CN102706558A - 自动变速箱测试试验台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动变速箱测试试验台,包括驱动系统、阻力系统和第一测控系统。其中,驱动系统的动力输出端与第一自动变速箱相连接,所述第一自动变速箱为待测综合性能的自动变速箱;阻力系统的阻力输出端与所述第一自动变速箱同轴安装,用于对所述第一自动变速箱施加第二扭矩,并且,所述第二扭矩与所述驱动系统所产生的第一扭矩方向相反;第一测控系统分别与所述驱动系统和所述第一自动变速箱相连接,包括用于测量所述第一自动变速箱性能的多个传感器。本发明通过对自动变速箱进行综合性能的试验后获取多种性能参数,进而为变速箱的改进和优化提供可靠的试验依据。

Description

自动变速箱测试试验台
技术领域
[0001] 本发明涉及汽车工业技术领域,尤其涉及一种自动变速箱测试试验台。
背景技术
[0002] 随着汽车工业技术的迅猛发展,多种形式的车辆自动变速装置相继出现。主要有:液力机械式变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)、机械式无极变速器(CVT)。其中,电控机械式自动变速器(AMT)以其结构简单、效率高、性价比高等优点正受到各汽车厂商的青睐。自动机械变速器作为车辆的核心部件,其性能与整车的动力性、经济性和舒适性密切相关。通过实验对变速箱的各性能进行测试,获取变速箱的性能参数并进行参数分析和对t匕,为产品的改进和优化提供可靠的依据,是研制开发AMT的重要手段,也是进行AMT实车开发的必要阶段。 [0003] 现有技术公开了一种汽车自动变速器仿真试验机,该试验机通过对使用中或者维修后的自动变速器的主要系统或部件的性能进行检测,从而准确诊断变速器所存在的故障。但该试验机无法对变速器整体进行型式试验、疲劳试验和寿命试验等,从而无法实现对研制中变速器的综合性能评估与验证,以至于不能为变速箱的设计与优化提供试验依据。
发明内容
[0004] 有鉴于此,本发明旨在提出一种自动变速箱测试试验台,以通过对自动变速箱进行综合性能的试验后获取多种性能参数,进而为变速箱的改进和优化提供可靠的试验依据。
[0005] 本发明自动变速箱测试试验台包括驱动系统、阻力系统和第一测控系统。其中,驱动系统的动力输出端与第一自动变速箱相连接,所述第一自动变速箱为待测综合性能的自动变速箱;阻力系统的阻力输出端与所述第一自动变速箱同轴安装,用于对所述第一自动变速箱施加第二扭矩,并且,所述第二扭矩与所述驱动系统所产生的第一扭矩方向相反;第一测控系统分别与所述驱动系统和所述第一自动变速箱相连接,包括用于测量所述第一自动变速箱性能的多个传感器。
[0006] 进一步地,上述测试试验台中,所述驱动系统包括第一电机;所述第一电机通过第一联轴器与所述第一自动变速箱相连接。
[0007] 进一步地,上述测试试验台中,所述阻力系统包括第二电机和第二自动变速箱;所述第二电机通过第二传动轴与所述第二自动变速箱相连接;并且,所述第二自动变速箱的输出端与所述第一自动变速箱通过连接盘背靠背连接且同轴安装。
[0008] 进一步地,上述测试试验台中,所述第一测控系统包括第一转速-扭矩传感器、第一温度传感器和第一振动传感器。其中,所述第一电机、所述第一联轴器、所述第一转速-扭矩传感器第一传动轴与所述第一自动变速箱依次顺序连接;第一温度传感器设置于所述驱动系统或所述第一自动变速箱表面;第一振动传感器,设置于所述第一自动变速箱的表面。[0009] 进一步地,上述测试试验台中,还包括与所述阻力系统相连接的第二测控系统,该第二测控系统包括:第二转速-扭矩传感器、第二温度传感器和第二振动传感器。其中,所述第二电机、所述第二联轴器、所述第二转速-扭矩传感器、第二传动轴与所述第二自动变速箱依次顺序连接;第二温度传感器,设置于所述阻力系统或所述第二自动变速箱表面;以及第二振动传感器,设置于所述第二自动变速箱的表面。
