CN112393869B - 一种乘用车变速箱冲击试验装置及其试验方法 - Google Patents
一种乘用车变速箱冲击试验装置及其试验方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种乘用车变速箱冲击试验装置及其试验方法,该乘用车变速箱冲击试验装置,包括用于固定待检测乘用车变速箱的支撑装置,与待检测乘用车变速箱一输入端直接连接的一驱动机构,与待检测乘用车变速箱两输出端分别相连的制动机构,与制动机构连接的液压加载装置;驱动机构包括依次连接的驱动电机、电磁离合器、惯性飞轮箱、输入传动轴,惯性飞轮箱的输出轴上安装有输入端扭矩转速传感器;制动机构包括依次连接的输出传动轴、输出端扭矩转速传感器、中间支撑、制动装置。本发明能科学的模拟在整车工况下变速箱受到的瞬间冲击工况,可以在特别短的时间内完成一次冲击试验过程,且冲击扭矩、冲击模拟惯量及冲击试验转速可调。
Description
技术领域
本发明涉及一种乘用车变速箱冲击试验装置及其试验方法,主要用于模拟乘用车变速箱实车工况下遇到的冲击工况进行变速箱冲击试验。
背景技术
在整车行驶工况下,由低附着系数路面转高附着系数路面以及紧急制动时,由于车轮端快速制动,而变速箱输入端自身有部分惯量或输入端动力还未来得及切断,导致变速箱内部齿轮、轴系等均会产生较大的瞬时冲击,严重的会造成变速箱齿轮断齿和轴系断裂;常规试验台不能科学地模拟整车工况下变速箱受到的瞬间冲击工况,试验方法要求试验冲击在特别短的时间内完成(一般冲击过程在(0.1~0.2)s内完成),且冲击扭矩、冲击模拟惯量及冲击试验转速要求可调,因此试验难度较大,国内目前没有相关的试验台。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种乘用车变速箱冲击试验装置,能科学的模拟乘用车变速箱在整车上的运行工况,具有结构简单、布局紧凑、设计合理、可靠性高的优点。
本发明另一目的是提供一种乘用车变速箱冲击试验方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种乘用车变速箱冲击试验装置,包括用于固定待检测乘用车变速箱的支撑装置,与待检测乘用车变速箱一输入端直接连接的一驱动机构,与待检测乘用车变速箱两输出端分别相连的制动机构,与制动机构连接的液压加载装置;所述驱动机构包括依次连接的驱动电机、电磁离合器、惯性飞轮箱、输入传动轴,所述惯性飞轮箱的输出轴上安装有输入端扭矩转速传感器;所述制动机构包括依次连接的输出传动轴、输出端扭矩转速传感器、中间支撑、制动装置,所述制动装置为一个制动盘配合两套制动卡钳,所述制动卡钳固定于中间支撑上;所述制动装置包括与待检测乘用车变速箱左侧输出端相连的左制动装置,与待检测乘用车变速箱右输出端相连的右制动装置。且单侧包含有一个制动盘,两个制动卡钳,以便获得更大的制动力矩,使样品情况更贴近实车工况。所述制动盘与制动卡钳均为实车装配用制动器。
还包括用于采集输入端扭矩转速传感器、输出端扭矩转速传感器扭矩和转速信号的数据采集***,还包括用于控制驱动电机、数据采集***、电磁离合器、液压加载***工作的电气控制***。液压加载装置内置有液压泵可以快速建立液压压力输出,且输出压力大小值及压力建立时间可以调节。
所述惯性飞轮箱里包括有不同惯量的惯性飞轮,可以根据不同的样品参数选取合适的惯量进行搭配。
所述支撑装置为安装支架,安装支架固定于地面上。每次试验,驱动机构仅与待检测乘用车变速箱一输入端连接。
一种乘用车变速箱冲击试验方法,包括以下步骤:
1)、根据待检测乘用车变速箱输入端转动惯量设计值来配置惯性飞轮箱合适的惯量飞轮;
2)、电气控制***控制驱动电机驱动待检测乘用车变速箱运转至待检测乘用车变速箱输入试验转速达到试验条件要求的设定值;
