CN107084840A - 无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，包括台架主体以及分别安装在台架主体上的缓冲器、限位抱箍、直线轴承、电机、减速器、拨叉轴、拨块、换挡拨头和传感器，所述的拨叉轴通过直线轴承后与缓冲器连接，所述的电机通过减速器与换挡拨头连接，所述的换挡拨头通过拨块与拨叉轴连接，所述的传感器与拨叉轴连接，用于换挡位移、换挡拨头上换挡力和换挡次数的数据采集。与现有技术相比，本发明具有结构简单、维修方便、便于移动等优点。

Description

无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置
技术领域
本发明涉及汽车自动变速箱性能测试技术领域，尤其是涉及一种纯电动汽车用的无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置。
背景技术
纯电动汽车以其低噪声、零排放、车载电源能量来源途径广泛等优点，已成为新能源汽车的重要发展方向。与此同时，使用无离合器两挡机械式自动变速箱也已成为目前改善纯电动汽车动力性指标并兼顾其能量经济性的有效解决方案。
换挡机构作为机械式自动变速箱中重要的组成部分，其性能直接决定着变速箱整体换挡性能的优劣，有必要对其性能在开发阶段进行全面测试，但在变速箱整体上进行换挡性能测试时，面临拆装不方便、测试成本高、传感器布置困难等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，在设计开发初期有效测试无离合器两挡变速箱电动换挡机构的换挡性能，并用于验证电动换挡控制策略的有效性，以实现快速平稳的换挡。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，包括台架主体以及分别安装在台架主体上的缓冲器、限位抱箍、直线轴承、电机、减速器、拨叉轴、拨块、换挡拨头和传感器，所述的拨叉轴通过直线轴承后与缓冲器连接，所述的电机通过减速器与换挡拨头连接，所述的换挡拨头通过拨块与拨叉轴连接，所述的传感器与拨叉轴连接，用于换挡位移、换挡拨头上换挡力和换挡次数的数据采集。
所述的传感器包括直线位移传感器，该直线位移传感器与拨叉轴之间通过连接板刚性连接，实现对于换挡位移的监测。
所述的传感器包括拉压力传感器，该拉压力传感器位于缓冲器与拨叉轴之间，实现对换挡拨头上换挡力的实时监测。
所述的传感器包括计数传感器，该计数传感器安装在传感器基座上，实现对于换挡次数的记录。
所述的拨叉轴两端设有限位抱箍，该限位抱箍位于直线轴承与拉压力传感器之间，并且位置可调，通过限制拨叉轴的轴向位移来限制换挡行程。
所述的拨叉轴与拨块之间为刚性连接，所述的拨叉轴通过两个直线轴承，实现其两个线位移自由度和两个角位移自由度的约束，所述的拨块通过拨块底座，实现对拨叉轴与拨块整体第三个角位移自由度的约束，从而实现拨块与拨叉轴只有一个线位移自由度。
所述的台架主体包括主体支架、检修门、缓冲器基座、传感器基座、直线轴承基座、减速器安装板、减速器支撑柱、电机安装盘、电机支撑柱、拨块底座、连接板、防护罩、底板和橡胶减震器。
所述的检修门包括顶部检修门和正面检修门。
所述的装置还包括依次连接的数据采集器，计数器显示屏，两挡机械式自动变速箱控制单元及用于数据计算、分析处理及输出的计算机。
本发明针对无离合器两挡自动变速箱换挡机构，发明了一种无离合器两挡机械式自动变速箱电动换挡机构换挡性能测试台架，用于测试电动换挡机构的控制性能及耐久性能，并通过实时监测换挡力、换挡位移、换挡时间、换挡次数等指标来测试其换挡性能。
与现有技术相比，本发明结构简单，维修方便，便于移动。可以在开发阶段有效测试无离合器两挡机械式自动变速箱电动换挡机构的换挡性能以及换挡耐久性，并验证换挡控制算法。
附图说明
图1为本发明的外部结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明的换挡机构结构示意图；
图4为本发明的电动换挡***结构示意图。
