操纵特性影响因素的分析与优化

离合器接合过程中，其接合速度影响车辆的起步品质，尤其是滑摩阶段要求离合器的接合速度较慢，因此对各种影响因素比较敏感，其中包括环境温度、制动液、助力气源、内漏、机械连接机构的摩擦力和液压冲击等。

1.环境温度

液压管路的沿程压力损失的计算公式如下：

式中，d 为管路的直径，mm；υ（T）为油液的运动黏度，mm2／s；l 为液压管路的长度，m；vlq为油液的运动速度，m／s；ρ 为工作油液密度，kg／m3；T 为油液的温度，℃。

外界环境温度的变化，影响离合器操纵液的运动黏度，其中包括液压主缸至气助力液压工作缸之间的制动液和离合器操纵缸所用的航空10＃液压油。

以满足DOT4 标准的制动液为例，100 ℃时的运动黏度为1.5 mm2／s，－40 ℃时的运动黏度接近1 800 mm2／s。由式（6.1）可知，油液运动黏度的增加，会导致管路沿程压力损失的增加，沿程压力损失的增加会降低油液的运动速度，进而影响离合器的接合速度。如图6.1所示，在相同的控制参数下，－20 ℃和20 ℃的温度条件下，离合器的接合速度差异较大，离合器接合时间由3 s增加到13 s。

图6.1　不同温度下离合器接合曲线对比

2.制动液

离合器操纵系统所用制动液的抗水性较差，长时间使用会吸收较多的水分，导致其沸点的降低。当制动液中的水分汽化以后，液路中会出现气泡，影响离合器的分离操纵，导致离合器分离不彻底、液压冲击、机构振动或离合器无法分离等异常情况出现。如图6.2所示，由于离合器操纵液路中产生气泡而导致离合器分离异常。

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图6.2　离合器无法正常分离

3.助力气源

对于有气助力的离合器操纵机构，当辅助气源的压力降低到一定值以后，就无法提供足够的助力压力，则气助力的效果被削弱或者消失，此时需要提高离合器的操纵力才能够实现离合器的分离，在这种特殊工况下，离合器操纵油路的压力相对较高，离合器控制阀的阀口两端的压差增加，导致离合器接合特性出现较大的变化，从而影响车辆的起步控制。

4.内漏

液压系统在使用伊始，系统密封部件的制造、装配的公差较小，液路内部的内漏量较小；但随着机构工作时间的增加，液压密封器件尤其是活塞上的O 型圈的磨损量逐步增加，导致液路内漏量的增加，会影响离合器操纵机构的工作特性。

5.机械连接机构的摩擦力

离合器操纵机构的机械连接节点（轴销／轴承等）存在摩擦，在润滑条件不好时，会消耗较多的摩擦功，导致机构运动卡滞，影响离合器的操纵特性。

6.液压冲击

离合器接合过程中，电磁阀的阀门突然关闭使得液流速度发生急剧变化，由于流动液体和工作部件的运动惯性引起液体压力值的瞬间升高，发生液压冲击的现象，导致离合器的接合抖动，影响系统的控制效果。如图6.3所示，在离合器快速接合时，突然关闭离合器控制电磁阀的阀口，导致离合器操纵油路中的液压冲击现象，并通过离合器接合行程的抖动直接体现出来。

图6.3　液压冲击造成的离合器接合不平稳

以上列举了影响离合器操纵机构响应特性的若干因素，可见，离合器操纵过程的相关扰动量是不可预期的，需要离合器的控制策略具有较好的适应性和兼容性，才能保证离合器操纵的控制效果和其在磨损寿命期内的适应性。