操纵机构优化（通用7篇）
操纵机构优化 篇1
拖拉机的离合联锁操纵机构对拖拉机来说非常重要, 它既可以使拖拉机不会跳挡, 也可使拖拉机起步和运行时经常换挡使用, 所以说一套完善的便于制造装配、调整的离合联锁操纵机构对拖拉机来说至关重要。
1 设计背景
江苏牌50型拖拉机是市场上深受欢迎的成熟机型, 为了能够满足市场不同用户的使用要求, 必须对整机的操纵性能进行不断提高, 适应市场发展需求, 向高档次、高性能的新型农机方向发展。为此, 我们将江苏牌50型拖拉机的操纵踏板平台抬高升级优化, 优化操纵者的操纵环境, 进一步提高人机工程性, 采用抬高整体式踏板平台, 为此配套的操纵机构也需要随之优化升级。
2 江苏牌50型拖拉机优化升级前的离合联锁操纵结构
升级优化前江苏牌50型拖拉机离合联锁操纵结构如图1所示, 主要由分离叉轴合件、回位弹簧、离合踏板、联锁推杆、联锁轴摇臂组成。从变速箱内分离叉到离合踏板之间采用两级杠杆机构, 分离叉轴合件处的杠杆比是25/11 (外摇臂125 mm∶分离叉55 mm) ;离合器踏板处的杠杆比是135/19 (踏板臂长405 mm∶分离叉57 mm) 。其杠杆比总和为 (25/11) × (135/19) =16.15, 将离合器分离杠杆的力缩小约16倍, 大大减轻了操纵者操作强度。当踩下离合器踏板到某一个位置时, 主离合器彻底分离, 推动与其连接的联锁轴摇臂顺时针旋转45°, 使其上的摇臂轴脱离变速箱壳内的联锁销, 解除锁定作用, 保证拖拉机起动或运行中换挡顺当轻便;当放开离合踏板, 其在回位弹簧的作用下回位, 并通过联锁推杆将联锁轴摇臂拉到原位, 从而保证在运行时不跳挡。
3 江苏牌50型优化升级后的离合联锁操纵结构
为了保证升级优化后的离合器操纵联锁机构能够保持原有机构的功能和特点, 提升操纵综合人机工程性, 根据操纵对应座椅标志点的要求, 设计布置了如下升级优化方案, 不但保留操纵省力和换挡顺当轻便的优越性能和拖拉机运行时不跳挡的可靠性, 还增加了调整机构, 以便调整弥补摩擦片磨损或机构变形, 从而保证操纵的可靠性。
1.分离叉轴合件2.回位弹簧3.离合踏板4.联锁推杆5.联锁轴摇臂
1.分离叉轴合件2.联锁推杆3.联锁轴摇臂4.过渡拉杆5.过渡摇臂6.拉杆7.踏板8.回位弹簧
改进后的结构如图2所示, 主要由分离叉轴合件、联锁推杆、联锁轴摇臂、过渡摇臂、踏板、回位弹簧等组成。其从变速箱内分离叉到离合踏板之间采用为三级杠杆机构, 分离叉轴合件上的杠杆比是48/11 (外摇臂240 mm∶分离叉55 mm) ;过渡摇臂上的杠杆比是16/23 (主动臂长80 mm∶从动臂长115mm) ;离合器踏板上的杠杆比是268/45 (踏板臂长268 mm∶短臂长45 mm) 。其杠杆比总和为 (48/11) × (16/23) × (268/45) =18.08, 将离合器分离杠杆的力缩小18倍, 比原来结构更加减轻了操纵者离合踏板的操作强度。同时优化设计联锁轴摇臂结构, 保证其能够在分离叉轴合件旋转与优化前相同的角度状态下将联锁轴摇臂仍然能够旋转45°, 挂挡轻便和起到防止跳挡作用。当踩下踏板到某一个位置时主离合器彻底分离, 此时通过过渡摇臂拉动分离叉轴合件推动与连接的联锁轴摇臂逆时针旋转45°, 使其上的摇臂轴脱离变速箱壳内的联锁销, 解除锁定作用, 保证拖拉机起动或运行中换挡顺当轻便;当准备行车运行时放开离合踏板, 其在回位弹簧的作用下回位, 推动过渡摇臂, 并推动分离叉轴合件, 此时分离叉轴合件通过联锁推杆将联锁轴摇臂拉到原位, 从而保证在运行时不跳挡。
4 结语
