基于滑移率的汽车离合器打滑定量检测的一种方法

第38 卷第1 期 2 0 09 年2 月 上海师范大学学报 自然科学版 J o u r n a lo fS h a n g h a iN o r m a lU n i v e r s i t y N a t u r a lS c i e n c e s V 0 1 3 8 N o 1 20 0 9 F e b 基于滑移率的汽车离合器 打滑定量检测的一种方法 唐爱红 何凤琴 林军 上海师范大学信患与机电工程学院 上海2 0 1 4 1 8 摘要 研究一种基于离合器主从动盘滑移率的汽车离合器打滑定量检测方法 设计了相应 的硬件电路和系统软件 测试系统采用8 9 C 5 2 单片机控制 可实现对离合器主从动盘转速及 滑移率进行测定 并当打滑超过限值时自动报警 关键词 离合器 检测 滑移率 单片机 中图分类号 1 2 4 7 2文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 5 1 3 7 2 0 0 9 0 1 0 0 5 6 旬3 0 引言 离合器大都是根据摩擦原理设计的 当摩擦离合器接合时 主 从摩擦元件要经历由转速不等到转 速一致 摩擦力矩为零到摩擦力矩等于汽车行驶阻力的滑磨过程 滑磨时摩擦表面在高温和温度梯度的 作用下会产生较大的热应力 从而引起摩擦表面的损伤或破坏 以及摩擦 磨损性能的改变 影响汽车动 力性的发挥和离合器的寿命 也使能耗增加 为了确保离合器的工作性能 使其处于良好的技术状况 本 文作者研究了一种同时检测离合器主 从动盘转速及滑移率的离合器打滑直接检测方法后显示报警 并 经单片机系统测控 数据处理 以期克服目前主要依赖于人工技术水平和人工经验的定性检测 实现离 合器打滑定量检测 1 单片机测控系统 准确取得离合器主从动盘的转速信号 是实现基于滑移率的汽车离合器打滑检测方法的前提和关 键 借助于单片机测控同步采集离合器主动盘 即发动机输出轴 和从动盘的转速 以实际采集的发动 机点火脉冲信号和轮速信号经滤波处理后作为输入信号 经数据处理后输出检测结果 单片机测控系统 总体结构如图1 所示 单片机系统由矩阵式薄膜按键电路 控制电路 报警及显示输出电路和系统软件 等组成 通过系统软件设计和软硬件联调实现离合器主从动转速及滑移率的检测 报警 2 滑移率检测原理 本检测系统设计中 采用点火传感器通过采集发动机点火脉冲频率实现离合器主动转速的检测 六 缸发动机点火信号如图2 所示 离合器主动转速即发动机转速 其与发动机点火脉冲频率的关系为 收稿日期 2 0 0 8 0 5 1 9 作者简介 唐爱红 1 9 7 1 一 女 上海师范大学信息与机电工程学院实验师 林军 1 8 5 6 一 男 上海师范大学信 息与机电工程学院教授 万方数据 第1 期唐爱红 何凤琴 林军 基于滑移率的汽车离合器打滑定量检测的一种方法 薄膜按键 图l 检测仪硬件总体结构图 1 1 1 1 2 r o f r m l n 1 2 FL J L lJ 式中n 为离合器主动转速 为发动机点火 脉冲的频率 C 为发动机的缸数 离合器从动转速采用霍尔传感器或磁电 传感器采集驱动车轮转速信号 传感器脉冲信 号的频率与离合器从动盘转速的关系为 驴学 r m l n 2 厅22 了L L z J 5 缸3 缸6 缸2 缸4 缸1 缸 图2 点火脉冲信号 式中 1 2 为离合器从动盘转速Z 为传感器脉冲频率 z 为被测齿轮的齿数或磁贴片数 i 为传动比 滑移率定义为 k 竺型1 0 0 X 3 一 1jJ 乃l 单片机测控系统通过实时检测 l 厅 并计算滑移率k 同时将当前的滑移率与R O M 中存储的滑 移率限值进行比较 当出现当前值超过规定范围时 单片机自动申请中断 轰鸣器发出报警声音 并显 示当前转速及滑移率 从而 实现离合器主 从动转速及滑移率的实时检测和自动报警 3 系统软件设计 系统软件流程如图3 所示 软件系统包括主程序 扫描键盘子程序 定时中断子程序和外部中断子 程序等 万方数据 上海师范大学学报 自然科学版 2 0 0 9 证 4 结束语 汽车检测诊断技术在汽车技术 保障中处于十分关键性的地位 基于 滑移率的汽车离合器打滑检测方法 及实现技术的有益效果是 不依赖于 人工经验和人工目测估计 可以实现 汽车离合器打滑的自动测试 使检测 准确性和检测效率提高 同时自动给 出打滑率和打滑报警信号 有助于了 解离合器的技术状况 指导离合器调 整及防止打滑损坏 通过在实验室对 发动机转速和轮速进行测定试验 可 为分析调整检验离合器技术状况提 供依据 本方法预留离合器工作温度 测试 接口亦可应用于其它摩擦离合 器的打滑检测 本检测方法及实现技 术具有结构简单 操作简便 测量精 度可靠等优点 具有较好的应用价值 和推广前景 参考文献 图3 系统软件流程 1 何桥 单片机原理及应用 M 北京 中国铁道出版社 2 0 0 4 2 赵英勋 刘明 汽车检测与诊断技术 M 北京 机械工业出版社 2 0 0 3 3 王福瑞 