短，摩擦片表面的溫度在極短時間內(nèi)升高。而摩擦副的摩擦特性很大程度取決于溫度變化，所以準確地掌握干式離合器內(nèi)部溫度特性有重要意義。
[0010]專利CN1027775888A通用汽車公司公開了一種用于確定干式離合器界面溫度的方法，該方法通過離合器轉(zhuǎn)速差導致的溫差來直接確定摩擦界面溫度。該方法雖然原理簡單、成本低，但是由于沒有直接測量、同時沒有充分考慮散熱、環(huán)境溫度等因素導致誤差可能較大。[0011]專利CN102865929 A公開了一種干式離合器摩擦片表面溫度的測量裝置，利用紅外溫度傳感器可以實時采集到摩擦片表面溫度，但是該方案需要為每一個紅外線探頭在飛輪盤表面相應(yīng)位置設(shè)置通孔，每一個通孔都會改變摩擦接觸特征、影響飛輪盤的轉(zhuǎn)動慣量，也會產(chǎn)生一定的應(yīng)力集中，無法完全體現(xiàn)離合器摩擦特性。
[0012]專利CN1394260A日本自動車株式會社公開了一種估計離合器溫度的方法，該方法主要通過檢測轉(zhuǎn)速差和計算扭矩的能量法來估計溫度，但是由于沒有直接測量、同時沒有充分考慮散熱、環(huán)境溫度等因素導致誤差可能較大。
[0013]因為離合器的狀態(tài)監(jiān)控，是為了更有效地控制以實現(xiàn)離合器的最優(yōu)性能，所以要求離合器具有自動操縱控制功能。
[0014]專利CN103322080A公開了一種用于離合器的操縱裝置，該裝置通過使杠桿執(zhí)行器圍繞翻轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn)的操縱原理實現(xiàn)離合。該裝置簡單、實用。
[0015]專利CN103085660A公開了一種混合動力汽車用離合器操縱控制系統(tǒng)，該裝置通過氣動執(zhí)行元件、車載氣源和常閉電磁換向閥實現(xiàn)離合。該裝置工作可靠，但是動力源和控制不易。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種能夠在實驗臺架上實現(xiàn)干式離合器關(guān)鍵狀態(tài)的實時精確監(jiān)測裝置，可較精確可靠地估計離合器內(nèi)實時工作狀態(tài)下的離合器內(nèi)部溫度，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以解決:
一種干式離合器關(guān)鍵狀態(tài)的實時精確監(jiān)測裝置，包括離合器狀態(tài)監(jiān)測模塊、溫度監(jiān)測模塊、自動離合操縱模塊三個部分，所述的離合器狀態(tài)監(jiān)測模塊包括壓力傳感器、分離套筒、位移傳感器、可調(diào)式位移傳感器夾具；所述的溫度監(jiān)測模塊包括熱電偶、集流環(huán)和數(shù)據(jù)采集器；所述的自動離合器操縱模塊包括框架、直流伺服電機、滾球、絲桿螺母機構(gòu)、滑輪、導軌、高強度支撐螺栓、撥叉。
[0017]所述離合器狀態(tài)監(jiān)測模塊的壓力傳感器在分離軸承后，是環(huán)狀的，空套在離合器輸出軸上，不隨著離合器輸出軸一起轉(zhuǎn)動。所述的分離套筒在壓力傳感器后，具有兩耳，撥叉的兩爪定位在兩耳中，推動在同一軸線上的分離軸承、環(huán)狀壓力傳感器和分離套筒，實現(xiàn)離合器的接合和分離?；谀て瑥椈傻奶匦?，可以實時估計離合器摩擦副的壓力和接合程度。
[0018]所述位移傳感器通過螺紋固定在位移傳感器夾具上。基于杠桿原理，通過測量分離套筒處的位移可以實時估計離合器摩擦片的接合、分離程度。
[0019]所述可調(diào)式位移傳感器夾具可以通過兩個長螺栓和螺紋實現(xiàn)粗調(diào)和細調(diào)。
所述溫度監(jiān)測模塊包括熱電偶和集流環(huán)，熱電偶記錄干式離合器內(nèi)部溫度信息并隨著離合器高速轉(zhuǎn)動，熱電偶的導線接入集流環(huán)。
[0020]所述溫度監(jiān)測模塊的熱電偶均布在壓盤和離合器蓋的空間中，熱電偶導線從離合器蓋的散熱槽中穿出，緊貼著飛輪從離合器輸入軸的空心導線槽中穿出。
[0021]所述集流環(huán)套在離合器輸入軸上，集流環(huán)的內(nèi)環(huán)固定在離合器輸入軸上并與其一起轉(zhuǎn)動，集流環(huán)的外環(huán)固定在底座上。集流環(huán)的內(nèi)環(huán)連接熱電偶的導線，空套在離合器輸入軸上隨著離合器輸入軸轉(zhuǎn)動，集流環(huán)的外環(huán)連接數(shù)據(jù)采集器，與底座固結(jié)，實時記錄熱電偶的溫度監(jiān)測結(jié)果。