综上所述, 通过对江苏牌50型拖拉机离合联锁操纵机构优化设计, 不仅保留了原有机构的优越性能和可靠性, 还进一步减小了离合踏板的操纵力, 并且增加了调整机构, 保证了江苏牌50型拖拉机操纵系统的优越性, 并且优化了操纵的人机工程性, 继承性好, 易于实施, 在江苏牌50型拖拉机上得到了广泛应用。
摘要：江苏牌50型拖拉机是市场上深受欢迎的成熟机型, 随着用户对操纵性能的要求不断提高, 根据市场需求, 必须将操纵系统进行升级优化设计, 为此将踏板抬高优化了操纵者的操纵平台, 并对江苏牌50型拖拉机原有的离合联锁操纵机构进行优化改进设计。
关键词：离合,联锁,改进
浅析液压离合器操纵机构的调整 篇2
关键词：液压离合器操纵机构,路试,加注,故障分析,故障诊断,分离,打滑,异响,发抖
前言
离合器是汽车传动系中直接与发动机相联系的关键部件。在整车装调过程中出现离合器排气不畅、分离不彻底、打滑、起步发抖、异响等现象。此类问题将造成离合器分离不清、换挡困难、输出功率不足、分离爪调整螺栓折断等,严重影响整车安全性、可靠性。
1、液压离合器操纵机构工作原理
液压离合器操纵机构主要由离合器主缸(总泵)、液压管路、工作缸(分泵)组成。目前液压离合器操纵机构属于自动调整,自动调整机构在离合器分泵处。离合器操纵机构分离轴承与分离指之间为常压紧结构,无间隙,离合器分泵内部弹簧给推杆施加了一个推力,保证离合器分离轴承与分离指之间常压紧,当离合器从动盘摩擦片磨损后,分离指位置发生了变化,离合器分泵推杆位置相应变化,仍然保证分离轴承与分离指之间的压紧状态,且压紧力基本不变。
离合器接合时,在离合器分泵内锥形弹簧作用下,分离叉推动分泵推杆,使分离轴承和膜片弹簧的分离指紧密接触。来自总泵的油液进入分泵后,由活塞推动分泵推杆使离合器分离。离合器摩擦片磨损后,分离指连同分离轴承一起往后退,同时分泵推杆带动活塞克服锥形弹簧的阻力也向后退。由于分泵中的锥形弹簧的弹力始终将分泵推杆抵压在分离叉上,从而使踏板的自由行程保持不变。
踩下离合器踏板时,从离合器主缸压出的液压油通过油管进入工作缸内腔,此时工作缸内腔压力增大,推动工作缸活塞右移。液压油进入到气压控制阀的左腔,推动液压控制活塞和芯杆膜片总成右移,芯杆端部的排气口先被关闭,继而顶开提升阀门。这样来自储气筒的压缩空气通过芯杆膜片总成的右腔进入动力活塞的左腔。随着提升阀开启行程增大,压缩空气推动动力活塞右移,并经推杆推动工作缸活塞右移。主缸液压作用力和助力气缸的气压作用力一起通过工作缸推杆传给离合器分离叉,使离合器分离。当松开离合器踏板时,油压下降,在压盘弹簧的作用下,反推助力器推杆、液压活塞、推杆和动力活塞,使动力活塞左腔压缩空气压力升高,推动芯杆膜片总成向左移动,提升阀在回位弹簧的作用下关闭。膜片右腔和动力活塞左腔的剩余压缩空气通过芯杆中的排气孔流入膜片左腔,经通气塞排入大气。在工作缸推杆的作用下,液压活塞回位,液压油反流入离合器主缸。原理图见图(1)。
2、装配过程离合器制动液加注方式改进
制动液加注过程中,离合器油管里空气没有完全排空,离合器分离不彻底。
2.1 改进前
制动液加注过程中,需要三人合作,一人踩踏离合器踏板、一人检查储油罐油液液位、一人拧紧工作缸排气塞螺钉。操作工将制动液倒入储液罐,采取自上而下加注方式,部分制动液洒落在保险杠上,造成大量浪费。油管中的空气排放困难,使加注和排气过程过长,排空不彻底。导致离合器分离不彻底、档位不清晰,车辆无法启动。改进前加注流程见图2。
2.2 改进后
设计专用加注器(见图4),采用自下而上的自动加注,使制动液通过封闭管路系统流入离合器储油罐,管路中空气从离合器储油罐中一次排放干净。只需一名操作工用加注器加注,避免了浪费,也不会腐蚀保险杠。缩短了加注和排空时间。离合器分离彻底、档位清晰,保证了车辆的正常启动。改进后加注流程见图3。
