基于matlab/simulink离合器仿真与优化

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基于matlab/simulink的离合器仿真与优化

一、离合器概述

对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连的总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、和操纵机构等四部分。

离合器的功用主要的功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换档时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮之间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。

二、离合器基本参数

碟簧

分离指

图1 膜片弹簧示意图

图2 膜片弹簧结构主要参数

R－自由状态下碟簧部分大端半径（mm） H－自由状态下碟簧部分的内锥截高度（mm）

R1、r1－分别为压盘加载点和支撑环加载点半径（mm）

通过前期对离合器的设计，有如下基本参数：(单位：mm)

表1 离合器的基本参数

H 5.9 h 2.99 R 146.1 r 117.1 R1 143.8 r1 116.4 rf 40.3 ro 39 D 300 d 175 三、膜片弹簧的弹性特性

Rln()???Eh?1??1R?rR?r2?rF1?f(?1)??(H??)(H?)?h 1? （1-1）2?2?6(1??)(R?r)R?r2R?r??11?1111??2?F2?r1?rfR1?r1 ?1 （1-2）

R1?r1F1 （1-3） r1?rf四、膜片弹簧的弹性特性仿真

本文通过MATLAB/SIMULINK软件，建立模型，对膜片弹簧的特性进行仿真，模型结构如下图：

图3 膜片弹簧弹性特性的SIMULINK仿真结构

通过分别对R、H、h的值进行改变，得出其的变化对膜片弹簧的特性影响 （1）R?(111???115)，步长为1时所得的弹性特性曲线如下图：

图4 对于不同的R膜片弹簧的弹性特性曲线

（2）H?(5.2???5.9)，步长为0.1时所得的弹性特性曲线如下图：

图5 对于不同的H膜片弹簧的弹性特性曲线