CN101487465A - 无级变速器油泵性能检测试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无级变速器油泵性能检测试验装置，用于检测汽车无级变速器油泵在不同工作条件下的性能参数。包括试验工作台、液压部分和控制部分，液压部分与试验工作台管路连接，控制部分与试验工作台和液压部分线路连接，所述的试验工作台具有机架，机架上设置有驱动电机、传动轴和被测油泵，传动轴与被测油泵之间设置有扭矩仪，驱动电机带动传动轴转动，实现被测油泵的转动。本发明采用了机电液相结合的方式，可以检测无级变速器油泵在不同温度、不同转速、不同扭矩以及不同负载压力下的诸如负载流量、泄漏流量和容积效率等主要性能参数，测试精度高，并能按预定的测试方案，实现测试过程的完全自动化。

Description

无级变速器油泵性能检测试验装置

技术领域

本发明涉及一种油泵性能检测试验装置，尤其是一种用于检测汽车无级变速器油泵在不同工作条件下的性能参数的试验装置。

背景技术

国内汽车行业对于无级变速方面的研究一直未取得较大的进步，主要是由于在关键零部件性能要求及测试理论与方法方面，尤其是在极限条件附近的性能及模拟极限工作环境方面一直未有较大突破，对于无级变速关键零部件油泵性能测试主要基于通用性方面，而对于高速、高温及强扭矩力条件下的油泵性能参数的测试难度较大，尤其是测试控制精度及测试的重复性方面很难全面保证，另外由于检测参数较多，存在着测试过程复杂，自动化程度不高，操作人员劳动量较大，手动检测操作的准确度较低等缺点。

发明内容

本发明的目的是：提供一种无级变速器油泵性能检测试验装置，其可按照试验要求对油泵性能进行自动化测试，并且通过优化系统结构及合理选用元器件，保证测试及控制的精度和重复性，并能按照预定测试方案，实现测试过程的完全自动化。

本发明实现其目的所采用的技术方案是：一种无级变速器油泵性能检测试验装置，包括试验工作台、液压部分和控制部分，液压部分与试验工作台管路连接，控制部分与试验工作台和液压部分线路连接，所述的试验工作台具有机架，机架上设置有驱动电机、传动轴和被测油泵，传动轴与被测油泵之间设置有扭矩仪，驱动电机带动传动轴转动，实现被测油泵输入轴的转动。

为减少驱动电机工作带来的振动，所述的驱动电机与传动轴通过皮带传动连接。

为求安装牢固，连接可靠，所述的被测油泵通过油泵安装支座固定在机架上，传动轴通过轴承支座固定在机架上，扭矩仪通过扭矩仪支座固定在机架上，传动轴与扭矩仪相连接，扭矩仪通过联轴器与被测油泵的输入轴相连接。

为实现对被测油泵的油量、油温和油压的控制和调节，所述的液压部分与被测油泵管路连接，液压部分包括主油箱、设于主油箱内的加热器，与主油箱连接的温度传感器、比例溢流阀和流量计。

为求高温条件下的实验稳定，设于主油箱内的加热器具有可检测加热器自身表面温度的传感器，用以控制加热器表面温度，与主油箱连接的温度传感器，用于测试液压油的温度，由此实现对液压油温的双闭环控制。

为了更好地控制被测油泵的工作速度，所述的驱动电机连接有变频器，同时在驱动电机的输出轴端连接有旋转编码器，由此实现对油泵工作速度的双闭环控制。

本发明的有益效果是：本发明采用了机电液相结合的方式，来实现对汽车用无级变速器油泵的性能测试，可以检测无级变速器油泵在不同温度、不同转速、不同扭矩以及不同负载压力下的诸如负载流量、泄漏流量和容积效率等主要性能参数，测试精度高，并能按预定的测试方案，实现测试过程的完全自动化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的液压部分原理图。

图3是本发明的控制部分原理框图。

图4是本发明测试过程的主要流程示意图。

图中1.液压部分  2.控制部分  3.机架  4.驱动电机  5.旋转编码器6.传动轴  7.被测油泵  8.扭矩仪  9.油泵安装支座  10.轴承支座11.扭矩仪支座  12.皮带  13.联轴器  14.防振地垫  15.吸油口滤网16.温度传感器  17.压力传感器  18.压力表  19.比例溢流阀  20.安全压力阀21.流量计  22.主油箱  23.空气过滤器  24.上、下液位继电器  25.加热器26.水冷却器  27.渗漏油箱  28.辅助油泵

