摘 要 一个离合器性能的优劣主要是由离合器的操纵系统来判断的。随着时代的发展，汽车厂商及车主对离合器性能的要求越来越高，近几年来国内对离合器操纵系统性能的关注也越来越多。而离合器实验台是可以检测一个离合器操纵性能优劣的重要手段。本文主要是对自己设计的离合器实验台进行阐述同时通过仿真实验来判断所设计离合器系统的优劣。 首先，通过对离合器在国内外的现状以及需求的调查研究及分析，阐述了本次设计的目的及意义。接着，阐述了本次设计液压离合器实验台的主要功能及各个模块的组成。然后，通过编写PLC控制程序以及液压离合器实验台人机交互界面的设计进行仿真。最后，分析总结实验台的性能及本人的相关看法。 关键词：离合器 实验台 性能

Abstract

The performance of a clutch is mainly judged by the clutch control system. With the development of the times, the requirements of the clutch performance have become higher and higher for automobile manufacturers and vehicle owners. In recent years, more and more attention has been paid to the performance of clutch control systems in China. The clutch test bench is an important means to detect the performance of a clutch. This article mainly elaborates on the clutch test bench designed by myself and judges the advantages and disadvantages of the designed clutch system through simulation experiments. First of all, through the investigation and analysis of the status quo and demand for clutches at home and abroad, the purpose and significance of this design are described. Next, the main functions of the hydraulic clutch test bench designed this time and the composition of each module are described. Then, the simulation was done by programming the PLC control program and the design of the man-machine interface of the hydraulic clutch test bench. Finally, analyze and summarize the performance of the laboratory bench and my own views. Key words: clutch laboratory bench performance 目录 第1章 概述 6 1.1设计背景 6 1.2国内外现状 6 1.3设计目的及意义 6 第2章 液压离合器操纵总成系统设计的总体设计 8 2.1实验方案选择 8 2.2液压离合器试验台的功能 8 2.3液压离合器试验台的总体设计 8 第3章 液压离合器操纵总成系统设计的组成模块 10 3.1液压离合器试验台机械结构模块 10 3.2液压离合器试验台驱动组成模块 10 3.2.1步进电机的简介 10 3.2.2步进电动机的选型 11 3.3液压离合器实验台液缸的设计 14 3.4液压离合器实验台负载弹簧的设计 16 3.5液压离合器实验台信号传递模块设计 16 3.5.1压力传感器的选型 17 3.5.2位移传感器的选型 18 3.6液压离合器实验台控制模块设计 19 3.6.1 触摸屏选型 19 3.6.2 PLC简介 21 3.6.3PLC选型 22 第4章 液压离合器试验台的组态设计 24 4.1组态任务 24 4.1.1组态描述 24 4.1.2变量名与PLC地址分配 24 4.2人机界面设计 24 4.3 PLC编程设计 27 4.4 硬件连接图 27 第5章 液压离合器操纵总成系统的运行与调试 29 第6章 总结与展望 31 致谢 32 参考文献 33 附录 35

第1章 概述

1.1设计背景

随着时代的不断发展，汽车已经变得越来越普及，而离合器作为汽主要部件之一，离合器的工作状况直接影响汽车的性能，因此汽车厂商及车主对其的要求也越来越高。研究一个自动化程度高、工作性能良好的离合器对于提高汽车的质量，促进汽车行业的具有重要的意义。

1.2国内外现状

在国外，日本、欧洲等等机械产业发达的国家对液压离合器操纵系统的各个侧面都做了较深入的设计研究与分析。例如，日本的三菱汽车公司结合当地的研究所联合创立了液压离合器操纵系统检测实验室，用于检测研发液压离合器系统。法国的valeo公司于1923年成立，并且致力于卡车零部件的生产，以及集成系统和控制模块的研发，至今生产离合器产量已过千万套，并且具有先进的离合器检测技术，该公司早已经将采集数项综合在一台检测机上进行综合检测而不是分成数道工序检测，高度的一体化技术让该公司在离合器领域内有很大的领先。德国的Luk也是离合器领域的龙头企业，该公司为大众公司研发的7速DSG变速器开发了新型干式双离合器，该离合器操作舒适简单，而且节省燃料。日本的exedy公司也是世界著名的离合器生产厂商之一，该公司拥有60多年的离合器研发经验，在世界各地均有研发公司。Exedy公司最新研发的膜片弹簧型湿式多板离合器不仅大大提高了离合器的工作性能，改善负荷特性，提高舒适性的同时还降低了制造成本，而且该离合器的生产自动化程度很高同时也打破了常规的生产方式。 在国内，我国液压离合器产业近几年了发展迅速，目前国产液压离合器已经能够全面覆盖国内各种车型产品并且具有足够的研发、制造和供货能力。同时，在检测技术方面，液压离合器及其电子操控系统的开发领域取得较大的突破，研发商通过建立液压离合器的检测系统，建立模拟实验台或者进行实物实验，已经形成较为完善的液压离合器产品评价体系，大大提高了我国液压离合发展水平。但是相比于国外来说，国内液压离合器的研发技术还是有一些落后的。

