离合器总泵综合性能在线检测台的研发

段雄飞

离合器总泵综合性能在线检测台的研发

段雄飞

段雄飞1朱 戈2

1.浙江诸暨万宝机械有限公司；2.中国计量学院

离合器总泵综合性能在线检测台是根据国家相关汽车行业标准，主要针对汽车离合器总泵性能进行在线检测的试验设备。采用计算机控制和机电一体化技术，保证检验的精确性和监测数据的准确性。本试验台在借鉴以往成熟经验的基础上本着高起点、实用性强的原则设计、研制，能够精确完成离合器总泵性能在线检测。

在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。合格的离合器性能在保证汽车传动系的负载能力、汽车的寿命，增强起步和换档的平稳性以及减轻驾驶员的劳动强度等方面都有着极其重要的作用。离合器总泵是连接在离合器脚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通过助力器的作用使离合器实现分离。所以只有保证离合器总泵的性能达到要求，才能使离合器达到要求。为解决在生产离合器总泵过程中性能检测效率低下以及检测精确度低下等问题，故研发了本检测台，不仅可以提高效率和准确度，还可以解决生产上的安全和环保问题。

离合器总泵综合性能在线检测台的结构组成

离合器总泵综合性能在线检测台主要包括硬件部分，软件部分，电气路设计部分以及机械设计部分。

直线加载机构为伺服加载机构，采取伺服电机带动滚珠丝杆实现可调速的均匀慢速加载，实现加载过程中力与位移的控制。伺服加载装置如图1所示。

配气动夹具实现自动装夹，试验台设计符合人机工程，整体设计考虑操作安全性、设备的可靠性、维修方便性，且外观简洁、合理、美观。设有双启动按钮，以防止伤害操作人员。具有塔灯指示，自动进行合格判断与报警。

1.伺服电机 2.精密减速器 3.位移传感器 4.滚珠丝杠 5.力传感器图1 伺服加载装置简图

计算机控制与数据采集处理系统

计算机可根据上位机控制界面的输入，通过数据采集卡对电磁阀等元件进行控制，按程序设定的动作，完成离合器总泵密封性、通畅性、空行程等的测试。

工控机：采用研华Pentium4级工业控制机，防尘、防电磁干扰，可靠性高，能在工业现场环境条件下稳定工作。配液晶显示器，实施显示测试曲线与数据。

数据采集系统：采用研华高速、高精度多功能PCI总线数据采集卡PCL-1711L，具有12位 A/D转换器， 采样速率可达 100kHz，16 路单端模拟量输入，板载1K 采样 FIFO 缓冲器，每个输入通道的增益可编程。满足了系统高速实时、高精度采样的要求。

开关量输出：数据采集卡通过20芯扁平电缆接口连接到功率继电器输出板PCLD-885，实现系统的开关动作。它带有16个SPST继电器通道，同时拥有最大的额定接触功率（250VAC @5A或30VDC @5A）。

运动控制器：内嵌高性能专用高性能运动控制芯片，根据上位机软件的设定参数，控制电机的速度与位移，从而精确控制制动主缸的加载。

电气设计

气路原理如图2所示，首先是气源产生气体，通过气动二联件和5L的储气罐分成两路，下面一路分别用于进油口侧封、排油口侧封以及下压装夹。上面一路通过比例阀、传感器等进行项目的检测。最下面的真空气源通过电磁阀、真空传感器等用于检测离合器总泵的真空保持能力。

软件设计

用VC++编写的软件功能强大，使用方便，参数设置灵活，计算机自动实时显示测试曲线，可保存测试数据，打印测试报告；可以进行灵活的参数设置，测试工作可根据设置好的参数自动完成。

测试原理与方法

补偿孔通畅性测试

图2 气路原理图

样件放置于工装上，启动测试。气动快速夹具自动封堵被测主缸排液孔、供液孔，并分别连接测试台相应的气路接口。系统向被测件的出油口通入0.1MPa的气体；当出油口处的传感器检测到有气体流量通过时，记录流量值，判断通畅性是否合格。

空行程测试

完成上一步测试后，系统继续向出油口通入0.1MPa的气体；同时控制伺服加载机构缓慢推动助力器推杆，当出油口处的传感器检测到气体流量为零时，记录行程，控制系统将自动与设定的标准值比较，判断空行程是否合格。

动密封测试

计算机控制伺服加载系统缓慢推动样件的活塞，使样件的补偿孔处于关闭状。

打开电磁阀通过排液孔向被测件输入0.1MPa测试气压后，关闭电磁阀，切断气源。计算机控制伺服加载系统缓慢推动样件的活塞，直至最大行程后，缓慢退回原位置。记录此过程的压力曲线，并计算初始气压与最终气压差值。

系统自动将气压差值与设定值比较，判断是否合格。

真空保持能力测试

计算机系统控制伺服加载系统推动活塞前进，使其过补偿孔设定的距离后，控制真空系统对被测件抽真空，通过真空传感器记录设定时间后主缸内的真空度。记录真空稳定值，并与设定值比较，否则为不合格。

计算机控制伺服系统回位，当后退至补偿孔打开时，测试其1～2S后的真空度。其真空度应迅速下降，直至-1～2KPa，记录真空值与设定值比较，判断是否合格。

以上测试参数与判断标准可由用户设定。

系统调试及检测结果

图3 测量结果显示图

图3所示为测试平台对离合器总泵性能的实时测量结果显示，左侧是位移-流量图，右侧是测量的各项数据的显示，清晰准确的反映了在测离合器总泵的性能指标，为进一步判断产品是够符合指标作出了准确的判断。

表1显示的是该检测平台对同类产品进行多次重复性试验，已检测该平台的稳定性，重复性，准确性等等，由此表可知，该平台的检测数据重复性、稳定性良好，准确度高，测量数据值得肯定，可以直接用于生产。

表1 离合器总泵性能检测数据表

结束语

该检测平台具有以下特点：

（1）控制系统基于工业PC，显示测量曲线，参数设置灵活，高度自动化，适用于产品性能与质量在线检测；

（2）测试系统配液晶显示，实现控制、参数设置、结果显示、打印；

（3）设备运行稳定可靠，符合有关环保的要求；

（4）电器部分具有良好的电磁屏蔽、光电隔离功能和可靠的安全防护措施；

（5）系统具有过载保护功能；

（6）多线程实时数据采集，全过程实时监控，测试曲线自动描绘；

测试数据可报表打印输出。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.071