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示的一种无级变速器油泵性能检测试验装置，包括试验工作台、液压部分1和控制部分2，液压部分1与试验工作台管路连接，控制部分2与试验工作台和液压部分1线路连接。

试验装置的主体部分试验工作台具有机架3，机架3下部位置设置有驱动电机4，该驱动电机4连接设在控制部分2的变频器，同时在驱动电机4的输出轴端连接有旋转编码器5，旋转编码器5检测到的驱动电机4的转速直接反馈到变频器，与测试所需的转速比较后以调整输出频率，实现对驱动电机4转速的闭环控制，在机架3上分别设有传动轴6和被测油泵7，传动轴6与被测油泵7之间还设置有扭矩仪8，其中被测油泵7通过油泵安装支座9固定在机架3上，传动轴6通过轴承支座10固定在机架3上，扭矩仪8通过扭矩仪支座11固定在机架3上，驱动电机4的输出轴通过皮带12传动与传动轴6的输入端相连接，为满足测试速度要求，该皮带12传动为增速传动，同时采用皮带12传动可减少由于驱动电机4运转产生的振动对被测油泵7的影响，传动轴6与扭矩仪8相连接，然后扭矩仪8通过联轴器13与被测油泵7的输入轴相连接，这样传动轴6的转速也即是被测油泵7的实际工作转速，通过与传动轴6连接的扭矩仪8，能测试出被测油泵7工作状态时的扭矩及实际工作转速，机架3与安装地面之间设置有防振地垫14，可避免刚性接触带来的振动。

为实现对被测油泵7的油量、油温和油压的控制和调节，被测油泵7与液压部分1管路连接。

如图2所示的是无级变速器油泵性能检测试验装置的液压原理图，被测油泵7由驱动电机4带动，并通过扭矩仪8测量转速及扭矩，被测油泵7输入的液压油由高密度的吸油口滤网15过滤，保证无杂质进入液压系统，损坏精密元器件，被测油泵7输出的液压油的温度及压力由温度传感器16及压力传感器17检测并送入控制部分2的计算机控制系统，同时有压力表18直接数值显示，便于自动测试过程中操作人员观察。高精度的比例溢流阀19根据压力传感器17的数值动态调节被测油泵7的负载压力，比例溢流阀19的控制由计算机控制系统的PLC输出电流信号通过阀体控制器实现，安全压力阀20在系统压力超限后，流量计21测试稳定的被测油泵7在特定负载压力下的流量信号，并输入计算机控制系统。液压油进入主油箱22，通过空气过滤器23能保证系统液压油无杂质进入，主油箱22的箱体外表面有液位指示标识，同时有上、下液位继电器24，低于或者高于设定液位即输出报警信号；设于主油箱22内的加热器25具有可检测加热器自身表面温度的传感器，用以控制加热器25表面温度，实时监测其表面温度，防止表面温度超过试验用油的燃点后油变质，与主油箱22连接的温度传感器16，用于测试液压油的温度，通过与设定温度对比，由控制部分2的PLC输出电流信号控制智能晶闸管实现对实验油温的双闭环控制；主油箱22具有电磁水阀控制的水冷却器26，当试验中液压油温度过高而不符合要求需要冷却时，控制部分2的PLC输出开关量信号，常闭的电磁水阀打开，水通过冷却管道对试验液压油进行冷却。被测油泵7的渗漏油通过专用孔接入软管，并通过流量计21测量渗漏量，信号接入计算机系统，渗漏油流入渗漏油箱27，渗漏油箱27有上、下液位继电器24，当渗漏油箱27内油位超过设定油位时，由PLC输出开关量信号，启动渗漏油箱27所配的辅助油泵28的电机，经辅助油泵28将液压油抽入主油箱22，当渗漏油箱27液压油液位低于设定值后辅助油泵28停止运转。