单片机微机测控系统设计大全 M 北京 北京航空航天大学出版社 1 9 9 9 4 求是科技 单片机典型模块设计实例导航 M 北京 人民邮电出版社 2 0 0 4 5 何东伟 汽车离合器的自动控制系统研究 J 同济大学学报 1 9 9 7 2 5 4 4 5 5 4 6 0 6 赵燕 微机在汽车离合器终合性能试验台中的应用 J 机床与液压 2 0 0 2 4 2 1 5 2 1 6 Am e t h o do fc l u t c hs k i dt e s tb a s e dO Hs l i pr a t e T A N GA i h o n g H EF e n g q i n L I NJ u n C o l l e g eo fM e c h a n i c a la n dE h e t r o a i cE n g i n e e r i a g S h 锄g h a iN o r m a lU n i v e r s i t y S h a n g h a i2 0 1 4 1 8 C h i n a A b s t r a c t T h i sp a p e rd e a l sw i t hac h e c km e t h o do fc l u t c hs l i p p a g eb a s e do nt h es l i pr a t eb e t w e e nd r i v ep l a t ea n dp a s s i v ep l a t eo f d u t c h I t sh a r d w a r ec i r c u i ta n ds o f t w a r es y s t e ma r ed e s i g n e d T h ep r i n c i p l eo f8 9 C S 2i sw o r k e di nt h es y s t e m I tc a nm e a s u r e t h er o t a t es p e e do ft h eb o t hp l a t e si nc l u t c ha n dt h es l i pr a t eb e t w e e nt h e m W h e nt h es l i p p a g ei so u to ft h el i m i t t h es y s t e mC a n a l a r mp e o p l ea u t o m a t i c a l l y K e yw o r d s c l u t c h t e s t s l i pr a t e S C M 责任编辑 顾浩然 万方数据 基于滑移率的汽车离合器打滑定量检测的一种方法基于滑移率的汽车离合器打滑定量检测的一种方法 作者 唐爱红 何凤琴 林军 TANG Ai hong HE Feng qin LIN Jun 作者单位 上海师范大学 信息与机电工程学院 上海 201418 刊名 上海师范大学学报 自然科学版 英文刊名 JOURNAL OF SHANGHAI NORMAL UNIVERSITY NATURAL SCIENCES 年 卷 期 2009 38 1 引用次数 0次 参考文献 6条 参考文献 6条 1 何桥 单片机原理及应用 2004 2 赵英勋 刘明 汽车检测与诊断技术 2003 3 王福瑞 单片机微机测控系统设计大全 1999 4 求是科技 单片机典型模块设计实例导航 2004 5 何东伟 汽车离合器的自动控制系统研究 1997 4 6 赵燕 缴继刚 微机在汽车离合器综合性能试验台中的应用 期刊论文 机床与液压 2002 4 相似文献 10条 相似文献 10条 1 学位论文 周祈宇 汽车离合器综合特性检测机的研制 2006 随着汽车工业的飞速发展 汽车离合器的需求量越来越大 离合器的综合特性检测显得非常重要 而我国离合器制造行业对离合器综合特性的检测 方法非常落后 目前 只能对离合器的综合特性进行分项抽检 检测工具局限于游标尺 块规 机械力量模拟传感器 检测效率相当低 不能对产品进 行100 检测 难以满足大批量生产检测需要 检测准确度极差 离合器能否满足汽车使用性能 生产厂家心中无数 因此汽车离合器综合特性检测机的 研制十分迫切 国际上大多采用计算机控制的机电液一体化综合特性半自动检测 检测效率高 精度好 是汽车离合器行业较先进检测方法 本 课题旨在研究适合我国离合器行业生产需要的检测机 以解决我国离合器行业之急需 提高我国离合器行业的检测水平 本文首先分析了离合器 的结构与性能 讨论了离合器的综合特性及指标参数 在此基础上提出了不同的检测方案并进行了分析对比 确定了合适的检测方案 在检测机的设计 方面分别完成了机械 液压 电气等主要部分的分析和设计 包括机床床身与工作台的设计 液压系统动作原理及相关分析计算 电气部分重点介绍电 控方案 动作流程和各模块的设计 以及主要界面设计等 论文对检测误差及误差产生的原因进行了分析与研究 并探讨了减少检测误差的方法 最后 讨论了检测机的调试方法 