[0022]所述自動操縱模塊的直流伺服電機嵌套在框架上部，電機驅(qū)動滾珠絲桿螺母上下移動。所述直線導軌滾珠絲桿螺母機構(gòu)的上端通過彈性聯(lián)軸器與直流伺服電機連接，下端通過軸承固定在臺架的底座上。
[0023]所述滑輪導軌焊接在框架上，與滑輪接觸。
[0024]所述滑輪與絲桿螺母固連，滑輪外圓面的一面與導軌接觸，可以在導軌上滾動。
[0025]所述撥叉，其三角端面與滑輪外圓面的另一面接觸，滑輪上下移動時，通過擠壓使撥叉在平面內(nèi)擺動；撥叉下端的雙爪定位在離合器分離套筒的兩耳中，控制離合器接合分離；撥叉中部的空心半球面支撐在與框架固連的高強度支撐螺栓上。滑輪沿著導軌和撥叉的三角面上下移動，推動撥叉擺動，撥叉推動在壓力傳感器后面的分離套筒，實現(xiàn)離合器接合分離。
[0026]本發(fā)明采用直流伺服電機直接驅(qū)動的離合器操縱機構(gòu)，與液壓、氣壓等執(zhí)行機構(gòu)相比，可使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大大簡化，同時可提高離合器接合速度的控制精度。本裝置的離合器執(zhí)行機構(gòu)中采用絲杠螺母機構(gòu)，使得傳動效率提高。本發(fā)明還利用分離軸承不與膜片彈簧接觸面不轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)特點，通過在分離軸承后設(shè)置壓力和位移傳感器，再結(jié)合膜片彈簧的特性，可以較精確、可靠地估計離合器摩擦面的實時狀態(tài)。本發(fā)明通過一種在離合器內(nèi)部埋設(shè)熱電偶和可記錄轉(zhuǎn)動信號的滑環(huán)式集流環(huán)，可以準確、可靠地測量連續(xù)工作狀態(tài)下的離合器內(nèi)部溫度，同時沒有破壞零件，最大程度上保留了摩擦件的物理特性，保證了實驗與實際情況的一致性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的實驗監(jiān)測裝置的正視圖；
圖2為圖1的左視圖；
圖3為圖1的局部放大圖。
[0028]附圖中標號說明
I—框架；2—直流伺服電機；3—滾珠絲桿螺母機構(gòu)；
4—滑輪；5—導軌；6—撥叉；7—離合器輸出軸；
8——集流環(huán)；9——熱電偶；10——飛輪；
II—離合器蓋；12—壓力傳感器；13—位移傳感器；
14—可調(diào)式位移傳感器夾具；15—數(shù)據(jù)采集器(圖中未畫出)；
16—分離套筒；17—分離軸承；18—壓盤；
19——底座；20——離合器輸入軸；21——高強度支撐螺栓。
【具體實施方式】
[0029]下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例作進一步說明。
[0030]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明提供了一種可以動態(tài)測量和估計干式離合器內(nèi)部狀態(tài)的實驗裝置，該加載裝置包括離合器狀態(tài)監(jiān)測模塊、溫度監(jiān)測模塊和自動離合操縱模塊;其中，
所述離合器狀態(tài)監(jiān)測模塊包括位移傳感器13和可調(diào)式位移傳感器夾具14，使用可調(diào)式位移傳感器夾具14允許位移傳感器位置的粗調(diào)和細調(diào)。所述的位移傳感器13在分離套筒16之后，可以測量膜片彈簧小端位移行程的實時變化。所述離合器狀態(tài)監(jiān)測模塊還包括壓力傳感器12和分離套筒16，安裝在分離軸承17后面的壓力傳感器12可以精確測量膜片彈簧小端壓力的實時變化。所述的分離套筒16用來定位撥叉6。
[0031]所述的分離軸承17、壓力傳感器12、分離套筒16都空套在離合器輸出軸7上，利用軸瓦保證各部件的中心都在同一軸線，并可沿著離合器輸出軸7較光滑地移動。
