摘 要

作为第二次工业革命后的重要产物，汽车目前已基本普及至每家每户，因此，其安全性能显得尤为重要。汽车离合器是传动系统中的重要部件，在城市道路尤其是早晚高峰期会被频繁地使用，其质量显得尤为重要。本文所设计的膜片弹簧离合器分离特性的测试系统，选用光电编码器与丝杆结合测量离合器的小端行程，选用轮辐式压力传感器测量离合器小端所受的载荷，采用数据采集卡采集传感器测得的数据，并传输至基于LabVIEW的虚拟仪器系统中，可以简单高效地测得离合器的分离特性。此系统可以有效地测得膜片弹簧离合器的分离特性，免去了设计测试电路的复杂，使离合器的分离特性测试简单易行。

关键词：膜片弹簧离合器；分离特性；测试系统；数据采集

Abstract

As an important product of the second industrial revolution, the car has been basically universal to each household. Thus, its safety performance is particularly important. Automotive clutch is an important part of the transmission system. In urban roads, especially in the morning and evening peak it will be frequently used, its quality is particularly important. In this paper, the test system designed for the diaphragm spring clutch separation characteristics, chosing photoelectric encoder combined with leading screw to measure the travel of the small end of the clutch,chosing spoke pressure sensor to measure the load of the small end of the clutch, chosing data acquisition card to collect the data measured by sensors, and transmitted to the LabVIEW-based virtual instrument system, can easily and efficiently measure the separation characteristics of the clutch. This system can effectively measure the separation characteristics of the diaphragm spring clutch, eliminating the complex of designing the test circuit, so that the test of the clutch separation characteristics is simpler.

Key Words：diaphragm spring clutch；separation characteristics；test system；data collection

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究的背景 1

1.2 国内外的研究现状分析 1

1.3 课题研究的基本内容 2

1.4 预期目标 2

第2章 膜片弹簧离合器简介 3

2.1 离合器结构的发展 3

2.2 离合器的结构及工作原理 3

2.3 离合器的作用及基本要求 4

2.3.1 离合器的作用 4

2.3.2 离合器需要满足的要求 5

2.4 离合器的理论分离特性 5

第3章 测试系统方案设计 6

3.1 位移信号的测量 6

3.2 力信号的测量 6

3.3 数据采集与处理 7

3.4 测试软件流程 7

第4章 硬件方案的确定 8

4.1 光电编码器的选型 8

4.1.1 编码器概述 8

4.1.2 编码器的使用 10

4.1.3 欧姆龙E6H-C编码器 11

4.2 轮辐式称重传感器的选型 14

4.2.1 称重传感器概述 14

4.2.2 福特鑫CXH-103A轮辐拉压力传感器 14

4.3 数据采集卡 16

4.3.1 USB-7660数据采集卡概述 16

4.3.2 开发接口函数 17

4.3.3 数据采集卡的综合分析 20

4.3.4 数据采集卡的通道分配 21

4.4 硬件连线图 21

第五章 软件系统方案设计 22

5.1 软件开发平台 22

5.2 测试系统程序设计的原理 22

5.2.1 DLL技术 22

5.2.2 函数原型简介 23

5.3 测试系统程序设计 26

5.3.1 LabVIEW程序的前面板 26

5.3.2 LabVIEW程序的程序框图 27

5.4 数据处理 31

5.4.1 数据拟合与最小二乘原理 31

5.4.2 实验数据的处理 32

第6章 结论 33

6.1 全文工作总结 33

6.2 未来工作展望 33

参考文献 34

致谢 35

第1章 绪论

1.1 研究的背景

近年来，一轮接一轮的科技革命使得汽车的车速不断提高，同时发动机的功率也不断增大。另外，汽车的产量和保有量也日趋增加，中国的汽车保有量虽不如欧美，但近年来也在突飞猛进地增加，据国家统计局统计，截止2016年末，我国的民用汽车保有量已超过1.9亿辆。汽车数量的增多带来的一个很大的问题就是城市交通拥堵，特别是在上下班的高峰期，汽车在公路上行驶困难，需频繁变速，而离合器是变速时的一个关键部件。离合器踏板使用次数已高达每公里二十次之多，对于城区的高峰期时段甚至达到每公里四五十次。

发动机功率的提高，离合器使用次数的增多，都对离合器的设计和制造提出了更高的要求。因此，增加扭矩容量、延长寿命、简化操作，以至于向自动化发展已成为离合器目前发展的明显趋势。在当今的汽车行业中，摩擦式离合器是历史最长远而且应用最广的一种，而在摩擦式离合器中膜片弹簧离合器又备受青睐。

膜片弹簧离合器采用膜片弹簧代替普通的螺旋弹簧做压簧，膜片弹簧的分离指又起到了分离杠杆的作用。这样一来，离合器结构简化，重量减轻，而且缩短了离合器的轴间尺寸。膜片弹簧具有很好的非线性特性，即使摩擦片磨损严重，压紧力依旧改变很小。因此对膜片弹簧离合器的分离过程中的分离特性进行分析研究，能为离合器性能分析提供指导意义。

1.2 国内外的研究现状分析

离合器分离轴承压力和分离轴承行程之间的关系，对膜片弹簧离合器工作性能好坏影响很大。膜片弹簧离合器的分离特性是其性能的重要指标。因此，离合器的分离特性的研究显得相当重要，膜片弹簧离合器分离特性试验台的搭建及其测试系统的设计是对其分离特性研究的第一步。

为确保其传力可靠，分离彻底，结合柔顺，减振好，体积小，重量轻，寿命长，制造易，现今的离合器产品无论从性能、结构方面，还是生产制造方式和操纵控制方面，都在发生着诸多的变化[^[1]]。它们在离合器的性能优化方面有很大的成果，从某种角度来看，这些变化也反映了汽车离合器的发展方向。