3、路试过程离合器操纵机构故障诊断
3.1 离合器分离不彻底
1)故障诊断
整车起步时,当踩踏离合器踏板超过自由行程时,仍感到挂档、换档困难,如果强行挂入档,车就前进或后移,变速器内的齿轮发生撞击,导致发动机熄火。
将车开至平坦的路面上,变速杆放在空档位置,踩下离合器踏板,或用专用顶杆将离合器踏板压下去并顶住,在飞轮壳下面孔内,用螺丝刀推动离合器片,如果能轻轻地推动,说明离合器能切断,如果推不动,说明离合器未分离;或在启动发动机并使离合器脱开,尝试进行变速器齿轮啮合,如齿轮发出异响、难以啮合,说明离合器分离不彻底。
2)原因分析
①离合器踏板自由行程太大;
②液压系统中有空气或油量不足,油液泄露;
③分离叉支点或分离轴承磨损;
④离合器从动盘正、反面装反或者太厚;
⑤从动盘毂键槽和变速器第一轴花键齿间隙过小或卡住,造成移动困难;
⑥从动盘铆钉松脱、磨檫片破裂、钢片变形严重;
⑦压紧弹簧弹力不均或个别弹簧折断;
⑧分离杠杆内端高度不一致或过低,膜片弹簧分离指弹性衰损产生变形或内端磨损。
3.2 离合器打滑
1)故障诊断
汽车起步时,离合器踏板完全放松后,发动机的动力不能全部输出,造成起步困难;车速不能随发动机转速提高而迅速提高,加速性能差;重载、爬坡或行驶阻力大时,由于摩擦产生高热而烧毁摩擦片,可嗅到焦臭味。
将驻车制动拉杆拉紧,变速器挂上低速档,起动发动机后,踏下加速踏板,缓慢抬起离合器踏板,若汽车不能前进而发动机又不熄火,即为离合器打滑。
2)原因分析
1)离合器踏板自由行程过小,当摩擦片稍有磨损,就会使分离轴承经常压在膜片弹簧上,导致压盘处于半分离状态。
2)离合器盖与飞轮的固定螺栓松动,膜片弹簧的弹力减弱,或弹簧因高温退火、疲劳、折断等原因而使弹力减小,致使压盘上的压力降低。
3)摩擦片磨损过甚变薄,铆钉外漏;摩擦片表面有油污、老化或烧毁。
4)离合器压盘和从动盘变形或磨损变薄。5)分离轴承与分离套筒运动不自如。
3.3 离合器发抖
1)故障诊断
汽车起步时,使发动机怠速运转,反复以低速档或倒车档缓慢起步,判断离合器接合是否平顺,如车身抖动,即为离合器发抖。当感觉不明显时,可改为陡坡道起步。
2)原因分析
1)分离杠杆或膜片弹簧分离指内端面高度不一致。
2)压紧弹簧弹力不均、摔损、破裂或折断、扭转减振弹簧弹力摔损或弹簧折断。
3)从动盘摩擦片接触不平、表面硬化或粘上胶状物,铆钉松动、露头或折断。
4)飞轮工作面、压盘或从动盘钢片翘曲变形。
5)从动盘上花键毂键槽磨损过甚或花键因锈蚀、脏污而使滑动不灵活。
6)离合器壳、变速器固定螺钉松动。
7)变速器第一轴弯曲或与发动机曲轴中心线不同心。
8)离合器总成与踏板之间的操纵机构连接松动。
3.4 离合器异响
1)故障诊断
发动机怠速运转,若在离合器接合时,或踩下离合器踏板少许消除自由行程后,或离合器踏板踩到底过程中,离合器发出不正常响声,则为离合器异响。
2)原因分析
1)离合器踏板没有自由行程,分离杠杆或膜片弹簧分离指内端和分离轴承总是接触。
2)离合器踏板回位弹簧过软、折断或脱落。
3)分离套筒回位弹簧过软、折断或或脱落。
4)分离轴承或导向轴承润滑不良、磨损松旷或烧毁卡滞。
5)从动盘扭转减振弹簧折断后,发生扭转振动时,发出振动声。
6)从动盘摩擦片裂损,铆钉松动、露头或从动盘毂与变速器输入轴花键磨损严重。
了解液压离合器操纵机构工作原理,掌握车辆路试中故障诊断方法,就能有效的排除液压离合器操纵机构在调整中出现的各种故障,确保车辆行驶中液压离合器操纵机构的安全性和可靠性。
参考文献
[1]机械工业出版社出版的《汽车底盘构造与检修》.