[0010] 进一步地,上述测试试验台中,所述第二电机通过第二联轴器与所述第二转速-扭矩传感器的输入端相连接;并且,所述第二转速-扭矩传感器的输出端通过所述第二传动轴与所述第二自动变速箱相连接。
[0011] 进一步地,上述测试试验台中,所述驱动系统还包括与所述第一自动变速箱固定连接的第一安装支架;以及所述阻力系统还包括与所述第二自动变速箱固定连接的第二安装支架。
[0012] 进一步地,上述测试试验台中,所述第一联轴器为弹性联轴器;和/或所述第二联轴器为弹性联轴器。
[0013] 进一步地,上述测试试验台中,所述第一传动轴为万向传动轴;和/或所述第二传动轴为万向传动轴。
[0014] 进一步地,上述测试试验台中,所述测试试验台基于共直流母线的电能供应方式。
[0015] 本发明在待测自动变速箱第一自动变速箱的两端分别连接驱动系统和阻力系统,阻力系统的输出端与待测自动变速箱同轴安装,通过这种方式,可以模拟变速箱在不同路况下的工作情况,因此,可以通过第一测控系统获取不同道路阻力下的性能参数,为变速箱的改进和优化提供可靠的试验依据。并且,本发明还可以为变速箱整体进行型式试验、疲劳试验和寿命试验等。
附图说明
[0016] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0017] 图I为本发明自动变速箱测试试验台第一实施例的结构框图;
[0018] 图2为本发明自动变速箱测试试验台第二实施例的结构框图;
[0019] 图3为本发明自动变速箱测试试验台第三实施例的结构框图;
[0020] 图4为本发明自动变速箱测试试验台第四实施例的结构框图;
[0021] 图5为本发明自动变速箱测试试验台第五实施例的结构框图。
具体实施方式
[0022] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0023] 第一实施例 [0024] 参照图I。
[0025] 本实施例自动变速箱测试试验台,包括驱动系统100、阻力系统300和第一测控系统 400。
[0026] 其中,驱动系统100的动力输出端与第一自动变速箱200相连接,第一自动变速箱为待测综合性能的自动变速箱;阻力系统300的阻力输出端与第一自动变速箱200同轴安装,用于对第一自动变速箱200施加第二扭矩,并且,第二扭矩与驱动系统所产生的第一扭矩方向相反;第一测控系统400分别与驱动系统100和第一自动变速箱200相连接,包括用于测量第一自动变速箱性200能的多个传感器。
[0027] 本实施例在待测自动变速箱(第一自动变速箱)的两端分别连接驱动系统和阻力系统,阻力系统的输出端与待测自动变速箱同轴安装,通过这种方式,可以模拟变速箱在不同路况下的工作情况,因此,可以通过与第一测控系统获取不同道路阻力下的性能参数,为变速箱的改进和优化提供可靠的试验依据。并且,本实施例可以为变速箱整体进行型式试验、疲劳试验和寿命试验等。
[0028] 第二实施例
[0029] 参照图2。
[0030] 本实施例自动变速箱测试试验台包括驱动系统100、阻力系统300和第一测控系统 400。
[0031] 其中,驱动系统100的动力输出端与第一自动变速箱200相连接,第一自动变速箱为待测综合性能的自动变速箱;阻力系统300的阻力输出端与第一自动变速箱200同轴安装,用于对第一自动变速箱200施加第二扭矩,并且,第二扭矩与驱动系统所产生的第一扭矩方向相反;第一测控系统400分别与驱动系统100和第一自动变速箱200相连接,包括用于测量第一自动变速箱性200能的多个传感器。
