CN102692322B - 自动变速箱换档执行机构试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动变速箱换档执行机构试验系统，包括底座、连接于底座的支撑体和连接于支撑体、分别与选换挡执行机构中各个驱动装置相对应的多组试验单元，并且，每一试验单元包括运动轴和位移传感器。其中，运动轴穿插于支撑体中，其一端与驱动装置固定连接；并且，该运动轴位于支撑体和驱动装置之间的加载区连接有弹性结构；所述位移传感器与所述运动轴和所述支撑体固定连接。本发明可以准确检测选换档执行机构试验系统的响应时间、动作行程和力的大小，为选换挡执行机构的设计与优化提供试验依据。

Description

自动变速箱换档执行机构试验系统

技术领域

本发明涉及汽车工业技术领域，尤其涉及一种自动变速箱换档执行机构试验系统。 

背景技术

近年来，汽车工业技术水平迅速发展，人们对汽车驾驶方面的要求不断提高。传统的机械式变速箱已经不能满足要求。自动变速箱以其操纵简单，系统稳定等特点正逐步取代机械变速箱。而换档执行机构作为自动变速箱的核心部件，很大程度上决定了车辆的换挡品质。在开发和测试的过程中一般不宜将换档执行机构直接安装到汽车台架上进行测试，原因有以下几点：一个是台架测试复杂，不便于初期调试；二是初期的控制功能尚不完善，容易导致自动变速箱损坏；三是汽车台架结构复杂，不方便安装各种位移传感器，不易测得时间、行程等关键参数。所以对换档执行机构的台架测试十分不方便。 

虽然，在现有技术中，也有公开过自动变速器档位执行器试验台，用以测试考核AMT自动变速箱档位执行器的换挡能力和电子通讯能力。但是，这种试验台不能准确检测出执行器换挡响应时间、动作行程和力的大小。从而无法实现对换档执行机构的性能评估与验证，以至于不能为选换挡执行机构的设计与优化提供试验依据。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种自动变速箱换档执行机构试验系统，以准确检测换档执行机构试验系统的换挡响应时间、动作行程和力的大小。 

本发明一种自动变速箱换档执行机构试验系统，包括：底座、支撑体和多组试验单元。其中，支撑体连接于所述底座；多组试验单元连接于所述支撑体，分别与选换挡执行机构中各个驱动装置对应连接；并且，每一所述试验单元包括运动轴和位移传感器；所述运动轴穿插于所述支撑体中，其一端与所述选换挡执行机构的一个驱动装置固定连接；并且，该运动轴位于所述支撑体和所述驱动装置之间的部分为加载区，所述加载区连接有弹性元件；所述位移传感器与所述运动轴和所述支撑体固定连接。 

优选地，上述试验系统中，所述位移传感器包括外壳、连接部和位移部；其中，所述外壳与所述支撑体固定连接，所述连接部固定连接于所述加载区，所述位移部的一端与所述连接部固定连接，该位移部另一端插接于所述外壳内。 

优选地，上述试验系统中，所述运动轴中，所述弹性结构为弹簧，并且，所述弹簧套接于所述运动轴的加载区。 

优选地，上述试验系统中，所述运动轴加载区中，位于所述连接部的两侧，分别套接有弹簧。 

优选地，上述试验系统中，所述支撑体包括平行设置的第一支撑板和第二支撑板。 

优选地，上述试验系统中，所述连接部为环形连接块，通过螺栓可拆卸地固定卡接于所述运动轴的加载区。 

优选地，上述试验系统中，所述位移部为铁芯。 

优选地，上述试验系统中，与所述底座相连接的选换挡执行机构安装支板。 

优选地，上述试验系统中，所述选换挡执行机构的驱动装置为：气动装置、液压装置或电动装置。 

本发明以底座为基础，在底座上连接支撑体，并在支撑体上连接多组包含运动轴和位移传感器的试验单元，由于每组试验单元的运动轴和位移传感器与选换挡执行机构中特定的驱动装置固定连接，因此，动力由换档执行机构的驱动装置传递到运动轴上，运动轴克服弹簧结构的弹力进行加载动作；同时，位移传感器的连接部与运动轴同步运动，进而带动固定连接于位移传感器连接部的位移部在位移传感器的外壳内发生位移。根据位移传感器的输出电压进行后续分析处理，得出动作行程和换挡响应时间等表征自动变速箱换档执行机构性能的参数。同时，由于弹性结构的刚度系数已知，可以通过弹性结构的形变量计算出选换挡执行机构中某一的驱动装置动作时的作用力。 

有鉴于此，本发明可以准确检测换档执行机构试验系统的换挡响应时间、动作行程和力的大小；进而，为选换挡执行机构的设计与优化提供试验依据。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明自动变速箱换档执行机构试验系统优选实施例的结构示意图。 

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，并且，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