图中：顶部检修门1、主体支架2、防护罩3、防滑调整块4、计数显示器5、正面检修门6、门把手7、合页8、计数传感器9、传感器基座10、缓冲器11、底板12、限位抱箍13、直线轴承基座14、直线位移传感器15、拨块底座16、连接板17、减速器支撑柱18、缓冲器基座19、拉压力传感器20、减速器安装板21、直线轴承22、电机23、电机安装盘24、电机支撑柱25、减速器输入轴26、减速器27、拨叉轴28、拨块29、换挡拨头30、减速器输出轴31。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，包括台架主体以及分别安装在台架主体上的缓冲器11、限位抱箍13、直线轴承22、电机23、减速器27、拨叉轴28、拨块29、换挡拨头30和传感器，所述的拨叉轴28通过直线轴承22后与缓冲器11连接，所述的电机23通过减速器27与换挡拨头30连接，所述的换挡拨头30通过拨块29与拨叉轴28连接，所述的传感器与拨叉轴28连接，用于换挡位移、换挡拨头上换挡力和换挡次数的数据采集。
所述的传感器包括直线位移传感器15，该直线位移传感器15与拨叉轴28之间通过连接板刚性连接，实现对于换挡位移的监测。
所述的传感器包括拉压力传感器20，该拉压力传感器20位于缓冲器11与拨叉轴28之间，实现对换挡拨头上换挡力的实时监测。
所述的传感器包括计数传感器9，该计数传感器9安装在传感器基座9上，实现对于换挡次数的记录。
所述的拨叉轴28两端设有限位抱箍13，该限位抱箍13位于直线轴承22与拉压力传感器20之间，并且位置可调，通过限制拨叉轴的轴向位移来限制换挡行程。
所述的拨叉轴28与拨块29之间为刚性连接，所述的拨叉轴28通过两个直线轴承22，实现其两个线位移自由度和两个角位移自由度的约束，所述的拨块29通过拨块底座16，实现对拨叉轴28与拨块29整体第三个角位移自由度的约束，从而实现拨块与拨叉轴只有一个线位移自由度。
所述的台架主体包括主体支架2、检修门、缓冲器基座19、传感器基座10、直线轴承基座14、减速器安装板21、减速器支撑柱18、电机安装盘24、电机支撑柱25、拨块底座16、连接板17、防护罩3、底板12和橡胶减震器。
所述的检修门包括顶部检修门1和正面检修门6。
所述的装置还包括依次连接的数据采集器，计数器显示屏，两挡机械式自动变速箱控制单元及用于数据计算、分析处理及输出的计算机。
因此本发明两挡自动变速箱换挡机构换挡性能测试台架可以模拟无离合器两挡机械式自动变速箱的换挡过程，并对换挡过程控制策略和换挡电机控制算法进行验证，同时可以实现在换挡过程中对无离合器两挡变速箱换挡力、换挡位移、换挡时间和换挡次数的实时监测，为换挡过程的精确控制奠定基础，基于此台架也可以对换挡机构的耐久性进行测试。有效地解决了在变速箱上测试电动换挡机构性能时所面临的拆装不方便、测试成本高以及传感器布置困难等问题。
如图1、图2和图3所示，TCU决策无刷直流换挡电机转速，无刷直流换挡电机按照制定的控制策略转过一定角度，其带动减速器输入轴转动，减速器输入轴经过减速器带动减速器输出轴转动，减速器输出轴带动拨头转动，拨头与拨块之间高副接触，受拨叉轴及拨块只有一个自由度的限制，拨头的转动转化为拨块与拨叉轴的直线运动。拨叉轴的位移经过位移传感器的采集分别输入至TCU和数据采集器。
如图1、图2和图3所示，当无刷直流换挡电机运转时，无刷直流换挡电机输出转矩经减速器增扭传递至拨头，拨头推动拨块运动，拨块带动拨叉轴运动。同时，缓冲器对拨叉轴的运动产生运动阻力。拉压力传感器位与拨叉轴同轴，并且位于缓冲器与拨叉轴之间，拨块与拨叉轴上的换挡力经拉压力传感器采集输入至数据采集器。
如图1、图2和图3所示，当拨叉轴运动一次，接近开关记录换挡一次，并输入计数器，累计的换挡次数显示在计数器的显示屏上。
如图4所示，TCU、位移传感器、无刷直流换挡电机和电动换挡机构共同构成了换挡闭环控制***。位移传感器与拉压力传感器实时检测换挡拨叉位移与换挡力。