操纵机构优化 篇3
一、分离操纵手柄接合困难
接合输出轴的目的是获得传动箱一轴的动力来驱动农机具, 但也有可能因操作不当而发生如下故障, 使动力输出轴分离操纵手柄接合困难。
1.轴和套端面碰伤
操作不当, 容易使轴和轴套的端面磨损、碰毛, 磨损和碰毛的花键联接套就更难接合, 必须进行修理。拆去座椅, 放出提升器的液压油, 拆去进、出油管、提升器总成和齿轮油泵, 拆去各挡卡簧, 使输出主动轴能够向后移动一小段距离。用油石条修磨碰毛的花键齿和齿槽, 到花键联接套能顺利地滑入一轴而无卡滞感觉为止, 并转动各齿槽分别套入检查。
2.轴和套配合过紧
使用新拖拉机时, 由于加工原因, 一轴和花键联接套可能接合较紧。这种情况可以在花键联接套已经套入一轴后, 将发动机熄火, 待一轴停止转动, 扳动输出轴分离操纵手柄, 分、合重复多次, 使之达到接合感觉顺利为止。
3.输出轴分离定位装置太紧
有些新拖拉机的输出轴分离定位片的钢球座钻孔较深, 边缘尖锐, 加之弹簧的弹力较大, 扳动输出轴分离操纵手柄要用较大的力量。这样一方面操纵不灵活, 另一方面也有可能要扳坏拨叉轴和拨头, 可以用砂条将定位片钻孔四周略为磨去一些尖棱, 擦去灰沙, 涂上润滑脂, 再拨动拨叉轴的定位弹簧处, 向外稍移动一些, 经过几次扳动就会灵活些。
二、分离操纵手柄失效
1.将输出轴分离操纵手柄合上后, 输出主动轴仍不转动, 手柄扳动感觉轻松。
2.将输出轴分离操纵手柄分开后, 输出主动轴仍不停转, 手柄扳动也感到轻松。
这两种故障都是动力输出轴拨头从花键联接套的拨叉槽中滑出, 对花键联接套失去了轴向控制能力, 要使其从动态转变为静态, 或从静态改变为动态, 都不可能, 这也将使拖拉机失去液压悬挂系统的提升能力。当遇到液压系统需要紧急卸荷时, 由于拨叉失效无法分离, 就只能采用使发动机熄火的办法来应付, 因此应该及时排除这种故障。
造成这两种故障的原因有二种:一个是定位小弹簧失去弹力;定位钢球从定位片中跳脱, 使花键联接套失去轴向限位, 从而使拨头从花键联接套的拨叉槽中滑出。
另一个原因是操纵手柄时用力过猛, 使传动箱内部的拨叉轴装拨头部分头部扭歪, 拨头滑出所致。
排除这两种故障都必须象前面提到的一样, 拆去提升器总成等件, 配上新的定位钢球, 装上拨头或将已扭歪的拨叉轴纠正后装上拨头继续使用。如果拨叉轴扭裂, 必须更换或用气焊来补救, 并对拨头孔进行铰削后才能继续使用。
3.当输出轴分离操纵手柄无论是合上或是分离, 输出主动轴始终不会停转。这种故障和前两种不同, 前者是失去对花键联接套的控制能力, 而后者并不失去控制能力, 只是花键联接套虽然能脱开一轴, 但是动力来源并未切断, 输出主动轴仍旧转动不停。
这种故障多是拆装齿轮油泵后发生的。由于齿轮油泵的动力是从一轴经输出主动轴, 通过十字接头传入的, 其中一轴和输出主动轴端面之间留有一定间隙, 以便将花键联接套拨开, 解除两根轴之间的牵连关系, 但有可能在装齿轮油泵时漏装垫片, 加之滚动轴承205的滚道磨松, 或在更换十字接头或输出主动轴时, 新零件轴向尺寸超长等情况, 使上述间隙消失, 甚至产生过盈而变形, 于是一轴和输出主动轴就可能发生端面摩擦而胶合, 使二者连成一体。因此, 即使拨开花键联接套也无济于世, 故障是在装上齿轮油泵后发生的, 泵上的主动齿轮轴端顶住十字接头, 而十字接头又顶住输出主动轴端面, 从而使间隙消失。
操纵机构优化 篇4
汽车产品的竞争日趋激烈, 专门生产汽车的零部件企业从目前市场竞争实际考虑, 着手研制开发了一台能适用于多种变速操纵机构进行检测试验的设备。试验系统的主要目标是——由机械手模拟驾驶员操纵选、换挡操纵手柄来实现驾车的选换挡和倒车操纵动作;通过变速器操纵系统控制变速器完成符合实车运行工况的变速动作, 实现对实车变速操纵系统和变速器在实际运行状态下的各项特征参数 (输入、输出端力和位移、最大换挡力等) 检测, 来分析系统传递效率损失的部位及原因, 从而科学的改进对机构设计、制造工艺和选用材料等环节。如此一来就可以起到多方面的目的: (1) 改进自身产品性能, 提高市场竞争能力; (2) 以试验检测数据为准, 在用户使用中反映的有关挂挡不到位等失效问题上, 分清责任, 赢得信誉; (3) 制定汽车变速操纵机构的检测方法及检测标准。
