CN102865929B - 一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置，包括支架、空心轴、集流环、传感器安装盘、红外温度传感器、飞轮盘连接盘、离合器摩擦片、飞轮盘、离合器盖总成和数据采集器；传感器安装盘、飞轮盘连接盘、飞轮盘和离合器盖总成依次固定安装；空心轴可转动地设置在支架上，飞轮盘连接盘固定在空心轴的端部；红外温度传感器设置在传感器安装孔内，红外温度传感器的探头透过飞轮盘上通孔直接探测离合器摩擦片表面温度；红外温度传感器通过信号导线和集流环将电信号输出至数据采集器。本发明采用了红外温度传感器，具有动态响应速度快、误差小、使用寿命长等优点，能够直接实时测量在任意工况下离合器摩擦片表面瞬态温度。

Description

一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置

技术领域

本发明涉及一种干式离合器试验装置，尤其涉及一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置。

背景技术

离合器结合时摩擦片与压盘和飞轮盘之间的滑动摩擦使得摩擦片表面温度迅速升高，由于离合器结合时间很短，摩擦片表面温度变化很快，在极短的时间内温度骤然升高，通常被称为闪温。而温升对摩擦副的摩擦特性具有重要影响，准确地掌握离合器摩擦片表面温度特性对研究离合器结合特性具有重要意义。因此，发明一种能够实时准确地测量摩擦片表面瞬态温度的试验装置至关重要。

测量摩擦片表面温度的传统方法是将热电偶安装在钻有孔的压盘或飞轮盘上，并且热电偶探头距压盘或飞轮盘表面0.5mm处，通过测量压盘或飞轮盘近表面温度而间接得到摩擦片表面温度。然而由于热电偶的安装并没有直接接触摩擦片表面，且热电偶的温度响应特性较慢（约1s左右），从而使传统试验方法测得的摩擦片表面温度与实际温度存在较大误差和滞后。因此，为了得到离合器摩擦片表面瞬态温度变化特点，迫切需要一种能够实时准确测量离合器摩擦片表面瞬态温度的试验装置。

已公开的专利中，专利CN01803194.3介绍了一种根据测量转速差、转矩来计算施加给离合器的输入能量，并依据输入能量进一步估算离合器摩擦副表面温度变化的离合器摩擦副表面温度估算方法。该方法虽然原理简单、成本低，但误差较大。专利CN201120152792.6介绍了一种车用湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验装置，该装置结构简单，成本低廉，能够对湿式多片离合器的运行工况进行模拟，但仅适用于湿式离合器，并且采用安装热电偶的方法同样存在温度响应慢、滞后及测量误差大的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置，目的是为了能够满足在离合器结合特性试验中，实时准确地测量摩擦片表面的瞬态温度变化规律，为离合器试验研究提供准确可靠的试验数据。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置，包括支架、空心轴、集流环、传感器安装盘、红外温度传感器、飞轮盘连接盘、离合器摩擦片、飞轮盘和数据采集器；

所述传感器安装盘设置在飞轮盘连接盘的一侧，飞轮盘安装在飞轮盘连接盘的另一侧端面上，离合器盖总成安装在飞轮盘上，所述离合器摩擦片位于飞轮盘和离合器盖总成压盘之间，通过内花键与变速器输入轴连接；

所述空心轴利用轴承座支撑，并且轴承座固定在支架上；所述集流环套在空心轴上，集流环的内环固定在空心轴上并与空心轴一起转动，集流环的外环固定在支架上；所述飞轮盘连接盘安装在空心轴的端部；所述集流环、空心轴、传感器安装盘、飞轮盘连接盘、飞轮盘和离合器摩擦片的轴线在同一线上；

所述传感器安装盘上设有传感器安装孔，飞轮盘与传感器安装孔对应部位设置通孔；所述红外温度传感器固定在传感器安装盘的传感器安装孔内，红外温度传感器探头通过飞轮盘上的通孔直接探测离合器摩擦片表面；