在对本发明自动变速箱换档执行机构试验系统的实施例进行描述之前，首先对自动变速箱换档执行机构的驱动装置做一个说明：一般而言，换档执行机构可选用气动、液压、电动等驱动方式，比如，若选择气动，则执行机构的驱动装置为气缸；若选择液压驱动，则执行机构的驱动装置为液压缸；若选择电动，则执行机构的驱动装置可以为马达等，本发明不对执行机构的驱动装置的类型做限制。因此，虽然，下述实施例中，自动变速箱换档执行机构的驱动装置为气缸，但这仅仅是本发明的一个实施例的一种应用场合，不应看作是对本发明的限定。 

参照图1，本实施例自动变速箱换档执行机构试验系统包括底座100、连接于底座100上的支撑体和多组试验单元。下面，对支撑体和试验单元分别进行详细说明。 

从图1可以看出，本实施例中的支撑体包括平行设置的第一支撑板210和第二支撑板220，这两个支撑板通过螺栓固定在底座100上，其主要作用是对多组试验单元起支撑作用。 

需要说明的是，在本实施例中，虽然给出的支撑体是由这两个平行设置的支撑板构成的，但是，本发明对支撑体的形状与结构并不做具体限定， 并且，即使采用支撑板，对支撑板的数量也没有要求。该实施例中选择两块，是基于支撑体具有较好的支撑强度和较简单的结构考虑的，显然，三块支撑板也可以实现本发明。也就是说，本领域的技术人员可以预见的、任何能够对试验单元起支撑作用的支撑结构都在本发明的保护范围之内。 

同时，试验单元是本发明自动变速箱换档执行机构试验系统的重要组成部分。本实施例中，每一个试验单元都包括运动轴300和位移传感器，而其中的位移传感器包括外壳410、连接部420和位移部430。下面，对运动轴300和位移传感器的结构做进一步的说明。 

从图1可以看出，运动轴300穿插于第一支撑板210和第二支撑板220组成的支撑体中，运动轴300的一端与选换挡执行机构的一个气缸固定连接；并且，该运动轴300位于第二支撑板220和气缸之间的部分被称为加载区，该加载区连接有弹性结构。 

优选地，从图1可以看出，在该实施例中，弹性结构为弹簧。选择弹簧的优势显而易见，即可以通过测量弹簧310的形变量计算出换档执行机构的气缸动作时的作用力，可以根据弹簧310的弹性系数修改加载强度等。本实施例中的弹簧套接于运动轴300的加载区。弹簧和位移传感器的连接部420与位移传感器通过螺栓联接，记录换档执行机构600的气缸运动过程。弹簧是可以更换的，具体实施时，可以采用圆柱螺旋弹簧，弹簧的刚度系数可以根据实际情况进行选择，所以本实施例对弹簧不做限制。更进一步地，在本实施例中，弹簧是按照下述方式设计的：在位移传感器的连接部420的两边的加载区各套接一个弹簧310，这样设计是保证换档执行机构600的气缸在一进一出两种动作都可以实现加载。 

位移传感器是试验单元的一个重要的组成部分。在位移传感器中，其外壳410与第一支撑板210和第二支撑板220固定连接，连接部420固定连接于运动轴300的加载区，位移部430的一端与连接部420固定连接，该位移部430的另一端插接于外壳410内；并且，本领域的技术人员习知 的是，外壳410中还设置有限位结构（未示出），用于对位移部430进行限位。 

具体地，在本实施例中，位移传感器的位移部430为铁芯，连接部420为环形连接块，通过螺栓可拆卸地固定卡接于运动轴300的加载区。并且，本实施例中选换挡执行机构的气缸沿横梁分布，对应地，位移传感器分为横向传感器，横向位移传感器安装于第一支撑板210和第二支撑板220上。传感器外壳410通过螺母固定于第一支撑板210和第二支撑板220上，作为连接部420的环形连接块通过螺栓安装在运动轴300上，保证与换档执行机构600中的气缸和运动轴300同步运动，用于检测换档执行机构600中气缸的运动位移和运动时间等参数。 

当然，在本实施例中，除了铁芯可以作为位移部外，其他可以用于实现铁芯的功能的结构，也在本发明的保护范围之内，例如，杆状结构。并且，在本实施例中，传感器连接部420采用环形连接块，但事实上，本发明对于连接部420的形状并不做限定，其他形状的连接部也在本发明的保护范围之内。 

一般情况下，在具体实施本发明时，会设置一个安装支板500，换档执行机构600通过螺栓安装于换档执行机构安装支板500上，换档执行机构600的气缸与运动轴300刚性连接，将动力由换档执行机构600的气缸传递到运动轴300上，位于运动轴300传感器连接部420两侧的弹簧310因连接部420运动而受力，实现对换档执行机构600的气缸加载的目的。调节连接部420的位置，可以改变弹簧310的初始状态，达到改变预紧力的目的。 

从上述每一试验单元的结构可以看出，本实施例中的试验单元与选换挡执行机构中的气缸一一对应，也就是说，每一试验单元的目的，是测试选换挡执行机构中特定驱动装置的性能的参数。在本实施例中，这种“一一对应”的检测关系式通过“特定气缸与运动轴300相连接，运动轴300 与连接部420相连接，连接部420与位移部430相连接，位移部430在外壳410中沿轴向运动”来实现的。 