3)、电气控制***依次控制:电磁离合器由闭合状态切换为断开状态,液压加载***来使待检测乘用车变速箱两输出端的制动卡钳分别与制动盘制动,从而模拟实车工况下待检测乘用车变速箱受到的冲击状态;
4)、电气控制***分析待检测乘用车变速箱输入端或输出端的最大扭矩值a和扭矩的响应时间t是否达到了试验条件要求的设定值,若达到试验条件要求的设定值,冲击试验单次循环试验结束,若未达到试验条件要求的设定值,进入步骤5);
5)、电气控制***调整液压加载***的输出压力和加载速率,重复进行步骤2)、3)、4)至电气控制***判断待检测乘用车变速箱输入端或输出端的最大扭矩值a和扭矩的响应时间t达到了试验条件要求的设定值,冲击试验单次循环试验结束;
6)试验中,若待检测乘用车变速箱两输出端的转速数据不相等而产生差速,进入步骤7);
7)、电气控制***调整液压加载***的输出至左/右制动装置的加载压力和加载速率,重复进行步骤2)、3)、4),至电气控制***监测待检测乘用车变速箱两输出端的转速数据实时相等。
由于本发明中待检测乘用车变速箱完全模拟实车工况且在实际试验时,高速运转快速停止,这些动能不能完全释放,由于待检测乘用车变速箱内部本身有齿侧间隙且轴系有一定的弹性,因此会反向反弹,多次反弹能量衰减,最终停下来,导致待检测乘用车变速箱输入端会产生快速的双向交变冲击震荡。为避免放大震荡效果导致试验不准确,本发明中待检测乘用车变速箱输入端直接连接根据待检测乘用车变速箱输入端转动惯量设计值来配置惯性飞轮箱合适的惯量飞轮。乘用车变速箱输入端一般是发动机或电机,惯量一般均较小,一般在1kgm2以下。本发明中惯量参数可准确设定更科学地符合实车情况,输入端无中间环节,能实现要求的“试验方法要求试验冲击在特别短的时间内完成(一般冲击过程在(0.1~0.2)s内完成)”要求。本发明惯性飞轮箱与待检测乘用车变速箱是刚性连接,只会模拟样品的实车工况情况产生正常的正反方向交变冲击震荡,不会产生非正常的震荡,因此避免放大震荡效果。同时,本发明待检测乘用车变速箱的两个输出端分别安装有双卡钳和单制动盘的方式,这种结构方式可以将制动扭矩增大一倍,作用是可以同时配合样品输入端扭矩和响应时间要求(在(0.1~0.2)s内)来实现两个输出端快速制动。
本发明能科学的模拟在整车工况下变速箱受到的瞬间冲击工况,可以在特别短的时间内完成(一般冲击过程在(0.1~0.2)s内完成)一次冲击试验过程,且冲击扭矩、冲击模拟惯量及冲击试验转速可以调节。本发明可以模拟乘用车在特殊工况下变速箱所受到的冲击,达到整车工况考察乘用车变速箱总成性能和耐久的目的。本发明测试方法有惯量匹配、开始试验条件判断、扭矩要求值和扭矩响应时间等调整方法,测量的数据是科学并符合实车工况要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是待检测乘用车变速箱输入/出端扭矩A随时间T的变化曲线;
图中:1、驱动电机,2、电磁离合器,3、惯性飞轮箱,4、输入扭矩转速传感器,5、输入传动轴,6、待检测乘用车变速箱,7、安装支架,8、左侧输出传动轴,9、左侧输出端扭矩转速传感器,10、左侧中间支撑,11、制动卡钳一,12、制动盘一,13、制动卡钳二,14、右侧输出传动轴,15、右侧输出端扭矩转速传感器,16、数据采集***,17、右侧中间支撑,18、制动卡钳三,19、制动盘二,20、制动卡钳四,21、液压加载***,22、电气控制***。
具体实施方式
如图1所示,待检测乘用车变速箱6固定在安装支架7上。驱动电机1经电磁离合器2与惯性飞轮箱3相连,惯性飞轮箱3输出端连接有输入扭矩转速传感器4,再通过输入传动轴5与待检测乘用车变速箱6输入端连接。与乘用车变速箱试验样品输入端连接的驱动机构与样品直接连接,中间无过渡齿轮箱。
