CN108132147A - 一种汽车离合器试验台及飞轮转动惯量的电模拟补偿方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车离合器试验台，由机座(1)，主电机(2)，联轴器(3)，轴承座(4)，飞轮组(5)，分离气缸(6)，分离轴承(7)，和滑台总成(8)组成。滑台总成(8)在移动机构(17)推拉下可前后移动并固定。滑台总成(8)、由滑台座(9)、扭矩测量盘(10)、对偶盘(11)、对偶盘轴(12)、压紧力传感器(13)、调整座(14)、试件离合器盖总成(15)、试件从动盘(16)和滑台移动机构(17)组成。一种汽车离合器试验台飞轮转动惯量的电模拟补偿方法采用变频电机和电模拟补偿方式使飞轮惯量组合实现无级组合，可以精确给出试验惯量；对从动盘的压紧力可在该试验台上调整，并由力传感器实时测量。
Description
技术领域：
本发明专利涉及一种汽车离合器试验台，属于汽车和摩擦材料技术领域。
背景技术：
现有用于完成《汽车干摩擦式离合器总成台架试验方法》(QC/T27-2014) 标准规定的测试项目的试验台，以制动方式主要完成下列测试：
301离合器摩擦片常规测试项目；
304 VW-TL103大众公司技术标准试验；
3015低能量(6.9kJ)试验；
337中能量(36kJ)试验；
3103高能量(50kJ)试验；
3101热衰退试验；
现有离合器试验台采用飞轮组储存能量，然后由被试制动器对飞轮组制动完成各项测试。
现有离合器试验台的缺点是；
1.飞轮组的飞轮惯量配置是有级的，不能精确组合出所需的惯量，不得不改变转速获得所需的能量。而转速直接影响摩擦线速度进而影响摩擦磨损，影响测试结果。
2.离合器试验台要得到的测试结果中，最重要的是摩擦系数μ，μ值由下式计算得出；
式中；
T---测得的制动力矩
N---对从动盘的压紧力
r---摩擦半径
由于N是由离合器盖总成上的碟形弹簧产生的，所以在试验前，必须用另一台专用设备测量出离合器盖总成的压紧力，很不方便。另一方面，碟簧的压紧力是会变化的。严重影响了测试精度。
发明内容：
本发明针对现有技术的缺点，提出一种新型的汽车离合器试验台及飞轮转动惯量的电模拟补偿方法。
结合附图，说明如下：
一种汽车离合器试验台，在机座1上表面上，顺序沿同一轴线安装有主电机2，联轴器3，轴承座4，飞轮组5，分离气缸6，分离轴承7和滑台总成8，其特征在于：所述滑台总成8在移动机构17推拉下可前后移动并固定；
所述滑台总成8由滑台座9、扭矩测量盘10、对偶盘11、对偶盘轴12、压紧力传感器13、调整座14、试件离合器盖总成15、试件从动盘16组成；
所述试件离合器盖总成15固装在扭矩测量盘10上，扭矩测量盘10的空心轴与轴承座9转动连接；在扭矩测量盘10的空心轴内，装有对偶盘11的对偶轴12，对偶轴12可轴线移动；对偶盘11的外圆周上等分装有三个滚轮22，滚轮22与扭矩测量盘10上的槽配合并只能轴向移动；在试件离合器盖总成15与对偶盘11中间装有被试从动盘16，盖总成15和对偶盘11对从动盘16产生的压紧力可借助调整座14调整；对偶盘轴12的后端装有压紧力传感器13。
所述的主电机(2，)是变频调速电机。
所述扭矩测量盘10上固定有测力臂19，测力臂19的端部装有固定在滑台座9上的力矩测量传感器20。
一种汽车离合器试验台及飞轮转动惯量的电模拟补偿方法，包括以下步骤：
步骤一：测量制动力矩TB，TB为扭矩测量盘测得的力矩值；
步骤二：计算力矩TB作用下模拟惯量应有的减速度dω/dt
步骤三：比较实际减速度(dω/dt)’与步骤二中计算的减速度；
步骤四：控制电机施加力矩使实际减速度与计算减速度相等，即dω/dt＝(dω/dt)’。
本发明(发明)的有益效果是：采用变频电机和电模拟补偿方式使飞轮惯量组合实现无级组合，可以精确给出试验惯量；对从动盘的压紧力可在该试验台上调整，并由力传感器实时测量，而不必将离合器拆下在专有的试验台上进行压紧力调整。
附图说明
图1是一种汽车离合器试验台主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的H向视图；
图4是图1的K向视图；
图5是图1的J向视图；
图6是滑台总成8的主视图；
图7是图6的俯视图；
图8是图6的左视图；
图9是图6的右视图；
图10为飞轮转动惯量的电模拟补偿方法流程框图。
其中：1、机座 2、主电机 3、联轴器 4、轴承座 5、飞轮组 6、分离气缸7、分离轴承 8、滑台总成 9、滑台座 10、扭矩测量盘 11、对偶盘 12、对偶盘轴13、压紧力传感器 14、调整座 15、试件离合器盖总成 16、试件从动盘 17、滑台移动机构 18、滚动轴承 19、测力臂 20、力矩测量传感器 21、直线轴承 22、滚轮
具体实施方式如下：
一种汽车离合器试验台，在机座1上表面上，顺序沿同一轴线安装有主电机2，联轴器3，轴承座4，飞轮组5，分离气缸6，分离轴承7和滑台总成8，其特征在于：所述滑台总成8在移动机构17推拉下可前后移动并固定；
所述滑台总成8由滑台座9、扭矩测量盘10、对偶盘11、对偶盘轴12、压紧力传感器13、调整座14、试件离合器盖总成15、试件从动盘16组成；