本发明的一种无离合器两挡机械式自动变速箱电动换挡机构换挡性能测试台架实现了对无离合器两挡机械式自动变速箱电动换挡机构换挡性能(主要包含换挡时间、换挡力、换挡位移和换挡次数)的测试，突破了现有测试方法的局限性，能为整个电动换挡机构提供更多有效的测试数据。本发明可以实现对于无刷直流换挡电机性能的有效验证，并且可以通过限位抱箍的位置调整实现换挡行程可调，可以满足不同变速箱不同换挡行程的测试需求，有效的调高了整个测试台架的适用范围。并且通过监测换挡次数，可以对换挡机构的耐久性进行有效的测试。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，其特征在于，包括台架主体以及分别安装在台架主体上的缓冲器(11)、限位抱箍(13)、直线轴承(22)、电机(23)、减速器(27)、拨叉轴(28)、拨块(29)、换挡拨头(30)和传感器，所述的拨叉轴(28)通过直线轴承(22)后与缓冲器(11)连接，所述的电机(23)通过减速器(27)与换挡拨头(30)连接，所述的换挡拨头(30)通过拨块(29)与拨叉轴(28)连接，所述的传感器与拨叉轴(28)连接，用于换挡位移、换挡拨头上换挡力和换挡次数的数据采集。
2.根据权利要求1所述的一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，其特征在于，所述的传感器包括直线位移传感器(15)，该直线位移传感器(15)与拨叉轴(28)之间通过连接板刚性连接，实现对于换挡位移的监测。
3.根据权利要求1所述的一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，其特征在于，所述的传感器包括拉压力传感器(20)，该拉压力传感器(20)位于缓冲器(11)与拨叉轴(28)之间，实现对换挡拨头上换挡力的实时监测。
4.根据权利要求1所述的一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，其特征在于，所述的传感器包括计数传感器(9)，该计数传感器(9)安装在传感器基座(9)上，实现对于换挡次数的记录。
5.根据权利要求3所述的一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，其特征在于，所述的拨叉轴(28)两端设有限位抱箍(13)，该限位抱箍(13)位于直线轴承(22)与拉压力传感器(20)之间，并且位置可调，通过限制拨叉轴的轴向位移来限制换挡行程。
6.根据权利要求1所述的一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，其特征在于，所述的拨叉轴(28)与拨块(29)之间为刚性连接，所述的拨叉轴(28)通过两个直线轴承(22)，实现其两个线位移自由度和两个角位移自由度的约束，所述的拨块(29)通过拨块底座(16)，实现对拨叉轴(28)与拨块(29)整体第三个角位移自由度的约束，从而实现拨块与拨叉轴只有一个线位移自由度。
7.根据权利要求1所述的一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，其特征在于，所述的台架主体包括主体支架(2)、检修门、缓冲器基座(19)、传感器基座(10)、直线轴承基座(14)、减速器安装板(21)、减速器支撑柱(18)、电机安装盘(24)、电机支撑柱(25)、拨块底座(16)、连接板(17)、防护罩(3)、底板(12)和橡胶减震器。
8.根据权利要求7所述的一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，其特征在于，所述的检修门包括顶部检修门(1)和正面检修门(6)。
9.根据权利要求1所述的一种无离合器两挡机械式自动变速箱换挡性能测试装置，其特征在于，所述的装置还包括依次连接的数据采集器，计数器显示屏，两挡机械式自动变速箱控制单元及用于数据计算、分析处理及输出的计算机。
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