待检测乘用车变速箱6的左侧输出端口依次经过左输出传动轴8、左侧输出扭矩转速传感器9与左侧中间支撑10的右端口连接。左侧中间支撑10的左输出端口连接制动盘一12,制动卡钳一11及制动卡钳二13通过自身的安装孔固定在左侧中间支撑10的外壳体上,制动卡钳一11及制动卡钳二13分别通过自身的制动衬块与制动盘一12的工作面摩擦接触。
待检测乘用车变速箱6的右侧输出端口依次经过右输出传动轴14、右侧输出扭矩转速传感器15与右侧中间支撑17的左端口连接。右侧中间支撑17的右输出端口连接制动盘二19,制动卡钳三18及制动卡钳四20通过自身的安装孔固定在右侧中间支撑17的外壳体上,制动卡钳三18及制动卡钳四20分别通过自身的制动衬块与制动盘二19的工作面摩擦接触。
输入扭矩转速传感器4、左侧输出扭矩转速传感器9、右侧输出扭矩转速传感器15输出的转速和扭矩信号均传输到数据采集***16。制动卡钳一11、制动卡钳成二13、制动卡钳三18、制动卡钳四20均与液压加载***21连接。驱动电机1、数据采集***16、液压加载***21均与电气控制***22连接。试验前,根据乘用车变速箱试验样品6输入端转动惯量设计值来配置惯性飞轮箱3合适的惯量飞轮。电气控制***22根据数据采集***16采集的输入扭矩转速传感器4转速值来判断待检测乘用车变速箱6输入试验转速是否达到了试验条件要求的设定值,若达到试验条件要求的设定值,电气控制***22依次控制电磁离合器2由闭合状态切换为断开状态,控制液压加载***21来使制动卡钳一11、制动卡钳二13、制动卡钳三18、制动卡钳四20分别与制动盘一12及制动盘二19快速制动,从而模拟实车工况下待检测乘用车变速箱6受到的冲击状态。液压加载***内置有液压泵可以快速建立液压压力并输出,且输出压力大小值及压力建立时间均可以调节。试验过程中若数据采集***16采集的扭矩要求值和扭矩响应时间不满足,通过调整液压加载***21的输出压力和加载速率来实现。试验过程中必须监测待检测乘用车变速箱6左侧输出扭矩转速传感器9和右侧输出扭矩转速传感器15的输出转速实时相等,确保待检测乘用车变速箱6左右输出端不差速。利用液压加载***21调整输出到待检测乘用车变速箱6左、右输出端制动机构的压力的差值,使待检测乘用车变速箱6左侧输出扭矩转速传感器9和右侧输出扭矩转速传感器15的输出转速逐渐接近最终相等,来实现不差速。左右输出差速会导致输入端或输出端的最大扭矩值达不到试验条件要求,同时会损坏待检测乘用车变速箱6内部结构。
图2为待检测乘用车变速箱6输入/出端扭矩A随时间T的变化曲线,扭矩的响应时间t是制动后待检测乘用车变速箱6输入/出端扭矩为0时刻至第一次测到的扭矩最大值为a时刻的时间,响应时间t应该在(0.1-0.2)s之间。
Claims (4)
1.一种乘用车变速箱冲击试验装置,其特征在于:包括用于固定待检测乘用车变速箱(6)的支撑装置,与待检测乘用车变速箱(6)一输入端直接连接的一驱动机构,与待检测乘用车变速箱两输出端分别相连的制动机构,与制动机构连接的液压加载装置;所述驱动机构包括依次连接的驱动电机(1)、电磁离合器(2)、惯性飞轮箱(3)、输入传动轴(5),所述惯性飞轮箱(3)的输出轴上安装有输入扭矩转速传感器(4);惯性飞轮箱(3)与待检测乘用车变速箱(6)是刚性连接;所述驱动电机(1)经电磁离合器(2)与惯性飞轮箱(3)相连,惯性飞轮箱(3)输出端连接有输入扭矩转速传感器(4),再通过输入传动轴(5)与待检测乘用车变速箱(6)输入端连接;所述制动机构包括依次连接的输出传动轴、输出端扭矩转速传感器、中间支撑、制动装置,所述制动装置为一个制动盘配合两套制动卡钳,所述制动卡钳固定于中间支撑上;所述制动装置包括与待检测乘用车变速箱左侧输出端相连的左制动装置,与待检测乘用车变速箱右输出端相连的右制动装置;