1 试验台主要功能
该试验台主要是针对硬杆传动的变速操纵机构而研制开发的, 由于目前还没有相应的变速操纵机构的试验标准, 故依据汽车行业标准QC/T568-1999《汽车机械式变速器台架试验方法》, 与厂家设计人员和用户议定初步的试验方法和检测项目, 即:以电控机械手驱动变速手柄来实现操纵动作, 由伺服系统折算机械手沿X、Y向的位移量, 和连接处设置两个拉、压力传感器作为输入端的测力设备, 再以两个拉、压力传感器设置于选、换挡机构的末端测出输出端的力, 同时在末端设置位移传感器来测出输出端的位移, 以及针对不同的操纵机构在其他相应的杠杆连接处也设置若干 (角) 位移传感器和拉、压力传感器来测定各杆件的受力和位移。确定以测出的输入端的推 (拉) 力、位移和输出端的推 (拉) 力、位移做为评价变速操纵机构传动效率的主要参数, 并参照中间杆件测出的数据确定改进方案。
2 试验台的设计
依据生产厂家和用户的要求, 结合目前国际国内变速器台架试验的现状, 经过细致的分析、探讨和论证, 确定最终方案为试验台由机械手、驱动电机、传动系统、模拟负载、传感器及控制系统等组成。
2.1 机械手
采用直角坐标机械手、运动控制卡, 上位机为工控机, 负责人机交互操作和数据的采集记录。机械手Z轴末端与汽车变速手柄相连, 按照给定程序代替人工操纵汽车变速器, 完成对汽车变速操纵系统的性能检测。机械手可以根据需要改变在支架上的位置高度, 满足不同变速器的要求。
2.2 传动系统
参照QC/T568-1999《汽车机械式变速器台架试验方法》, 设计了能模拟在实车运行过程中的环境, 并利用汽车变速箱选挡器的机构原理研制出模拟变速箱, 使机械手始终在一定的负载作用下进行操作, 保证测试数据客观、符合实际。
2.3 控制系统
该系统主要由工控机、A/D卡、D/A卡、计数卡、各种传感器及专用控制卡等组成。是与试验台主体分离的独立系统, 实行对话式操纵, 可进行运行控制条件设定、试验测量和异常状态监视等。
2.4 其他功能
试验系统能对试验数据做为历史记录进行存储和调用, 可对需要的曲线及数据进行打印。试验系统也具有较强的安全性, 绝对保障试验人员的安全, 并在出现设备运转异常时, 能报警停机。
3 测试及分析
图1为用所研制的试验台的操纵界面及对试件进行测试后得到的曲线。
图1中左侧区域为测试过程中的操纵区域, 右侧为测试曲线, 上部分显示测的力, 下部分显示测得的位移。其中, 黄色曲线为输入端 (机械牛末端传感器) 测得曲线, 此为变速手柄作用力;蓝色曲线为输出端 (选、换档端传感器) 测得曲线, 为操纵机构对拨叉轴的作用力。
从1-2挡试验曲线中可以分析得出, 从1挡至空挡, 手柄力从0逐渐增大直到5.5N, 又迅速降为0, 对应的X位移从0到95mm也迅速降为0, 再经过Y向的选挡位移后, 从空挡至2挡, 手柄力从0逐渐增大直到5.0N, 对应的X位移从95mm到190mm, 再经过Y向的选挡位移。再分析输出曲线, 得出选、换挡过程测得数据。用鼠标拖动竖直蓝线即可在界面右端得出某点的测得值, 经计算此机构传动效率最高值为7 3.2%。
4 结语
该汽车变速操纵机构性能试验台是依据生产企业现状, 应用V C++程序开发, 适用多种型式变速操纵机构进行测试的设备, 经生产企业现场测试, 完全满足企业要求, 为变速操纵机构产品的改进研发提供了有力的技术支持和保障。
参考文献
[1]汽车机械式变速器台架试验方法Q C/T568-1999.
[2]关文达.汽车构造 (第2版) [M].北京:机械工业出版社, 2005.
[3]龚宗洋, 张为公, 等.机械式汽车变速箱同步器试验系统研制[M].工业仪表与自动化装置, 2005.