所述红外温度传感器通过信号导线与集流环的内环连接，所述集流环的外环与数据采集器连接。

作为本发明的一种优选方案，该试验装置还包括变速器箱体，所述变速器箱体固定在支架上。

作为本发明的另一种优选方案，所述信号导线的一端与红外温度传感器连接，信号导线的另一端穿过空心轴内的通孔并与集流环的内环连接。

与现有技术相比，本发明的一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置具有以下优点：

1、本发明能够直接测量离合器摩擦片表面温度，且无须在摩擦片上布置传感器，适用于各种干式离合器的试验研究。

2、本发明采用了红外温度传感器，具有响应速度快、误差小、使用寿命长等优点，能直接测量在任意工况下离合器摩擦片表面瞬态温度。

3、本发明试验装置设计简单、布置合理、成本低、安装使用方便，可以通过在传感器安装盘不同半径处布置红外温度传感器，实现对离合器摩擦片径向温度分布进行测量。

附图说明

图1为一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置的结构示意图；

图2为传感器安装盘的剖面视图；

图3为传感器安装盘的左视图；

图4为空心轴、传感器安装盘、飞轮盘连接盘和飞轮盘配合的结构示意图；

图5为一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置的传动原理图。

附图中： 1—支架； 2—空心轴； 3—集流环； 4—传感器安装盘； 5—红外温度传感器； 6—飞轮盘连接盘； 7—离合器摩擦片； 8—飞轮盘； 9—传感器安装孔； 10—通孔； 11—信号导线； 12—变速器箱体； 13—轴承座； 14—传感器固定螺帽； 15—离合器盖总成； 16—变速器输入轴； 17—分离轴承； 18—变频电机； 19—离合器； 20—转动惯量飞轮组； 21—制动器； 22—数据采集器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1～4所示，一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置，包括支架1、空心轴2、集流环3、传感器安装盘4、红外温度传感器5、飞轮盘连接盘6、离合器摩擦片7、飞轮盘8、变速器箱体12、轴承座13、离合器盖总成15和数据采集器22。

传感器安装盘4通过螺栓连接在飞轮盘连接盘6左侧，飞轮盘8通过螺栓连接在飞轮盘连接盘6右侧。空心轴2通过轴承座和轴承安装在支架1上。集流环3套在空心轴2上并位于支架1左侧，集流环3的内环通过螺钉固定在空心轴2上并随空心轴2一起转动，集流环3的外环通过螺栓固定在支架1。飞轮盘连接盘6通过螺栓固定连接在空心轴2右端部。集流环3、空心轴2、传感器安装盘4、飞轮盘连接盘6、飞轮盘8和离合器摩擦片7的轴线在同一线上，且集流环3的内环、传感器安装盘4、飞轮盘连接盘6、飞轮盘8由空心轴2带动一起转动。变速器箱体12通过螺栓固定安装在支架1上。

传感器安装盘4上设有传感器安装孔9，在飞轮盘8上与传感器安装孔9对应部位设置通孔10，红外温度传感器5安装在传感器安装孔9内并通过传感器固定螺帽14锁紧在传感器安装盘4上，红外温度传感器5的探头通过飞轮盘8上的通孔10直接探测离合器摩擦片7的表面。

红外温度传感器5通过信号导线11与集流环3的内环连接（本实施例中，信号导线11一端与红外温度传感器5连接，信号导线11另一端穿过空心轴2内的通孔与集流环3的内环连接），集流环3的外环与数据采集器连接。数据采集器处理的信号输入到计算机进行显示和记录。

该试验装置采用红外温度传感器5测量离合器摩擦片7表面瞬态温度，其测量原理：在离合器结合过程中，红外温度传感器5通过飞轮盘8上的通孔10直接探测离合器摩擦片7表面温度，红外温度传感器5将温度信号转换为电信号由信号导线11穿过空心轴2连接至集流环3的内环，集流环3外环将信号输出至数据采集器22，数据采集器22通过信号处理输入至计算机显示并记录离合器摩擦片7表面温度。