[0032] 并且,第一测控系统400包括第一转速-扭矩传感器410、第一温度传感器420和第一振动传感器430。其中,第一转速-扭矩传感器410与驱动系统100相连接;第一温度传感器420设置于驱动系统100或第一自动变速箱200表面;第一振动传感器430设置于第一自动变速箱200的表面。
[0033] 本实施例在待测自动变速箱(第一自动变速箱)的两端分别连接驱动系统和阻力系统,阻力系统的输出端与待测自动变速箱同轴安装,通过这种方式,可以模拟变速箱在不同路况下的工作情况,因此,可以通过与第一测控系统获取不同道路阻力下的性能参数。本实施例中,由于该测控系统设置有转速-扭矩传感器、温度传感器和振动传感器,因此,可以测得驱动系统在不同道路阻力下输出的转速、扭矩、温度、以及待测自动变速箱的振动情况,进而可以推算出第一电机的转矩和功率等参数,基于直接获得的参数以及根据直接获得的参数推定的参数,能够为变速箱的改进和优化提供可靠的试验依据。并且,本实施例可以为变速箱整体进行型式试验、疲劳试验和寿命试验等。
[0034] 第三实施例
[0035] 参照图3。
[0036] 如上述两个实施例,本实施例自动变速箱测试试验台包括驱动系统、阻力系统300和第一测控系统。
[0037] 具体而言,第一测控系统包括第一转速-扭矩传感器410、第一温度传感器420和第一振动传感器430。
[0038] 驱动系统包括第一电机110,第一电机110通过第一联轴器120与第一转速-扭矩传感器410的输入端相连接;并且,第一转速-扭矩传感器410的输出端通过第一传动轴130与第一自动变速箱200相连接。[0039] 第一测控系统中,其他两个传感器的连接关系如下:第一温度传感器420与驱动系统中的第一电机110、第一联轴器120或第一传动轴130相连接,也可以与第一自动变速箱200相连接,还可以和第一转速-扭矩传感器410相接连接。因为温度较为均匀,所以设置的位置不做限定。第一振动传感器430设置于第一自动变速箱200的表面。
[0040] 优选地,第一联轴器120为弹性联轴器,其采用弹性联轴器的好处是,可通过柔性互换各传动系统,实现多类别变速箱的安装连接。
[0041] 优选地,第一传动轴130为万向传动轴,其采用万向传动轴的好处是,用于消除振动和轴向误差。同时采用安全剪切销结构,在冲击力过大时可保证整个系统安全。
[0042] 本实施例在待测自动变速箱(第一自动变速箱)的两端分别连接驱动系统和阻力系统,阻力系统的输出端与待测自动变速箱通过连接盘背靠背连接且同轴安装,通过这种 方式,可以模拟变速箱在不同路况下的工作情况,因此,可以通过与第一测控系统获取不同道路阻力下的性能参数。本实施例中,由于该测控系统设置有转速-扭矩传感器、温度传感器和振动传感器,因此,可以测得驱动系统在不同道路阻力下输出的转速、扭矩、温度、以及待测自动变速箱的振动情况,进而可以推算出第一电机的转矩和功率等参数,基于直接获得的参数以及根据直接获得的参数推定的参数,能够为变速箱的改进和优化提供可靠的试验依据。并且,本实施例可以为变速箱整体进行型式试验、疲劳试验和寿命试验等。
[0043] 第四实施例
[0044] 参照图4。
[0045] 本实施例自动变速箱测试试验台包括驱动系统、阻力系统300和第一测控系统。
[0046] 具体而言,第一测控系统包括第一转速-扭矩传感器410、第一温度传感器420和第一振动传感器430。
[0047] 驱动系统包括第一电机110,第一电机110通过第一联轴器120与第一转速-扭矩传感器410的输入端相连接;并且,第一转速-扭矩传感器410的输出端通过第一传动轴130与第一自动变速箱200相连接。
[0048] 并且,第一测控系统中,其他两个传感器的连接关系如下:第一温度传感器420与驱动系统中的第一电机110、第一联轴器120或第一传动轴130相连接,也可以与第一自动变速箱200相连接,还可以和第一转速-扭矩传感器410相接连接。因为温度较为均匀,所以设置的位置不做限定。第一振动传感器430设置于第一自动变速箱200的表面。