1.3设计目的及意义

随着科学技术的迅速发展以及人们日益对汽车关注度的不断增加，汽车零部件生产制造技术取得了巨大突破。作为汽车传动重要零部件之一，离合器的工作性能可以在很大程度上影响汽车工作的平稳性和安全性。同时随着时代的发展，离合器的工作方式也发生了翻天覆地的变化，从最开始的摩擦式离合器到湿式离合器的盛行，经历了一个较为漫长的过程。离合器就如同是汽车动力传动的一个重要开关，任何汽车都需要离合器，只是其存在的形式不同而已。 随着汽车运行功率的增大，行驶速度的不断提高，对离合器的工作环境也日趋苛刻。这就要求离合器具有更高的使用可靠性。使用离合器的目的为： （1）保证汽车的平稳启动。 （2）便于换挡。 （3）限制转矩，防止系统过载。 液压离合器作为汽车传动离合器种类中的主要的一种，其工作原理为：当踩下液压离合器的脚踏板时，通过压力推动推杆使液压主缸内的主缸活塞向作移动，液压主缸及出液管内的液体受压挤向液压副缸，推进液压副缸内工作活塞向左移动，从而让分离踏板移动，是分离轴承使其与离合器分离。液压离合器的优点为：操作轻便、舒适且长期工作后不会增加摩擦阻力，同时油管可以在苛刻的条件下进行工作。 本次毕业设计的设计研究对象为液压离合器操纵总成试验系统设计。目的是设计出液压离合器操纵系统模拟仿真试验台，并且通过仿真模拟检测出液压离合器的相关性能参数，并且通过对参数的分析来判断设计的液压离合器是否满足要求。

第2章 液压离合器操纵总成系统设计的总体设计

2.1实验方案选择

离合器的种类有多种，大致可以分为电磁离合器、液压离合器、气动离合器和机械离合器四大类。相比较于气动离合器，液压离合器虽然操作原理相同，但是液压离合器摩擦产生的压紧力是由油压产生，液压离合器比气动离合器具有更大的更大的单位容积转矩，因此，液压离合器的传递扭矩大，体积小。与电磁离合器相比，同样尺寸的离合器，液压离合器可以传递三倍大的转矩。同时液压离合器可以无冲击平稳的启动和换向，而且液压离合器的摩擦阻力小，长期工作的情况下踏板的所需压力不会明显增加。因此，在本次仿真实验中选择液压离合器进行测试。

2.2液压离合器试验台的功能

液压离合器试验台是用于仿真模拟液压离合器的工作状况的试验台。该试验台由程序进行控制，可根据编程设定好的循环次数以及步进电机转动的角度来控制离合器活塞的运动次数以及移动的位移。当循环次数达到10万次后电机停止工作，将位移传感器采集到的信号输送到PC机里面进行处理，分析该液压离合器的工作稳定性。另外，可以通过给试验台周围的电阻丝通电，模拟离合器在不同温度环境下的工作状况，通过改变不同数量电阻丝的接通情况来控制不同的温度环境，通过位移传感器传递的信号处理后比较在不同条件下该液压离合器的位移变化量。 液压离合器试验台的主要性能参数： （1）循环次数 10万次 （2）工作环境温度 20°C-60°C （3）行程误差 ＜2mm （4）步进电动机的输入功率 120W （5）输入电压 24V （6）电动机的转速 1000rpm （7）离合器的结合次数 10万次

2.3液压离合器试验台的总体设计

根据毕业设计的相关要求和国内汽车内液压离合器的相关需求，结合目前液压离合器领域的先进技术，通过查找资料和国内外近几年对液压离合器的先关文献，以及对实际汽车液压离合器操纵系统的调查参考，进行了液压离合器操纵总成试验台的模拟设计，本试验台的主要模块有机械结构模块、驱动组成模块、信号传递模块、程序控制模块等。通过各个模块的协调配合，完成该试验台的仿真模拟。