并对典型产品进行了试验检测 对检测结果进行了分析 试验结果表明检测机检测数据准确 检测效率达到了608套 每班 达到了法国Valeo公司的检测水平 2 学位论文 刘玉梅 汽车离合器的快速诊断与研究 2000 该文针对国内外汽车不解体离合器快速检测技术停滞不前的现状 以检测离合器打滑状况为突破口 对离合器快速检测理论 方法及技术进行了深入 的研究 首次具体定义了离合器的技术性能及评价指标 并提出用滑转率 来表征离合器的打滑情况及评价离合器的传力性能 详细地分析及研究了离合器 主要零部件磨损对离合器技术性能的影响 通过严格的数学推导 采用科学的算法和数学分析 建立了离合器的磨损量与离合器滑转率之间的理想的数学模 型 并对此数学模型进行了显著性检验 检验结果非常显著 表明此数学模型切实可用 该文还就离合器打滑对汽车动力性能的影响进行了大量的理论及试 验分析 并首次用 离合器打滑 驱动车轮输出功率下降率 来评价离合器打滑对汽车动力性能的损害程度 总结出了驱动车轮输出功率下降率随离合器滑 转率的变化规律 通过科学分析及试验指导提出了一种检测离合器技术性能的新方法 即汽车不解体 离合器快速检测方法 通过此方法 可以在短时间内检 测出离合器的打滑情况 主要零部件的磨损情况及由于离合器打滑而造 成的汽车动力下降程度等 研制开发了一套离合器快速检测系统 该检测系统是在 原底盘测功机的基础上改造而成的 它以科学的理论公式和经验数学模型为依据 以先进的传感和电子技术为检测手段 用智能高速化的计算机作为控制和 分析中枢 配以功能强大的软件系统及高强度的抗干扰系统 能快速 准确地检测离合器的技术况状 为汽车的合理使用 视情维修提供科学的理论依据 此系统的开发 填补了汽车不解体 离合器快速检测方法 检测 技术及检测设备的空白 3 会议论文 张志杰 刘云辉 程志刚 基于LabVIEW的CVT离合器检测与控制系统实现 2002 针对摩托车离合器试验系统的研制 通过分析CVT离合器试验的特点和技术要求 开发了基于LabVIEW软件平台的检测与控制系统 试验结果表明 该方 法不仅简单实用 而且检测与控制效果良好 满足了CVT离合器试验系统的技术要求 4 期刊论文 曹鸣 金振华 离合器膜片弹簧负荷特性的计算机检测 汽车工艺与材料2004 2 为了确保离合器的工作性能 使其处于良好的工作状态 在膜片弹簧的生产过程中对其负荷特性进行检测是非常重要的 该检测系统采用了力传感器 位移传感器 工业控制计算机及数据采集卡 并配备了液压加载系统 介绍了离合器膜片弹簧负荷特性计算机检测系统的基本组成与原理 重点阐述了硬件 软件系统的功能与设计 该系统检测精度高 检测安全可靠 适用于膜片弹簧的批量检测 5 期刊论文 黄新明 武生玉 HUANG Xin ming WU Sheng yu 汽车离合器从动盘自由行程检测机的改进 组合机床与 自动化加工技术2005 3 介绍了对法国瓦雷奥 VELEO 公司生产的汽车离合器从动盘自由行程检测机的半自动化改进方案 同时 介绍了改进后的自由行程检测机的结构 工作 过程以及原理 6 会议论文 周华 何凤琴 汽车离合器打滑检测系统研究 2007 本文介绍了一种基于89C52单片机的汽车离合器打滑检测仪的设计思路 论述了测试系统原理 硬件电路设计及系统软件设计 该仪器可对离合器打 滑参数进行快速准确测定及打滑报警 也可通过上下位机通讯进一步处理测试数据 用于离合器性能分析和状态调整 7 学位论文 李卫泽 汽车离合器从动盘扭转特性自动检测机的研制与开发 1998 论文针对已研制成功的汽车离合器扭转特性自动检测机 较为深入地分析了以486工控机为核心的自动测控系统的控制方案 扭矩转角的检测 变频 电机的调速控制等 在此基础上完成了系统硬件电路的设计 该系统在软件方面完成了三大主要功能即自动测试功能 手动调速功能和调参功能 作者详细 分析了各功能的具体实现算法 并用C语言进行软件设计有效地实现了检测机的功能要求 论文对测试过程的误差进行了较深入分析 推导了芯轴扭转角误 差补偿公式 提出了自动识别原点及消除测量间隙的检测方案 明显地提高了测试精度 该文较为详实地介绍了检测机开发的过程及其方案原理 并给出了 研制开发检测机的重要结论和意义 8 会议论文 林军 李蕾 何凤琴 离合器打滑性能动态定量自动监测技术研究 2008 本文提出了一种基于实时检测离合器主被动部分转速的车辆离合器打滑性能动态定量自动监测技术 本技术方法主要研究整车就车离舍器打滑性能监 测与报警 监测系统采用单片机测控 硬件系统主要由发动机转速传感器 驱动轮转速传感器及信号处理装置 键控电路 单片机测控及报警显示电路等 组成 通过直接检测离合器主 被动部分的转速 实现自动监测离合器打滑性能及报警 配合底盘测功试验台还可监测离合器滑摩功等性能 9 期刊论文 陈益民 张忠夫 减速离合器制动性能在线检测系统的设计与实现 机床与液压2003 5 介绍一种全自动洗衣机用减速离合器制动力矩在线检测系统的构成和工作原理 该系统利用电液比例控制技术实现了扭矩的平稳加载 采用自行