图5为一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置传动的原理图，变频电机18作为动力源为试验装置提供动力输入，动力经空心轴2穿过集流环3带动传感器安装盘4、飞轮盘连接盘6、飞轮盘8和离合器盖总成15一起转动，变速器箱体12安装固定在支架1上，通过操纵分离轴承17控制离合器19的分离结合，从而实现动力的中断与传递。在离合器19结合过程中，离合器19通过其摩擦片7与飞轮盘8、离合器盖总成15的压盘相对滑摩将动力传递至变速器输入轴16。变速器输出轴连接转动惯量飞轮组20，转动惯量飞轮组18的惯量可以根据实车等效惯量进行调整，通过组合不同的转动惯量及输入转速可以模拟离合器在不同档位和工况下的起步、换挡过程，同时制动器21用于模拟汽车的道路阻力矩。

试验过程中，将实车飞轮盘安装到飞轮盘连接盘，在飞轮盘与红外温度传感器正对位置钻有与红外温度传感器头部直径大小相同的通孔。将离合器盖总成、摩擦片装配到飞轮盘，并将变速器箱体固定在支架上。模拟起步试验时首先将离合器分离，并控制变频电机转速至发动机起步转速，然后控制离合器结合，在结合过程中离合器开始滑磨，并离合器摩擦片表面温度迅速升高，结合图4可知，红外温度传感器能够实时检测到离合器摩擦片的温度变化，并转换为电信号由信号导线通过空心轴输入到集流环的内环，集流环的外环再将电信号输出到数据采集器，数据采集***在试验过程始终保持实时采集温度信号，同时将数据采集器处理的信号输入到计算机进行显示和记录。

该试验装置可针对不同型号离合器，仅仅通过更换飞轮盘连接盘和变速器箱体便可实现试验要求，通过在传感器安装盘的不同径向位置布置红外温度传感器，便实现摩擦片径向温度分布规律的测量。红外温度传感器测量范围大、动态响应时间短，能够实时测量离合器结合过程中摩擦片温度变化规律。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置，包括支架（1）和空心轴（2），所述空心轴（2）设置在轴承座（13）上，轴承座（13）固定在支架（1）上；其特征在于：还包括集流环（3）、传感器安装盘（4）、红外温度传感器（5）、飞轮盘连接盘（6）、离合器摩擦片（7）、飞轮盘（8）和数据采集器（22）；

所述传感器安装盘（4）设置在飞轮盘连接盘（6）的一侧，飞轮盘（8）设置在飞轮盘连接盘（6）的另一侧；

所述集流环（3）套在空心轴（2）上，集流环（3）的内环随空心轴（2）一起转动，集流环（3）的外环固定在支架（1）上；所述飞轮盘连接盘（6）固定设置在空心轴（2）的端部；所述集流环（3）、空心轴（2）、传感器安装盘（4）、飞轮盘连接盘（6）、飞轮盘（8）和离合器摩擦片（7）的轴线在同一线上；

所述传感器安装盘（4）上设有传感器安装孔（9），飞轮盘（8）与传感器安装孔（9）对应部位设置通孔（10），所述红外温度传感器（5）设置在传感器安装孔（9）内，红外温度传感器（5）的探头通过通孔（10）与离合器摩擦片（7）表面对应；

所述红外温度传感器（5）通过信号导线（11）与集流环（3）的内环连接，所述集流环（3）的外环与数据采集器连接；

所述信号导线（11）的一端与红外温度传感器（5）连接，信号导线（11）的另一端穿过空心轴（2）内的通孔与集流环（3）的内环连接。

2. 根据权利要求1所述的一种干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量试验装置，其特征在于：还包括变速器箱体（12），变速器箱体（12）固定在支架（1）上。