[0032]所述溫度監(jiān)測模塊包括熱電偶9和集流環(huán)8。所述的熱電偶9的具體位置在壓盤18與離合器蓋之間，均布的三個熱電偶膠結(jié)在壓盤18上，離合器蓋11與飛輪10連接。所述飛輪10通過內(nèi)花鍵與離合器輸入軸20連接。所述離合器輸入軸20利用軸承座支撐，并且軸承座固定在底座19上。所述集流環(huán)8套在離合器輸入軸20上，集流環(huán)8的內(nèi)環(huán)固定在離合器輸入軸20上并與其一起轉(zhuǎn)動，集流環(huán)8的外環(huán)固定在底座19上，集流環(huán)8的外環(huán)與數(shù)據(jù)采集器15連接。
[0033]所述集流環(huán)8、離合器輸出軸7、飛輪10的軸線在同一線上。
[0034]所述熱電偶9的導線從離合器蓋的散熱槽中穿出，緊貼著飛輪10并隨其一起轉(zhuǎn)動，穿過離合器輸入軸20的空心導線槽與集流環(huán)8的內(nèi)環(huán)連接。
[0035]所述自動離合操縱模塊包括框架I和直流伺服電機2，直流伺服電機2安裝在框架I的定位中心孔上，與滾珠絲桿螺母機構(gòu)3連接。所述滾珠絲桿螺母機構(gòu)3的螺母焊接一個滑輪4，滑輪4沿著導軌5移動。所述滾珠絲桿螺母機構(gòu)3的另一端通過軸承20固結(jié)在底座19上。所述導軌5焊接在框架I上。所述的滑輪4另一側(cè)與撥叉6的三角面的一面接觸，當滑輪4上下移動時撥叉6左右擺動。所述撥叉6的兩爪定位在分離套筒16的兩耳中，撥叉6的左右擺動可以帶動分離套筒16前進后退，使得離合器分離接合。所述撥叉6的擺動中心是高強度支撐螺栓21，高強度支撐螺栓21焊接在框架I上。
[0036]但是，上述的【具體實施方式】只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利。
【權(quán)利要求】
1.一種干式離合器關(guān)鍵狀態(tài)的實時精確監(jiān)測裝置，其特征在于:該監(jiān)測裝置包括離合器狀態(tài)監(jiān)測模塊、溫度監(jiān)測模塊和自動離合操縱模塊；其中， 所述離合器狀態(tài)監(jiān)測模塊包括壓力傳感器、分離套筒、位移傳感器、可調(diào)式位移傳感器夾具； 所述溫度監(jiān)測模塊包括熱電偶、集流環(huán)和數(shù)據(jù)采集器； 所述自動離合操縱模塊包括框架、直流伺服電機、滾珠絲桿螺母機構(gòu)、滑輪、導軌、高強度支撐螺栓、撥叉。
2.根據(jù)權(quán)力要求I所述的干式離合器關(guān)鍵狀態(tài)的實時精確監(jiān)測裝置，其特征在于:所述壓力傳感器在分離軸承后，是環(huán)狀的，空套在離合器輸出軸上； 所述的分離套筒在壓力傳感器后，具有兩耳，撥叉的兩爪定位在兩耳中； 所述位移傳感器通過螺紋固定在位移傳感器夾具上；所述可調(diào)式位移傳感器夾具帶有粗調(diào)用的長螺栓和細調(diào)用的螺紋。
3.根據(jù)權(quán)力要求I所述的干式離合器關(guān)鍵狀態(tài)的實時精確監(jiān)測裝置，其特征在于:所述溫度監(jiān)測模塊的熱電偶均布在壓盤和離合器蓋的空間中，熱電偶導線從離合器蓋的散熱槽中穿出，緊貼著飛輪從離合器輸入軸的空心導線槽中穿出； 所述集流環(huán)套在離合器輸入軸上，集流環(huán)的內(nèi)環(huán)固定在離合器輸入軸上并與其一起轉(zhuǎn)動，集流環(huán)的外環(huán)固定在底座上； 集流環(huán)的內(nèi)環(huán)連接熱電偶的導線，空套在離合器輸入軸上隨著離合器輸入軸轉(zhuǎn)動，集流環(huán)的外環(huán)連接數(shù)據(jù)采集器，與底座固結(jié)。
4.根據(jù)權(quán)力要求I所述的干式離合器關(guān)鍵狀態(tài)的實時精確監(jiān)測裝置，其特征在于:所述直流伺服電機嵌套在框架上部，電機驅(qū)動滾珠絲桿螺母上下移動，所述直線導軌滾珠絲桿螺母機構(gòu)的上端通過彈性聯(lián)軸器與直流伺服電機連接，下端通過軸承固定在臺架的底座上； 所述滑輪導軌焊接在框架上，與滑輪接觸； 所述滑輪與絲桿螺母固連，滑輪外圓面的一面與導軌接觸； 所述撥叉，其三角端面與滑輪外圓面的另一面接觸，撥叉下端的雙爪定位在離合器分離套筒的兩耳中，撥叉中部的空心半球面支撐在與框架固連的高強度支撐螺栓上。
【文檔編號】F16D48/06GK103883651SQ201410070130
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】王陽陽, 章桐, 李南, 吳陳淡 申請人:同濟大學