操纵机构优化 篇5
目前关于离合器的选用还没有系统的方法,离合器厂家提供的载荷特性曲线、分离载荷特性曲线和压盘升程特性曲线没有得到很好的应用,导致离合器参数选用不合适,离合器更换频繁,造成损失。另外,离合器操纵机构的设计之前也没有形成规范,需要靠试验进行反复验证,设计周期长,设计可靠性差。因此需要研究机械离合器的选用方法和离合器操纵机构的设计方法。在总结成功的设计经验的基础上,本文提出如何应用离合器载荷特性曲线进行校核计算来指导离合器的选用,并建立了离合器踏板力和踏板行程的计算公式,指导离合器操纵机构的设计。
1 机械离合器的介绍
机械离合器主要由主动部分(发动机飞轮、离合器盖和压盘等)、从动部分(从动盘)、压紧机构(压紧弹簧)和操纵机构(分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等)四部分组成。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构。操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。
图1是离合杆式操纵系统简图,离合器处于接合状态时,踏板臂5及分离轴承10在复位弹簧作用下处于图中所示位置,分离轴承10与分离杆1 1之间有间隙;离合器分离时,踩下离合器踏板,经拉杆7使分离叉9摆动,推动分离轴承10向左移动,消除间隙后推动分离杆1 1使压盘向右移动,离合器被分离。踏板的总行程由限位块6限制。分离杆11和分离轴承10之间的间隙通过调整摇臂8的支点位置和拉杆7的长度获得。
2 离合器选用方法和载荷特性曲线的介绍
离合器摩擦片因摩擦发热使温度增高后,摩擦材料的摩擦系数可能降低,因而摩擦力矩降低。当摩擦片磨损以后,压盘向飞轮方向移动,弹簧的工作长度增加,因而压紧力便相应减小,摩擦力转矩也减少。为了保证离合器能长期可靠地工作,最大摩擦力矩必须大于发动机传递的最大扭矩。即离合器的储备系数。
注:1——从动盘;2——压盘;3——离合器盖;4-压紧弹簧;5——踏板及踏板臂;6-限位块;7-拉杆;8——摇臂;9——分离叉;10——分离轴承;11-分离杆。
储备系数β是离合器一个重要设计参数,它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择β时,应保证离合器应能可靠地传递发动机最大转矩、要防止离合器滑磨过大、要能防止传动系过载。
离合器储备系数推荐值如下:小轿车,β=1.2～1.3;载货车,β=1.7～2.25;带拖挂的重型车或牵引车,β=2.0～3.0。
选用离合器时,必须对离合器的储备系数进行校核,满足推荐值要求:
式(1)中:M发max——发动机最大扭矩(N·m);M摩——离合器的摩擦力矩(N·m),其中M摩=FμRcz;F—压盘上的压紧力(N);μ——摩擦片摩擦系数(从离合器厂家获取);Rc——摩擦面等效摩擦面积(m2),其中;Z——摩擦面数目,单片Z=2,双片Z=4;D、d—摩擦片的外径和内径(m)。
公式中F (压盘上压紧力)的选取可以参考离合器载荷特性曲线(如图2所示)。
载荷特性曲线的横坐标为压盘位移,纵坐标为膜片弹簧作用在压盘上压紧力大小。坐标系上有两条曲线,它们是闭合的,上面的曲线代表压紧的过程,下方的曲线代表逐渐分离时压紧力的变化。Fμ2代表新的离合器安装后的最大压紧力,Fμ1代表离合器摩擦片在使用过程中,逐渐磨损后,极限状态下的压紧力。为了保证摩擦片磨损后,机构可以正常的工作,一般选取Fμ1作为F的输入。
根据选取的F值,查看发动机力矩参数,摩擦片参数,就可以计算选用的离合器在此发动机上应用时的储备系数的大小。然后对比离合器储备系数参照值,就很容易了解此离合器是否合适。
3 踏板力和踏板行程的校核
离合操纵机构系统的功能是把驾驶员对离合器踏板的输入(力和位移)变成在分离轴承上的输出(也是力和位移),来控制离合器的分离和接合,从而完成对传动系统的动力切断或传递。因此,离合器踏板的布置位置、相关尺寸、作用力以及行程大小都要符合人体工程学的要求。
离合器踏板最大行程是指从踏板最高点至其最低点所划过的距离。人体工程学资料(对于正常人群)踏板最大行程应小于175 mm;一般约为150 mm。对于一定的离合器总成,离合器踏板力取决于离合器分离轴承的输出力及操纵系统的传动比(或杠杆比),加大传动比会使踏板力减小但行程增加。踏板力大小直接影响到对离合器操纵的轻便性,一般约为150 N,不超过250 N。
根据设计经验,建立下述两个公式,通过调整操纵机构各杠杆比,使踏板行程和踏板力都能达到设计要求,那么离合操纵机构的设计也就完成了。
式(2)中:S踏——踏板行程;S储——踏板储备行程(指从离合器完全分离时起到踏板行程终了间的距离,它至少应留25 mm的踏板行程以确保离合器在所有情况下都能彻底分离);L——满足压盘升程要求时分离轴承最小运动行程(如图3所示);S0——离合器分离状态时分离轴承与分离杆间隙(如图1所示状态),一般取2～3 mm;a、b、c、d——机构杠杆长度(如图1所示)。
式(3)中:F踏——踏板力;FAmax——分离轴承处最大分离力(如图3所示);i∑——操纵机构总传动比,;η——操纵机构总效率,一般取0.9。
分离载荷特性曲线和压盘升程特性曲线,横坐标为分离行程,代表分离轴承作用点即分离轴承的位移,左纵坐标为分离力,为分离轴承上的力。右纵坐标为压盘升程,代表压盘在分离过程中的提升量。FAmax代表最大分离力位置,对应图2最大压紧力Fμ2位置,最大分离力位置之前为初始分离阶段,此阶段膜片弹簧发生挠度变形,压盘不会发生位移,直到挠度变化结束,压盘开始上升,压盘才开始有升程。
一般分离载荷特性曲线和压盘升程特性曲线都会提供要求的最小压盘升程h,此升程保证摩擦片和压盘及发动机飞轮完全脱开,此升程对应的分离行程L可以作为离合器踏板行程设计的输入。
4 结论
本文介绍如何运用离合器载荷特性曲线、分离载荷特性曲线和压盘升程特性曲线确定离合器关键参数,并介绍离合器选用的方法,建立离合踏板行程和离合力计算公式,指导离合器选用和离合操纵机构设计。
参考文献
[1]徐石安,江发潮.汽车离合器[M].北京:清华大学出版社,2005160-164.