[0049] 阻力系统300包括第二电机310和第二自动变速箱320 ;第二电机310通过第二传动轴330与第二自动变速箱320相连接;并且,第二自动变速箱的输出端与第一自动变速箱200通过连接盘600背靠背连接且同轴安装。
[0050] 此外,该实施例中,还可以包括与所述阻力系统相连接的第二测控系统,如上述实施例,该第二测控系统可以包括:第二转速-扭矩传感器、第二温度传感器和第二振动传感器。增加第二测控系统的目的在于,通过转速、扭矩、温度、振动、功率等参数,可以进一步监控阻力系统的运行状况,以进一步保证待测自动变速箱的性能测试试验的顺利进行,以及测试数据的可靠性。
[0051] 与驱动系统类似,第二电机310也可以通过第二联轴器与第二转速-扭矩传感器的输入端相连接;并且,第二转速-扭矩传感器的输出端通过第二传动轴与第二自动变速箱320相连接。第二温度传感器的连接方式与第一温度传感器的连接方式相似,第二振动传感器的连接方式与第一振动传感器的连接方式类似。
[0052] 优选地,第一联轴器120和第二联轴器(未示出)为弹性联轴器,其采用弹性联轴器的好处是,可通过柔性互换各传动系统,实现多类别变速箱的安装连接。
[0053] 优选地,第一传动轴130和第二传动轴(未示出)为万向传动轴,其采用万向传动轴的好处是,用于消除振动和轴向误差。同时采用安全剪切销结构,在冲击力过大时可保证整个系统安全。
[0054] 优选地,试验台电气系统采用共直流母线的方式进行电能自身局域封闭循环和回馈,既节能环保又经济。
[0055] 本实施例在待测自动变速箱(第一自动变速箱)的两端分别连接驱动系统和阻力系统,第二自动变速箱的输出端与第一自动变速箱200通过连接盘500背靠背连接且同轴安装;通过这种方式,可以模拟变速箱在不同路况下的工作情况,因此,可以通过与第一测控系统获取不同道路阻力下的性能参数。本实施例中,由于该测控系统设置有转速-扭矩·传感器、温度传感器和振动传感器,因此,可以测得驱动系统在不同道路阻力下输出的转速、扭矩、温度、以及待测自动变速箱的振动情况,进而可以推算出第一电机的转矩和功率等参数,基于直接获得的参数以及根据直接获得的参数推定的参数,能够为变速箱的改进和优化提供可靠的试验依据。并且,本实施例可以为变速箱整体进行型式试验、疲劳试验和寿命试验等。
[0056] 此外,可以看出,本试验台还具有如下优点:
[0057] 第一、结构简单,组成零部件较少。
[0058] 第二、试验台的电气系统采用共直流母线的方式进行电能自身局域封闭循环和回馈,既节能环保又经济。
[0059] 第三、多品种通用性:传动系统之间采用弹性联轴器连接,可通过柔性互换各传动系统,实现多类别变速箱的安装连接。
[0060] 第五实施例
[0061] 参照图5。
[0062] 本实施例由安装平台I、安装底座2、驱动电机3、联轴器4、该联轴器4为弹性联轴器,转速-扭矩传感器5、万向传动轴6、主试件安装支架7、主试变速箱8、试件连接盘9、陪试变速箱10、陪试件安装支架11、万向传动轴12、转速-扭矩传感器13、弹性联轴器14、力口载电机15和安装底座16组成。
[0063] 需要说明的是,本实施例中,驱动电机3对应于上述各个实施例中的第一电机,弹性联轴器4对应第一联轴器,转速-扭矩传感器5对应第一转速-扭矩传感器,万向传动轴6对应第一传动轴,主试变速箱8对应第一变速箱,试件连接盘9对应连接盘,陪试变速箱10对应第二变速箱,万向传动轴12对应第二传动轴,转速-扭矩传感器13对应第二转速-扭矩传感器,弹性联轴器14对应第二联轴器,加载电机15对应第二电机。