所述左制动装置包括制动盘一(12)、制动卡钳一(11)、制动卡钳二(13);所述右制动装置包括制动盘二(19)、制动卡钳三(18)、制动卡钳四(20);
所述中间支撑包括左侧中间支撑(10)、右侧中间支撑(17);待检测乘用车变速箱(6)的左侧输出端口依次经过左输出传动轴(8)、左侧输出扭矩转速传感器(9)与左侧中间支撑(10)的右端口连接;左侧中间支撑(10)的左输出端口连接制动盘一(12),制动卡钳一(11)及制动卡钳二(13)固定在左侧中间支撑(10)的外壳体上,制动卡钳一(11)及制动卡钳二(13)分别通过自身的制动衬块与制动盘一(12)的工作面摩擦接触;待检测乘用车变速箱(6)的右侧输出端口依次经过右输出传动轴(14)、右侧输出扭矩转速传感器(15)与右侧中间支撑(17)的左端口连接;右侧中间支撑(17)的右输出端口连接制动盘二(19),制动卡钳三(18)及制动卡钳四(20)固定在右侧中间支撑(17)的外壳体上,制动卡钳三(18)及制动卡钳四(20)分别通过自身的制动衬块与制动盘二(19)的工作面摩擦接触;
还包括用于采集输入扭矩转速传感器(4)、输出端扭矩转速传感器扭矩和转速信号的数据采集***(16),输入扭矩转速传感器(4)、左侧输出扭矩转速传感器(9)、右侧输出扭矩转速传感器(15)输出的转速和扭矩信号均传输到数据采集***(16);制动卡钳一(11)、制动卡钳二(13)、制动卡钳三(18)、制动卡钳四(20)均与液压加载***(21)连接;还包括用于控制驱动电机(1)、数据采集***(16)、电磁离合器(2)、液压加载***(21)工作的电气控制***(22)。
2.根据权利要求1所述的乘用车变速箱冲击试验装置,其特征在于:所述惯性飞轮箱里包括有不同惯量的惯性飞轮。
3.根据权利要求1所述的乘用车变速箱冲击试验装置,其特征在于:所述支撑装置为安装支架(7),安装支架(7)固定于地面上。
4.一种采用如权利要求1-3任一权利要求所述的乘用车变速箱冲击试验装置进行乘用车变速箱冲击试验方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)、根据待检测乘用车变速箱(6)输入端转动惯量设计值来配置惯性飞轮箱(3)合适的惯量飞轮;
2)、电气控制***(22)控制驱动电机(1)驱动待检测乘用车变速箱(6)运转至待检测乘用车变速箱(6)输入试验转速达到试验条件要求的设定值;
3)、电气控制***(22)依次控制:电磁离合器(2)由闭合状态切换为断开状态,液压加载***(21)来使待检测乘用车变速箱(6)两输出端的制动卡钳分别与制动盘制动,从而模拟实车工况下待检测乘用车变速箱(6)受到的冲击状态;
4)、电气控制***(22)分析待检测乘用车变速箱(6)输入端或输出端的最大扭矩值a和扭矩的响应时间t是否达到了试验条件要求的设定值,若达到试验条件要求的设定值,冲击试验单次循环试验结束,若未达到试验条件要求的设定值,进入步骤5);
5)、电气控制***(22)调整液压加载***(21)的输出压力和加载速率,重复进行步骤2)、3)、4)至电气控制***(22)判断待检测乘用车变速箱(6)输入端或输出端的最大扭矩值a和扭矩的响应时间t达到了试验条件要求的设定值,冲击试验单次循环试验结束;
6)试验中,若待检测乘用车变速箱(6)两输出端的转速数据不相等而产生差速,进入步骤7);
7)、电气控制***(22)调整液压加载***(21)的输出至左/右制动装置的加载压力和加载速率,重复进行步骤2)、3)、4),至电气控制***(22)监测待检测乘用车变速箱(6)两输出端的转速数据实时相等。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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