湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统及方法，控制系统包括油液管路部分、控制执行部分、传感器部分和信号收集与控制决策部分；油液管路部分和控制执行部分构成阀控系统；油液管路部分为控制执行部分提供充足的油液，控制执行部分与离合器连接，且控制执行部分由信号收集与控制决策部分连接，由信号收集与控制决策部分控制其工作；信号收集与控制决策部分用于接收传感器部分传输至的采集信号，进而向控制执行部分传输控制指令。控制方法包括紧急制动过载保护、急停急转过载保护、紧急情况处理保护和自适应调节四部分，还包括对换向阀和高速开关阀的控制方法。本发明专利技术具有较强的耐用性，安全灵活。安全灵活。安全灵活。

【技术实现步骤摘要】
湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种机械传动油路控制领域，特别是关于一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统及方法。

技术介绍

[0002]离合器是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离和接合，通过主动部件与从动部件间的摩擦效应来传递转矩。摩擦效应主要取决于摩擦材料的摩擦因数以及压紧弹簧的压紧力，二者在离合器工作过程中均是动态变化，而弹簧压紧力可以通过控制离合器工作油缸的油压进行控制。通过对油压进行合理的控制，可以有效避免离合器在换挡过程中产生过多的滑摩功和冲击度，从而提高换挡系统的稳定性。
[0003]离合器油压控制系统的工作原理是：系统根据电控单元的指令信号控制电液控制阀的开闭，以此实现离合器工作油缸油压的适时调节，使离合器操纵机构完成离合器的分离和结合。因此离合器阀控系统的油压输出特性对于湿式离合器接合质量有决定性影响。离合器及其配套控制系统在生活中应用较广，如汽车，工科试验台架，测试机等。
[0004]但是现有阀控系统存在以下问题：1)利用离合器接合实验台架进行实验验证需要模仿多种复杂工况，在模拟复杂工况的过程中，比较容易出现过载的情况，对台架电机以及离合器设备造成损伤。2)传动设备运行时，紧急刹停下会对离合器产生力矩过载，对离合器以及传动设备造成不可逆的损伤。3)大多台架装有惯量块模拟实际工况的负载，在电机急停急启，或者速度转速挡位不匹配时，会造成惯量块与传动设备的相对惯性力，产生较大的负载。4)在离合器服役过程中，由于其长期处于变工况、高冲击载荷状态，摩擦片容易出现烧蚀、翘曲、断裂等情况，需要及时将损坏的摩擦副取出，当没有新的摩擦片更换时，摩擦副的数量减少，导致缸套行程变短，此时油压和流量控制显得极为重要。因此如何对行程自适应控制，通过反馈给输出信号决策端机械系统的结构改变，适时改变输出控制信号策略，使控制系统输出更为合理的油压特性曲线成为目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统及方法，其具有较强的耐用性，安全灵活。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制方法，该控制方法包括紧急情况处理保护和自适应调节；
[0007]所述紧急情况处理保护：离合器包箱输入端以及输出端分别安装有第一转速转矩传感器，两个第一转速转矩传感器联动使用，当离合器摩擦片/副出现损坏时，其传动性能大幅下降，直接表现为离合器两端的扭矩值波动过大，当输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据出现不合理的较大差值，此时判断台架系统出现意料之外的突发状况；在动力端和负载端功率正常时，两传感器出现不合理的较大差值时，则判断为离合器故障，需要停机检修；台架电脑根据此传感器反馈的异常信号数
据，给出相应的保护控制策略；
[0008]所述自适应调节功能：台架电脑接收离合器包箱上测量活塞位移的位移传感器反馈的位移信号，初步判断此时管路里的残余流量，活塞端面的残余油压，完成下一次接合还需要多少流量，需要多大压力；通过位移传感器的反馈信号判断当前活塞位置，在对应
‘
油压-活塞位移
’
特性图定位当前油路油压；通过此流量的初步判断，预测高速开关阀的动作开启时间，状态预测完成后，台架电脑给出阀控系统动作信号，阀控系统限流限压完成充油/放油控制；边控制，边反馈，边调整，直至离合器完成此次接合动作，自适应输/泄油完成，从而实现自适应调节功用。
[0009]进一步，所述保护控制策略为：台架电脑迅速向阀控系统中的换向阀发出反向电压，使换向阀迅换向到卸压工作油路，使系统快速卸压；然后，台架电脑通向阀控系统中的高速开关阀发出最大功率工作信号，使高速开关阀高效运作，实现油路系统最快速的卸压工作；制动系统应急响应，制动卡钳的制动力在40秒内由0缓慢的线性增长至最大值，保证传动系统整体缓慢，安全停止。
[0010]进一步，所述不合理的较大差值具体为以下两种情况：
[0011]情况一：当控制系统处于完全结合输出状态时，离合器输入与输出端转速转矩有差值，此差值具体表现为：输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据出现超过离合器输入端额定转速转矩的5％差值数据；
[0012]情况二：当控制系统处于接合进行阶段输出状态，从接合开始至接合结束经验时间为1.5s；此状态下输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据在1s内持续出现超过离合器输入端额定转矩的30％差值数据。
[0013]进一步，该控制方法还包括紧急制动过载保护和急停急转过载保护；
[0014]所述紧急制动过载保护：预先设置的台架电脑接收制动盘上转速传感器传来的实时动态转速数据信号；在制动装置紧急制动时，制动盘抱死，其转速迅速降低为零；台架电脑迅速判断出制动盘的抱死状态，出现抱死条件可为满足超负荷条件，台架出现过载动作；此时，台架电脑直接向阀控系统发送控制指令使其迅速完成放油卸压，断开离合器结合状态，从而保护电机以及离合器过载受损；