所述扭矩测量盘10的空心轴借助滚动轴承18安装在轴承座9上，可以自由旋转；扭矩测量盘10上固定有测力臂19，测力臂19的端部装有固定在滑台座9上的力矩测量传感器20；在扭矩测量盘10的空心轴内，装有对偶盘11的对偶轴12，对偶盘轴12支承在直线轴承21上，对偶盘轴12借助直线轴承21可轴线移动；对偶盘11的外圆周上等分装有三个滚轮22，滚轮22与扭矩测量盘10上的槽配合并只能轴向移动；对偶盘轴12的后端装有压紧力传感器13；
实际测试时，被试离合器盖总成15装在扭矩测量盘10上，在盖总成15与对偶盘11中间装有被试从动盘16，盖总成15和对偶盘11对从动盘16产生的压紧力可借助调整座 14调整，压紧力的大小由压紧力传感器13测量。
试验台的工作过程基于能量守恒的原理，被试离合器以制动的方式，吸收飞轮组及主轴上所有旋转件储存的动能。当飞轮组储存的能量与试验要求的能量有差异时，主电机在计算机***的控制下输出驱动或制动扭矩，确保被试制动器上吸收的制动能量等于试验要求的能量。
主电机2是变频调速电机，与变频器组成控制***，按图10控制实现转动惯量的电模拟补偿。
用主电机模拟部分机械惯量的原理如下：
机械模拟是利用惯性飞轮的转动储存动能为制动器加载，制动力矩与飞轮惯量、转速的关系可表达为：
或
式中：
TB---制动力矩；
ε---飞轮角减速度；
I----飞轮惯量；
ω0---飞轮初始角速度
ωt---飞轮在制动t时刻角速度；
---飞轮瞬时减速度；
由上式可知，当惯量I一定时，制动减速度仅与制动力矩有关。因此，惯性制动试验的实质就是测试惯性***的减速度特性，进而模拟汽车制动减速。这里惯量I的存在是为了储存动能。如果用电机不断输出能量代替飞轮储存动能，而保持制动力矩TB与减速度的关系不变，则称为电模拟。电模拟过程可表达为：
式中；
TB---制动力矩；
TM---电机在制动器制动时输出的力矩；
I0---***机械惯量；
ε---***角减速度(机械模拟的飞轮减速度)；
---***瞬时减速度；
将式(1)代入式(2)可得:
式中I---被模拟惯量，其数值同机械模拟惯量相同。
式(3)中I和I0均为已知，因此，所谓电模拟就是通过控制电机的输出力矩TM使被试制动器具有同机械模拟***相同的减速度在机械模拟***关系式(1)的中， TB为制动力矩，是测量值，I为被模拟惯量，均为已知。因此，也就已知，可作为控制量。再看式
可说明在电模拟***中，电机输出力矩TM与的关系：
当I＝I0时，即模拟惯量等于***机械惯量，即为机械模拟***，电机不输出力矩；
当I＜I0时，TM为负值，即电机输出制动力矩，力矩方向与旋转方向相反；
当I＞I0时，TM为正值，即电机输出驱动力矩，力矩方向与旋转方向相同。
实际减速度可通过测量微小时间间隔内的角速度变化得到，即
式中ωt2---t2时刻角速度；
ωt1---t1时刻角速度；
Δt---角速度采样时间间隔。
Claims (4)
1.一种汽车离合器试验台，在机座(1)上表面上，顺序沿同一轴线安装有主电机(2)，联轴器(3)，轴承座(4)，飞轮组(5)，分离气缸(6)，分离轴承(7)和滑台总成(8)，其特征在于：所述滑台总成(8)在移动机构(17)推拉下可前后移动并固定；
所述滑台总成(8)由滑台座(9)、扭矩测量盘(10)、对偶盘(11)、对偶盘轴(12)、压紧力传感器(13)、调整座(14)、试件离合器盖总成(15)、试件从动盘(16)组成；
所述试件离合器盖总成(15)固装在扭矩测量盘(10)上，扭矩测量盘(10)的空心轴与轴承座(9)转动连接；在扭矩测量盘(10)的空心轴内，装有对偶盘(11)的对偶轴(12)，对偶轴(12)可轴线移动；对偶盘(11)的外圆周上等分装有三个滚轮(22)，滚轮(22)与扭矩测量盘(10)上的槽配合并只能轴向移动；在试件离合器盖总成(15)与对偶盘(11)中间装有被试从动盘(16)，盖总成(15)和对偶盘(11)对从动盘(16)产生的压紧力可借助调整座(14)调整；对偶盘轴(12)的后端装有压紧力传感器(13)。
2.根据权利要求1所述的一种汽车离合器试验台，其特征在于：所述的主电机(2)是变频调速电机。
3.根据权利要求1所述的一种汽车离合器试验台，其特征在于：所述扭矩测量盘(10)上固定有测力臂(19)，测力臂(19)的端部装有固定在滑台座(9)上的力矩测量传感器(20)。
4.一种汽车离合器试验台及飞轮转动惯量的电模拟补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：测量制动力矩TB，TB为扭矩测量盘测得的力矩值；
步骤二：计算力矩TB作用下模拟惯量应有的减速度dω/dt
步骤三：比较实际减速度(dω/dt)’与步骤二中计算的减速度；
步骤四：控制电机施加力矩使实际减速度与计算减速度相等，即dω/dt＝(dω/dt)’。
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Application publication date: 20180608 |