如图3所示的是本发明的控制部分2原理框图，箭头代表了信号传输的方向，同一虚线框内代表了同一类型的信号或相同控制方式的单元，计算机控制系统有人机交换接口、性能检测程序和智能通讯卡，性能检测程序包含各类子程序，负责试验过程的智能控制与试验数据的预处理及记录，通讯模块与PLC通讯模块相连接，起信号传输的作用，计算机控制系统有市电供电和不间断电源，以保证系统掉电后人际交换通畅。根据程序设定，被测油泵7在不同的温度条件下有不同的负载档位，在不同负载下有不同的转速，以逻辑顺序完成相应的控制，PLC模拟量输出模块根据设定的温度以及模拟量输入模块检测到的加热器25表面温度，输出相应的电流信号，通过智能晶闸管控制加热器25工作，并当温度到达设定值后，由PLC模拟量输出模块输出电流信号通过溢流阀控制器控制比例溢流阀19，以达到设定的某一负载压力，然后PLC通过变频器控制驱动电机4，通过驱动电机4带动被测油泵7运转工作，驱动电机4的转速按照从小到大依次实现，到达某一设定值后，程序综合检测所有控制参数，符合设定条件后记录所有参数，其中检测的模拟量信号有被测油泵7的工作压力、进口压力、主油箱22温度、被测油泵7输出口温度以及加热器25表面温度；高速计数模块检测的脉冲信号有被测油泵7的输出流量、渗漏流量、扭矩仪8检测的工作扭矩信号以及工作速度信号；PLC检测的开关量信号主要有主油箱22和渗漏油箱27的上、下液位继电器24、吸油口滤网15堵塞报警信号以及安全压力阀20信号等；PLC输出的开关量控制信号主要有检测到渗漏油箱27油位过限后启动或停止辅助油泵28，冷却水阀的控制信号，各种信号过限后的积极保护以及声光报警信号。

图4是本发明测试过程的主要工作流程示意图。在试验项目设定方面主要包括温度设定、负载压力设定及被测油泵7转速的设定，每个控制量参数按照从小到大依次达到，并且依次按照温度、负载压力、电机转速的顺序控制相应的执行单元，条件满足后记录各类参数，并适时检测系统的运行状态，直到控制状态达到设定的最高温度条件下最大负载压力及油泵最高转速，记录下所有的参数，完成测试工作，并声光报警提示。

本发明所述的试验装置进行自动化测试的工作流程为：

(1)测试人员安装好被测试油泵7，检查并试运行试验装置；

(2)打开控制程序逐次设定测试环境，如不同的温度、不同的油泵转速以及不同的负载压力等。

(3)完成设定后，驱动电机4上电，开始测试，整个测试过程项目多，自动测试遵循从低温到高温，从低速到高速，负载压力从低压到高压的逻辑顺序逐级自动进行。

(4)项目测试完成，输出声光信号提示，并智能掉电保护。

(5)取出数据分析，手动掉电，完成测试，卸载被测油泵7。

Claims (6)

1.一种无级变速器油泵性能检测试验装置，其特征是：包括试验工作台、液压部分(1)和控制部分(2)，液压部分(1)与试验工作台管路连接，控制部分(2)与试验工作台和液压部分(1)线路连接，所述的试验工作台具有机架(3)，机架(3)上设置有驱动电机(4)、传动轴(6)和被测油泵(7)，传动轴(6)与被测油泵(7)之间设置有扭矩仪(8)，驱动电机(4)带动传动轴(6)转动，实现被测油泵(7)输入轴的转动。

2.根据权利要求1所述的无级变速器油泵性能检测试验装置，其特征是：所述的驱动电机(4)与传动轴(6)通过皮带(12)传动连接。

3.根据权利要求1所述的无级变速器油泵性能检测试验装置，其特征是：所述的被测油泵(7)通过油泵安装支座(9)固定在机架(3)上，传动轴(6)通过轴承支座(10)固定在机架(3)上，扭矩仪(8)通过扭矩仪支座(11)固定在机架(3)上，传动轴(6)与扭矩仪(8)相连接，扭矩仪(8)通过联轴器(13)与被测油泵(7)的输入轴相连接。

4.根据权利要求1所述的无级变速器油泵性能检测试验装置，其特征是：所述的液压部分(1)与被测油泵(7)管路连接，液压部分(1)包括主油箱(22)、设于主油箱(22)内的加热器(25)，与主油箱(22)连接的温度传感器(16)、比例溢流阀(19)和流量计(21)，以实现对被测油泵(7)的油量、油温和油压的控制和调节。

5.根据权利要求4所述的无级变速器油泵性能检测试验装置，其特征是：所述的加热器(25)具有可检测加热器(25)自身表面温度的传感器。

6.根据权利要求1所述的无级变速器油泵性能检测试验装置，其特征是：所述的驱动电机(4)连接有变频器，驱动电机(4)的输出轴端连接有旋转编码器(5)。

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