轻型载货汽车离合器操纵装置设计评价方法综述

郭静，宋康

摘 要：离合器操纵装置不仅要能够控制离合器彻底分离和有效结合，还应具有良好的操纵舒适性。对离合器操纵系统操纵舒适性在设计阶段进行预估具有相当的重要性，它可以大大缩短开发周期，节约开发成本。文章简要叙述了离合器操纵装置的主观评价方法和以客观数据预测主观操纵舒适性的方法，对离合器操纵装置的前期设计和后期主观评价有一定参考意义。

关键词：离合器;操纵;主观评价

中图分类号：U463.211  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）23-72-03

Overview of Design and Evaluation Method for Clutch Control Device of Light Truck

Guo Jing， Song Kang

（ Anhui Jianghuai Automobile Group Co.， Ltd.， Anhui Hefei 230000 ）

Abstract： The clutch control device should not only be able to control the complete separation and effective combination of the clutch， but also have good control comfort. It is very important to predict the operating comfort of clutch control system at the design stage， It can greatly shorten the development cycle and save development costs. This paper briefly describes the subjective evaluation method of clutch control device and the method of predicting subjective control comfort with objective data， which has certain reference significance for the early design and later subjective evaluation of clutch control device.

Keywords： Clutch; Manipulation; Subjective evaluation

CLC NO.： U463.211  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2019）23-72-03

前言

離合器操纵装置的基本功能是保证驾驶人员能够控制离合器彻底分离和有效结合，除基本功能外，离合器操纵装置设计的好坏还能给驾驶人员带来完全不同的驾驶体验。所以离合器操纵装置的主观评价在离合器操纵装置设计评价中起着非常重要的作用。在汽车市场竞争日益激烈的今天，需要特别重视驾驶操作的舒适感，离合器操纵装置主观评价显得尤其重要。

为加快车型开发速度，尽量减少设计整改，需要在设计阶段对离合器操纵装置的主观舒适性做出预测。可以通过一系列数据计算对离合器操纵装置的操纵舒适性进行预测计算。

首先了解离合器操纵装置主观评价的内容。然后对离合器踏板感觉设计的数据依据进行叙述。

1 术语和定义

在了解离合器操纵装置主观评价的内容之前，先对相关术语做一个说明。

离合吸入力差：表示膜片弹簧离合器在越过最大压紧力后到达最小压紧力的吸入感。

初始力：离合器空行程阶段对应的踏板力。

分离点：踏板行程到达该点可以把发动机和变速器动力传递分离。

结合行程：踏板自最大行程回位过程中离合器传递力矩刚好能够使车辆起步的最小行程。

熄火点：驻车制动和行车制动同时作用，缓慢抬起离合器踏板使发动机熄火的位置。

结合区间：熄火点与结合行程结合点之间的行程。

自由间隙：该点定义为离合器行程的自由间隙。

最大踩踏力：分离过程中产生的最大踩踏力，最大踩踏力通常在分离点之前。

回位力：踏板回位过程中全行程和结合点之间的最小力。

分离行程：踏板从初始位置到达分离点的行程。

全行程：踏板从初始位置到达限位位置的全部行程。

后备行程：分离点和全行程之间的距离。

迟滞：踩踏和回位曲线之间的面积。

前进功：将踏板踏到底所需的能量。

功效率：回位曲线下面积除以踏板曲线下面积。

图1  离合器踏板力曲线图

2 离合器操纵装置的主观评价

离合器操纵装置的主观评价之前试验车辆须进行30分钟预热行驶，使汽车发动机、传动系及其他部分预热到一定的温度状态。离合器操纵装置的主观评价主要包含以下几个方面：

2.1 分离特性评价

车辆处于怠速工况，缓慢在踏板初始位置踩踏离合器踏板，所感知的空行程和在空行程阶段踏板力的大小。

2.2 最大踏板力、离合吸入力差、全行程

车辆处于怠速工况，以缴慢的速度把离合器踏板踩到底，松离合回位，重复多次，感知最大踏板力和离合吸入力差的合适度。同时感知全行程是否合适。并评价整个踩松过程中有无卡滞感。

2.3 开始分离点评价

使车辆处于怠速工况，多次以较慢速度踩下离合器踏板，感知刚好能挂入一档时离合踏板的位置。

2.4 总体评价要求

离合踏板需要一定的空行程存在，初始力不宜过大造成松旷现象存在。离合踏板不能过重，导致驾驶疲劳，也不能过轻，使踩踏踏板感觉变差。分离点与行程终点位置之间必须有一定的后备行程，保证顺利换档。

3 离合器接合特性评价

3.1 维持力评价

使车辆处于怠速工况，将离合踏板踩到底，维持60S，感知力度的合理性。

3.2 开始接合点、熄火点、和接合区间的评价

使车辆处于怠速工况，水平路面上挂入1档，完全踩下离合踏板缓慢松离合踏板直至车辆起步，感受接合点是否清晰。

挂入高档，踩下制动，拉起驻车制动，缓慢松离合器踏板，直至熄火感知接合区间长度是否合适。同时感知回弹过程中离合踏板的跟脚感是否合适。

4 起步换挡过程评价

4.1 起步过程离合接合性能

车辆处于怠速工况，分别在一、二档缓慢起步，评价车辆在起步过程是否容易熄火，以及离合接合的舒适度。

4.2 换档过程离合接合性能

车辆起步后，通过普通换档、快速换档工况下离合器接合特性，通过判断接合冲击力是否过大来评价接合特性的好坏。

表1  离合器操纵系统性能改善措施

5 人机工程评价

人机工程评价涉及车身布置设计，在此不做敘述。

6 理想离合踏板特性曲线

离合踏板曲线主要由离合器踏板力、离合器踏板力吸入力差、离合器踏板力最低维持力等三个关键参数确定。踏板力要小，轻型载货汽车在70N-110N为宜。踏板全行程应该在140mm-180mm。踏板分离行程应该在115mm-135mm。踏板力过大易导致驾驶疲劳，如果力太小，则踏板操作时会没有脚感;离合器踏板力吸入力差太大或太小，踏板操作脚感不好;离合器踏板力最低维持力太大易导致驾驶疲劳，离合器踏板力最低维持力太小则可能使踏板不能回位或回位时间过长，踏板不跟脚。离合器踏板特性曲线从客观数据上可以有效地反映客户主观需求，对判断和解决客户抱怨有指导意义。

这一节内容总结来说是通过客观测试后获得测试曲线，根据测试曲线即可了解该离合操纵系统的合理性。

从市场调查分析得来数据分析，客户比较接受的离合器踏板力值、离合器踏板力吸入力差值、离合器踏板力最低维持力值分别是：75N-95N、15N-25N、45N-65N。在以上范围确定的情况下，模拟出能满足市场需求的理想离合器踏板力曲线，如图2所示。

总之，对能够满足车辆离合器结合分离的离合器操纵系统，还应用以上方法进行延伸设计和后期主观评价，才能获得一个既功能完善又操纵舒适的离合器操纵装置，籍以提升产品品质和竞争力。