下面再结合图1，对本发明自动变速箱换档执行机构试验系统的实施例的工作原理做进一步的详细说明。 

换档执行机构600在控制系统的控制下进行换挡，每个档位上气缸都对应不同的位置，气缸会带动运动轴300动作，对应的位移传感器会检测到运动轴300的位置，利用信号采集系统或者控制系统采集位移传感器的输出信号，对采集到的信息进行分析是否为正确的档位、整个换挡完成时间等参数。下面，对单独检测换档执行机构600的一个气缸的性能参数的工作原理进行详细说明。 

换档执行机构600的每个气缸的参数直接关系到换挡的品质，所以需要对每个气缸进行单独检测。工作时，换档执行机构在控制系统的作用下打开需要测试的气缸进气阀，气缸进气推动运动轴300克服弹簧310的加载动作，位移传感器会与运动轴300同步运动，用控制系统或者信号采集系统记录位移传感器的输出电压；关闭进气阀打开排气阀，气缸会带动运动轴300运动，运动的快慢可以根据试验的需要改变弹簧310或者动力源。根据位移传感器的输出电压进行后续分析处理，得出时间等参数。与最初设计进行对比，为换档执行机构600的开发提供准确有效的数据。同时，弹簧310的刚度系数已知，可以通过测量弹簧310的形变量计算出换档执行机构的气缸动作时的作用力。 

由此可见，本实施例以底座为基础，在底座上连接由支撑板构成的支撑体，并在支撑体上连接多组包含运动轴和位移传感器的试验单元，由于每组试验单元的运动轴和位移传感器与选换挡执行机构中特定的气缸固定连接，因此，动力由换档执行机构的气缸传递到运动轴上，运动轴克服弹簧结构的弹力进行加载动作；同时，位移传感器的连接部与运动轴同步运动，进而带动固定连接于位移传感器连接部的位移部在位移传感器的外 壳内发生位移。根据位移传感器的输出电压进行后续分析处理，得出动作行程和换挡响应时间等表征自动变速箱换档执行机构性能的参数。同时，由于弹性结构的刚度系数已知，可以通过弹性结构的形变量计算出选换挡执行机构中某一的驱动装置动作时的作用力。 

由上述分析可以看出，相对于现有技术，本实施例具有如下优点： 

第一、本实验系统结构简单，可以简单方便的测得换档执行机构运动响应时间、动作行程和力的大小，可以根据测得的参数对换档执行机构的性能参数进行评估和验证，为选换挡执行机构的设计与优化提供试验依据。 

第二、根据变速箱不同加载的测试方案，可调节试验系统加载弹簧的预紧力，可以在不同预紧力下测试换档执行机构的换挡时间等参数。 

第三、根据变速箱不同换挡行程要求，可分别调节测试的行程，可以在同一个试验系统上完成不同型号的换档执行机构的测试。 

第四、可对负载进行调节，具体地，由于弹簧是可以进行更换的，可按照不同要求更换不同刚度系数的弹簧，可以在不同负载情况下测试换档执行机构的换挡时间等参数。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种自动变速箱换档执行机构试验系统，其特征在于，包括：

底座(100)；

支撑体，连接于所述底座(100)；以及

多组试验单元，连接于所述支撑体，分别与选换挡执行机构中各个驱动装置对应连接；并且，每一所述试验单元包括运动轴(300)和位移传感器；其中

所述运动轴(300)穿插于所述支撑体中，其一端与所述选换挡执行机构的一个驱动装置固定连接；并且，该运动轴(300)位于所述支撑体和所述驱动装置之间的部分为加载区，所述加载区连接有弹性元件；并且

所述位移传感器与所述运动轴和所述支撑体固定连接。

2.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，

所述位移传感器包括外壳(410)、连接部(420)和位移部(430)；其中，所述外壳(410)与所述支撑体固定连接，所述连接部(420)固定连接于所述加载区，所述位移部(430)的一端与所述连接部(420)固定连接，该位移部(430)的另一端插接于所述外壳(410)内。

3.根据权利要求2所述的试验系统，其特征在于，

所述运动轴(300)中，所述弹性元件为弹簧，并且

所述弹簧套接于所述运动轴(300)的加载区。

4.根据权利要求3所述的试验系统，其特征在于，

所述运动轴(300)的加载区中，位于所述连接部(420)的两侧，分别套接有弹簧(310)。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的试验系统，其特征在于，

所述支撑体包括平行设置的第一支撑板(210)和第二支撑板(220)。

6.根据权利要求5所述的试验系统，其特征在于，

所述连接部(420)为环形连接块，通过螺栓可拆卸地固定卡接于所述运动轴(300)的加载区。

7.根据权利要求6所述的试验系统，其特征在于，

所述位移部(430)为铁芯。

8.根据权利要求7所述的试验系统，其特征在于，还包括，

与所述底座(100)相连接的选换挡执行机构安装支板(500)。

9.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，

所述选换挡执行机构的驱动装置为：气动装置、液压装置或电动装置。