[0015]所述急停急转过载保护：台架电脑接收设置在惯量块上的第二转速转矩传感器反馈的力矩信号；当第二转速转矩传感器检测的瞬时转矩超过电机当前工作输出转矩的15％时，则出现系统惯性过载状况，此时台架电脑发出中断接合指令，从而保护台架器材；
[0016]一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统，该系统用于实现上述控制方法，包括油液管路部分、控制执行部分、传感器部分和信号收集与控制决策部分；所述油液管路部分和控制执行部分构成阀控系统；所述油液管路部分为所述控制执行部分提供充足的油液，所述控制执行部分与离合器连接，且所述控制执行部分由所述信号收集与控制决策部分连接，由所述信号收集与控制决策部分控制其工作；所述信号收集与控制决策部分用于接收所述传感器部分传输至的采集信号，进而向所述控制执行部分传输控制指令。
[0017]进一步，所述油液管路部分包括液压泵、液压油缸、过滤器、溢流阀和节流阀；油液由所述液压泵从所述液压油缸中泵入所述过滤器内，且所述液压泵的出口端与所述液压油缸之间连接有所述溢流阀；所述过滤器流出的油液经所述控制执行部分进入所述离合器，用以给所述离合器提供定向、定量的流量以及油压；在所述控制执行部分的出口端与所述
液压油缸之间连接有所述节流阀。
[0018]进一步，所述控制执行部分包括换向阀和高速开关阀；所述过滤器流出的油液直接进入所述换向阀内，所述换向阀的输出端连接所述高速开关阀，所述高速开关阀的输出端连接所述离合器的液压油进油口，负责精准定量向所述离合器输出流量油压；所述换向阀和高速开关阀均与所述信号收集与控制决策部分电连接，根据所述信号收集与控制决策部分传输至的控制指令工作。
[0019]进一步，所述信号收集与控制决策部分包括信号处理器和台架电脑；所述传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制方法，其特征在于，该控制方法包括紧急情况处理保护和自适应调节；所述紧急情况处理保护：离合器包箱输入端以及输出端分别安装有第一转速转矩传感器，两个第一转速转矩传感器联动使用，当离合器摩擦片/副出现损坏时，其传动性能大幅下降，直接表现为离合器两端的扭矩值波动过大，当输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据出现不合理的较大差值，此时判断台架系统出现意料之外的突发状况；在动力端和负载端功率正常时，两传感器出现不合理的较大差值时，则判断为离合器故障，需要停机检修；台架电脑根据此传感器反馈的异常信号数据，给出相应的保护控制策略；所述自适应调节功能：台架电脑接收离合器包箱上测量活塞位移的位移传感器反馈的位移信号，初步判断此时管路里的残余流量，活塞端面的残余油压，完成下一次接合还需要多少流量，需要多大压力；通过位移传感器的反馈信号判断当前活塞位置，在对应
‘
油压-活塞位移
’
特性图定位当前油路油压；通过此流量的初步判断，预测高速开关阀的动作开启时间，状态预测完成后，台架电脑给出阀控系统动作信号，阀控系统限流限压完成充油/放油控制；边控制，边反馈，边调整，直至离合器完成此次接合动作，自适应输/泄油完成，从而实现自适应调节功用。2.如权利要求1所述控制方法，其特征在于：所述保护控制策略为：台架电脑迅速向阀控系统中的换向阀发出反向电压，使换向阀迅换向到卸压工作油路，使系统快速卸压；然后，台架电脑通向阀控系统中的高速开关阀发出最大功率工作信号，使高速开关阀高效运作，实现油路系统最快速的卸压工作；制动系统应急响应，制动卡钳的制动力在40秒内由0缓慢的线性增长至最大值，保证传动系统整体缓慢，安全停止。3.如权利要求1所述控制方法，其特征在于：所述不合理的较大差值具体为以下两种情况：情况一：当控制系统处于完全结合输出状态时，离合器输入与输出端转速转矩有差值，此差值具体表现为：输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据出现超过离合器输入端额定转速转矩的5％差值数据；情况二：当控制系统处于接合进行阶段输出状态，从接合开始至接合结束经验时间为1.5s；此状态下输入端第一转速转矩传感器的采集数据与输出端第一转速转矩传感器的采集数据在1s内持续出现超过离合器输入端额定转矩的30％差值数据。4.如权利要求1所述控制方法，其特征在于，该控制方法还包括紧急制动过载保护和急停急转过载保护；所述紧急制动过载保护：预先设置的台架电脑接收制动盘上转速传感器传来的实时动态转速数据信号；在制动装置紧急制动时，制动盘抱死，其转速迅速降低为零；台架电脑迅速判断出制动盘的抱死状态，出现抱死条件可为满足超负荷条件，台架出现过载动作；此时，台架电脑直接向阀控系统发送控制指令使其迅速完成放油卸压，断开离合器结合状态，从而保护电机以及离合器过载受损；所述急停急转过载保护：台架电脑接收设置在惯量块上的第二转速转矩传感器反馈的力矩信号；当第二转速转矩传感器检测的瞬时转矩超过电机当前工作输出转矩的15％时，则出现系统惯性过载状况，此时台架电脑发出中断接合指令，从而保护台架器材。
5.一种湿式离合器过载保护与活塞行程自适应控制系统，其特征在于，该系统用于实现如权利要求1至4任一项所述控制方法，包括油液管路部分、控制执行部分、传感器部分和信号收集与控制决策部分；所述油液管路部分和控制执行部分构成阀控系统；所述油液管路部分为所述控制执行部分提供充足的油液，所述控制执行部分与离合器连接，且所述控制执行部分由所述信号收集与控制决...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立勇，马克凡，唐长亮，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：