操纵机构优化 篇6
3.由于膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用, 使结构大为简化, 零件数减少, 重量减轻, 离合器轴向尺寸缩短并且操纵轻便、省力, 维修保养方便, 该离合器压盘的结构见图3。
4.易于实现良好的散热通风。
5.膜片弹簧与压盘以整个圆周接触, 使压力分布均匀。
在离合器从动盘中采用刚度扭
一、结构及工作原理
(一) 离合器压盘及从动盘结构
选用膜片弹簧离合器, 是由于其具有很多优点:
1.具有理想的非线性特性曲线 (见图1) , 弹簧压紧力在摩擦片磨损范围内变化不大 (从新安装时的工作转减振器, 避免发动机传到汽车传动系中的周期性扭转振动与传动系的自振频率相重合时发生共振;提高了传动系各个零部件的寿命。离合器从动盘的结构简图见图4。
(二) 离合器总泵及分泵
离合器总泵是连接在离合器踏板并通过油管与离合器助力器连接的部分。作用是采集踏板行程信息, 并通过助力器的作用使离合器实现分离, 见图5。
离合器分泵 (见图6) 是气压助力式离合器液压操纵系统的主要功点B变化到极限位置A) ;当分离时弹簧压紧力不像螺旋弹簧那样升高 (从B点线性升高到C'点) , 而是降低 (从B点变化到C点) , 从而降低了踏板力。
2.高速旋转时, 压紧力降低很少, 所以离合器摩擦力矩降低很少, 能部件, 其作用是为离合器的分离提供动力, 并且可以使之柔和接合。广泛应用于中、重型系列载货汽车的离合器液压操纵系统, 具有结构简单、重量轻、传动效率高、工作可靠、离合器接合柔和等特点。
a) 膜片弹簧b) 周布螺旋弹簧
(三) 气压助力液压式操纵机构的构造及其工作原理
1.操纵机构的构造
汽车气压助力液压式操纵机构由离合器踏板、离合器液压总泵、贮油杯、气压助力分泵、油管、分离叉、分离轴承、气压源等组成。目前, 此机构产品已经成熟, 一般不需要重新设计, 主机厂设计其他部分。离合器操作系统示意图见图7。
1-踏板2-总泵3-油管4-分泵5-从动盘6-离合器盖7-分离拨叉
2.操纵机构的工作原理
该底盘离合器操纵系统的工作原理如图8, 当驾驶员踩下离合器踏板, 推动总泵活塞, 将高压制动液压入助力泵的油腔。液压油分2条路线, 一路进入工作油缸腔, 并推动输出顶杆, 另一路进入控制油缸腔, 推动进气控制阀, 打开进气阀片, 压缩空气经气路通入到气缸的右腔, 推动气缸活塞向左运动, 使气压产生的力又通过工作油缸中的油压活塞作用到输出顶杆上, 最终产生液、气合力, 通过输出顶杆使离合器迅速分离, 从而实现气压增力的效果。当松开离合器踏板至某一位置, 助力泵控制油缸右侧油腔压力减低, 进气控制阀在复位弹簧的作用下右移, 使进气阀片关闭。气缸内压缩空气经气管、进气控制阀中的排气孔, 由排气阀排入大气, 使气缸中的气压减低, 直至进气控制阀左右两侧的力作用平衡。排气阀孔重新关闭, 增力气缸保持与离合器踏板工作行程 (或施加于踏板上的力) 相应的平衡气压, 即相应的助力作用。当完全放松离合器踏板, 将气缸内的压缩空气完全放尽, 助力泵将在复位弹簧的作用下, 回复到初始位置, 使离合器接合。
助力泵的助力效果取决于离合器踏板的工作行程 (或施加于踏板上的力) , 随踏板行程的增大而增大, 也随着踏板行程的减小而减小, 即所谓的“随动”效果。由工作原理可知, 若气压助力失效, 只需切断气源, 加大踏板力, 仍能通过液压作用使离合器分离, 足以保证离合器的正常工作 (此时, 助力泵的作用相当于离合器分泵或工作缸) 。
操纵机构优化 篇7
农机工业是我国装备制造业的重要组成部分, 拖拉机作为很多农具的动力源, 拖拉机上用于控制拖拉机的动力与农具连接的离合器操纵机构使用变得越来越频繁。目前, 大多数拖拉机离合器采用主、副离合器独立操纵结构, 而副离合器机构作为动力输出的控制装置, 就必须有可靠性高、使用操纵舒适轻便的操纵离合机构。
1 设计背景和方案
