一种新型自动离合器及其控制系统的应用研究

摘要

离合器的好坏直接影响着行车的安全性和乘坐的舒适性，因而越来越受到人们的重视。目前，大多数汽车采用的是手动摩擦式离合器，具有工作效率高、结构简单等优点，其缺点是操纵复杂、柔性低；而高级汽车大部分采用液力变矩器，具有操作方便、起步平稳等优点，其缺点是效率低、结构复杂。本文在分析上述两类离合器的优缺点基础之上，设计了一种新型的液压自动离合器，即将摩擦式离合器的手动执行机构改为由液压缸旋转式配油的执行机构；同时，为了使自动离合器系统结构集成化，设计了一种新型的液压控制阀—数字复合阀，该阀集节流阀、换向阀和溢流阀于一体，因而具有节流、换向、卸荷的作用。在此基础上，运用动力学模型方法建立了适合离合器控制系统的数学模型，利用MATLAB软件对系统的稳定性能、瞬态性能和误差特性进行了详尽地分析，从理论上验证了该方案的可行性。此外，本文还对该控制系统进行硬件和软件的设计，建立了完整的PLC硬件控制系统，通过PLC与组态王的交互式通讯接口，模拟仿真了离合器系统在不同信号下的工作过程。理论分析和仿真实验证明，该系统的结构设计和控制方案合理可行，能较好地满足汽车对离合器控制系统的性能要求，为自动离合器提供了一种新的途径。