[0064] 试验台驱动部分与加载部分对称分布在安装平台I上,安装底座2和安装底座16通过螺栓对称固定在安装平台I上。驱动电机3输入端和加载电机15输入端分别通过弹性联轴器4和弹性联轴器14与转速-扭矩传感器5和转速-扭矩传感器13相连。驱动端转速-扭矩传感器4到主试变速箱8之间、加载端转速-扭矩传感器13与陪试变速箱10之间分别采用万向传动轴6和万向传动轴12,用于消除振动和轴向误差。同时采用安全剪切销结构,在冲击力过大时可保证整个系统安全。
[0065] 试验台配有多款传动系统,根据试件的类别选择对应的传动部分,可实现试验台的多品种适应性。试验台传动部分主要由万向传动轴6和万向传动轴12构成,结构简单,由弹性联轴器4和弹性联轴器14连接,可实现柔性互换。当试验品种变换时,只需更换和调整可伸缩的万向传动轴6和万向传动轴12即可。
[0066] 主试变速箱8与陪试变速箱10通过试件连接盘9背靠背连接,同轴安装在主试件安装支架7和陪试件安装支架11上。驱动电机3通过万向传动轴6将动力传递给主试变速箱8。加载电机15施加反向转矩实现对陪试变速箱10的加载。输入动力电机由交流变频器控制,转速无级可调;驱动电机3实际输出的转矩、转速和功率由传感器检测;同时输出端加载电机15可独立地施加阻扭矩,加载力矩可以无级控制。
[0067] 在加载试验过程中,为更真实模拟车辆在不同行驶条件下的道路阻力,采用加载电机3根据路况动态载荷谱对陪试变速箱10进行动态加载,并采用高速数据采集模块实时记录和监控真实路况对AMT变速箱性能的影响。
[0068] 电气部分采用德国西门子原装工程变频柜实现多传动共直流母线,由工程变频器拖动两个变频电机,电流在两台电机的直流母线之间循环。其中,驱动电机3作为电动机,加载电机15作为发电机,所产生的电能再提供给驱动电机3实现能量回收再利用,可大大节约试验成本。
[0069] 试验台控制与数据采集系统采用基于西门子PLC和维纶触摸屏,通过RS485串口通讯与变频器通讯,实现对变频器的控制和相关参数监测。通过专用数据采集模块实现对传感器信号的采集和调控。
[0070] 主试变速箱8和陪试变速箱10内部的润滑油温度采用热电偶温度传感器测试,并通过数据采集模块对信号进行采集和监控。当温度过高时,启动风机进行降温,从而达到控制润滑油温度的目的。
[0071] 采用振动传感器贴在主试变速箱8和陪试变速箱10表面,测试二者内部的振动和噪声。并采用频谱分析软件分析噪声源的位置,以实时监测和判断变速箱内部的情况。
[0072] 选换档执行机构以单片机为控制核心,采用气动的驱动方式推动运动轴动作,并通过位移传感器检测运动轴的位置进行反馈控制,最终完成换挡。
[0073] 本实施例以安装平台为基础,以驱动系统、阻力系统、支座系统和换挡执行机构为主体,以转速-扭矩传感器检测输入转速、加载扭矩,以温度传感器记录试验中变速箱的温升,以振动传感器记录变速箱内部各组件的振动,组成一个完整的通用型减速机型式试验台。
[0074] 试验台的工作原理:
[0075] 试验台主要通过控制驱动电机3转速、加载电机15扭矩来模拟变速箱在各个档位的实际运行状况,并通过测量转速、输入扭矩、输出扭矩、振动噪声和温度等参数来测试和考核变速箱的转动、疲劳强度和寿命等性能指标。工作时,选换档执行机构首先在控制系统的控制下进行换挡,驱动电机3在控制系统的作用下输出与该档位对应的动力,并通过转速-扭矩传感器5和万向传动轴6传递给主试变速箱8,驱动电机3实际输出的转矩、转速和功率由转速-扭矩传感器检测;加载电机15独立地施加反向转矩实现对陪试变速箱10的加载,对于实际施加的力矩大小用转速-扭矩传感器13加以检测;采用温度传感器检测试件的温升,并用振动传感器检测试件的振动与噪声;通过专用PLC和触摸屏实现对传感器信号的采集和监控。
[0076] 可以看出,本实施例试验台还具有如下优点:
[0077] 第一、结构简单,传动部分仅由轴、平键、轴承和联轴器等基本零件组成,组成零部件较少。
[0078] 第二、试验台电气系统采用共直流母线的方式进行电能自身局域封闭循环和回馈,既节能环保又经济。
[0079] 第三、多品种通用性:传动系统之间采用弹性联轴器连接,可通过柔性互换各传动系统,实现多类别变速箱的安装连接。
[0080] 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 (10)

1. 一种自动变速箱测试试验台,其特征在于,包括: 驱动系统(100),其动力输出端与第一自动变速箱(200)相连接,所述第一自动变速箱为待测综合性能的自动变速箱; 阻力系统(300),其阻力输出端与所述第一自动变速箱(200)同轴安装,用于对所述第一自动变速箱(200)施加第二扭矩,并且,所述第二扭矩与所述驱动系统所产生的第一扭矩方向相反; 第一测控系统(400),分别与所述驱动系统(100)和所述第一自动变速箱(200)相连接,包括用于测量所述第一自动变速箱性(200)的多个传感器。
2.根据权利要求I所述的测试试验台,其特征在于, 所述驱动系统(100)包括第一电机(I 10); 所述第一电机(110 )通过第一联轴器(120 )与所述第一自动变速箱(200 )相连接。
3.根据权利要求2所述的测试试验台,其特征在于, 所述阻力系统(300)包括第二电机(310)和第二自动变速箱(320); 所述第二电机(310)通过第二传动轴(330)与所述第二自动变速箱(320)相连接;并且所述第二自动变速箱(320)的输出端与所述第一自动变速箱(200)通过连接盘(600)背靠背连接且同轴安装。
4.根据权利要求3所述的测试试验台,其特征在于,所述第一测控系统(400)包括: 第一转速-扭矩传感器(410),所述第一电机(110)、所述第一联轴器(120)、所述第一转速-扭矩传感器(410)和第一传动轴(130)与所述第一自动变速箱(200)依次顺序连接;第一温度传感器(420),设置于所述驱动系统(100)或所述第一自动变速箱(200)表面;以及 第一振动传感器(430),设置于所述第一自动变速箱(200)的表面。
5.根据权利要求4所述的测试试验台,其特征在于,还包括与所述阻力系统相连接的第二测控系统,该第二测控系统包括: 第二转速-扭矩传感器,所述第二电机(310)、所述第二联轴器、所述第二转速-扭矩传感器、第二传动轴与所述第二自动变速箱依次顺序连接; 第二温度传感器,设置于所述阻力系统或所述第二自动变速箱(320)表面;以及 第二振动传感器,设置于所述第二自动变速箱(320)的表面。
6.根据权利要求5所述的测试试验台,其特征在于, 所述第二电机(310)通过第二联轴器与所述第二转速-扭矩传感器的输入端相连接;并且, 所述第二转速-扭矩传感器的输出端通过所述第二传动轴与所述第二自动变速箱(320)相连接。
7.根据权利要求6所述的测试试验台,其特征在于, 所述驱动系统(100)还包括与所述第一自动变速箱(200)固定连接的第一安装支架(140);以及 所述阻力系统(300)还包括与所述第二自动变速箱(320)固定连接的第二安装支架(340)。
8.根据权利要求7所述的测试试验台,其特征在于,所述第一联轴器(120)为弹性联轴器;和/或所述第二联轴器为弹性联轴器。
9.根据权利要求8所述的测试试验台,其特征在于,所述第一传动轴(130)为万向传动轴;和/或所述第二传动轴(330)为万向传动轴。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的测试试验台,其特征在于,所述测试试验台基于共直流母线的电能供应方式。
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