目前, 市场大多数厂家拖拉机上的副离合装置均是采用“手拉式软束控制机构”来控制拖拉机副离合的分离和接合, 即实现与农具连接的动力控制。而使用的“手拉式软束控制机构”操纵行程大、操纵费力, 软束很容易发生变形, 导致副离合器的分离杠杆分离不清, 而且软束容易发生磨损断裂等问题。为了改进完善目前拖拉机上采用的“手拉式软束控制机构”副离合操纵控制机构的副离合器分离不清的现象, 减轻操纵力, 提高拖拉机离合操纵的可靠性和舒适性, 将原先“手拉式软束控制机构”改进优化为“液压操纵离合机构”。
2 主要构成及工作原理
拖拉机副离合液压操纵离合机构装置的设计如图所示, 主要由单向作用油缸、活塞回位弹簧、活塞、调节套、分离叉摇臂焊合件、单向控制阀、油管组成。单向作用油缸1的一端连接与固定在壳体上, 另一端经双向内螺纹的调节套4和连接叉连接到分离杠杆摇臂焊合件9上;为了使油缸回油时油缸油口产生一定节流作用, 单向作用油缸1的进 (回) 油孔孔径需控制在孔径在3.5 mm左右;为了保证单向作用油缸在功能可靠下的外形尽量小, 经计算确定, 油缸的额定压力为10 MPa (最大压力12.5 MPa) , 油缸直径为40 mm;为了保证油缸在整个工作行程下能够使副离合器彻底分离, 经计算油缸的行程不小于45 mm, 同时考虑到分离杠杆在使用一端时间后磨损和不同尺寸大小的离合器分离行程差值, 需留有弥补调整尺寸, 故确定为油缸行程65 mm。调节套4是用来调节副离合器处于压合状态时副分离杠杆与副分离轴承座的自由间歇2 mm尺寸。单向控制阀9主要是用来控制高压油的进回路方向, 单向操作, 手柄自动回位;单向控制阀自由状态下, 高压进油管10通路被关闭, 但油缸内的油可以通过油缸油管8经单向控制阀1从回油管回到油箱;当单向作用油缸1需要高压油时, 操纵单向控制阀1, 高压油从就通过高压进油管10通过单向控制阀9、油缸油管8进入油缸, 油缸工作。
拖拉机副离合液压操纵离合机构装置的装配原理如图示。装配后需要进行调整, 首先调整调整螺钉12, 保证副分离杠杆与副分离轴承座的自由间歇2 mm, 并用螺母并紧;然后调整调节套4, 保证活塞在油缸内的最小行程下能够使分离叉轴摇臂合件6的转角带动分离叉5经副分离器分离轴承座推动副离合分离杠杆, 使副离合器分离彻底时, 再将调节套4返转1~2圈, 并用螺母并紧。主要工作原理为:当需要拖拉机的副离合器分离时, 操纵单向控制阀9时, 打开高压进油管的油路, 从拖拉机的转向液压高压油管分出的高压油从高压进油管10经过单向控制阀9和油缸油管8进入单向作用油缸1, 活塞3被高压液压油推动, 压缩单向作用油缸活塞回位弹簧2, 活塞 (杆) 3左移, 推动与之连接的调节套4左移, 从而推动分离叉轴摇臂合件6带动分离叉5左移, 分离叉5推动副离合器分离轴承座左移带动副分离杠杆, 使得副离合器与拖拉机的动力输出传动轴的动力分离, 将拖拉机用于带动农机具的动力分离, 这个动作在高压油下保证了副离合器快速完成分离动作, 此时就可以将动力输出机构进行挡位更换或切断。当农机具需要动力时, 只要操纵单向控制阀9的手柄, 关闭高压油路通道, 同时打开油缸的汇油通道, 单向作用油缸1内失压, 在活塞回位弹簧2和回位弹簧7的作用下复位, 推动活塞3和调节套4回到原始位置, 同时在回位弹簧7作用下、分离叉轴摇臂合件6上的分离叉5回到原位, 副离合器分离轴承在也在副离合分离轴承座回位弹簧作用下回位, 由于单向作用油缸1的进 (回) 油孔孔径有着一定的节流作用, 各个零部件的回位是缓慢、柔和的, 直至副离合器接合、拖拉机动力输出传动轴动力结合, 从而将动力传递给带动的农机具, 便可进行各种田间作业。
3 结束语
综上所述, 通过对副离合操纵装置的改进设计, 实现副离合器机构的快分慢合, 解决了原“手拉式软束控制机构”的操纵力大、工作不可靠的问题, 可大大减少因为分离不彻底导致副离合的损坏。
摘要：拖拉机副离合器液压操纵离合机构装置主要由单向作用油缸、调节套、单向控制阀等组成, 可实现拖拉机的副离合器快速彻底的动力分离与缓慢、柔和结合, 且可靠性强, 操纵省力。