CN103837346A - 一种离合器检测试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离合器寿命检测试验台，尤其适用于刚性接合离合器。该寿命检测试验台包括驱动源、第一负载、第二负载依次连接，其中待测离合器安装于驱动源与第一负载之间，通过驱动源、第一负载、第二负载的转速和转矩配合，实现离合器在动接合工况下的强度测试。此外，还提供齿轮离合器测试的方法，利用该设备和方法的结合，能够测试齿轮离合器的动接合使用寿命。

Description

一种离合器检测试验台

技术领域

本发明涉及离合器的试验装置，尤其适用于刚性接合离合器，测试其在动接合工况下的寿命。

背景技术

离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件，负责动力和传动系统的切断和结合作用。离合器的性能直接决定汽车动力性和安全性，所以对离合器的寿命测试显得尤其重要。现有离合器测试装置一般针对传统的摩擦片式离合器，其功能多样，兼顾到散热、润滑等方面的性能测试，设计冗余，并不适用于简单型离合器。申请人在先前申请过齿轮离合器，是一种更加适用于强力刚性结合的离合器，较传统现有离合器设计简单、性能稳定，特别适用于有电机参与的汽车动力系统传动结构，具有广阔的市场前景，故对这一类离合器的性能测试必不可少。由于现有测试系统并不适用于齿轮离合器的性能测试，本发明专门设计了一种适用于齿轮离合器的寿命试验装置。

发明内容

本发明提供的离合器的寿命试验装置，包括驱动源、第二负载、第二负载依次相连；待测离合器设置于所述驱动源与第一负载之间，提供驱动源与第一负载之间的连接或者断开。

所述驱动源、离合器、第一负载、第二负载设置于同一旋转中心线上。所述驱动源提供转速，所述第一负载提供转速，所述第二负载提供转矩。所述驱动源和所述第一负载上分别设置有速度传感器，所述第二负载上设置有转矩传感器。

一种离合器测试控制系统，包括驱动模块、负载模块、离合控制模块、通信模块以及计算机，其中所述驱动模块用于控制所述驱动源；所述负载模块用于控制所述第一负载和第二负载；所述离合控制模块用于控制所述离合器；所述计算机连接所述括驱动模块、负载模块、离合控制模块、通信模块。

所述驱动模块控制所述驱动源提供恒定转速。

所述离合控制模块由气缸及控制电路、气缸状态反馈电路组成，通过所述计算机控制所述离合器的开合。

一种离合器测试方法，一次测试包括以下步骤：

S1：启动驱动源以速度V1旋转；

S2：启动第一负载以速度V2旋转；

S3：关闭第一负载同时使第二负载以恒定转矩旋转；

S4：控制离合器接合；

S5：控制离合器分离；

S6：关闭第二负载。

所述驱动源与所述第一负载具有转速差⊿V≤20rpm。

附图说明

图1是本发明提供的测试设备的结构示意图。

图2是离合器测试方法

具体实施方式

下面结合附图对本发明的离合器的寿命试验装置进行详细说明。在说明试验装置之前，有必要简单介绍齿轮离合器结构。齿轮离合器由两侧能够通过齿轮相互啮合，并且啮合后可以保证离合器两侧旋转机构连接并能够同速转动。本发明的测试机械包括驱动源、第一负载、第二负载，三者同轴依次连接。其中驱动源连接离合器的一侧齿轮，提供恒定转速，第一负载和第二负载分别提供转速和转矩，可以理解离合器另一侧齿轮连接于第一负载，当离合器两侧齿轮沿轴向方向啮合后，驱动源与第一负载连接，使驱动源、第一负载、第二负载以相同的转速旋转。其中驱动源、第一负载、第二负载可以是能够提供恒定转速和恒定转矩的任何旋转机构，如发动机、电动机等。

作为本发明的其中一个实施例，该寿命试验装置构成方式如下：第一电机、第二电机、第三电机依次连接，离合器连接于第一电机输出轴和第二电机输入轴之间，其中第一电机和第二电机输出轴分别设置有转速传感器，以检测第一电机转速；第三电机输出轴设置有扭矩传感器，以检测第三电机输出转矩。为了保证良好的测试效果，第一电机、离合器、第二电机、第三电机最好同轴连接。由于齿轮离合器的基本原理是利用齿轮间的啮合实现旋转机构连接或者分离。在动态接合状态下，若齿轮离合器的两侧转速相差较大，会出现“打齿”的危险，齿轮的寿命会受到影响。所以评价齿轮离合器的寿命和强度方式与评价传统离合器寿命的方式是不同的。本发明利用电机模拟齿轮离合器在动态接合下的工况环境，可以测试齿轮离合器在各种极端状态下的性能和寿命。具体地，由第一电机作为驱动端，第二电机和第三电机作为负载端，合理设置第一电机、第二电机、第三电机的转速、转矩情况，在电机旋转状态下进行离合器的接合和分离，进而得出离合器的强度和寿命。

在本发明上述测试装置的基础上，还设计了具有驱动模块、负载模块、离合控制模块、通信模块以及计算机组成的控制系统。具体功能为，驱动模块包括变频器和控制电路，与第一电机相连接，驱动第一电机带动离合器一侧以恒定转速旋转，负载模块驱动第二和第三电机带动离合器另一侧旋转，旋转条件根据需要随意调整。离合器控制模块主要由气缸及控制电路、气缸状态反馈电路组成，驱动模块、负载模块、离合控制模块通过通信模块连接至计算机，使用者可以通过计算机向发送命令，由通信模块转换命令信号，驱动模块、负载模块、离合控制模块接收命令信号，最终完成测试试验台动作。

本发明还提供基于本测试台的测试方法，即一次测试包括以下步骤：

S1：启动驱动源以速度V1旋转，目的是提供齿轮离合器一侧齿轮以一恒定转速旋转。

S2：启动第一负载以速度V2旋转，其中驱动源速度V1与第一负载速度V2之间速度差⊿V根据实际需要进行设定，如设定⊿V≤20rpm，目的在于模拟实际齿轮离合器工作情况，使齿轮离合器两侧齿轮具有一定的转速差。

S3：关闭第一负载同时使第二负载以恒定转矩输出。由于实际传动机构中都是有一定负载的情况，所以设置第二负载以一定的转矩输出，该转矩值可以由控制系统设定需要的任意值，也可以是不断变速的值。进行该步骤的时该设为t1，即从第一负载启动至第二负载以恒定转矩输出时间为t1。

S4：控制离合器接合。该步骤可以与步骤3同时进行，也可以设定步骤3完成以后同一时间进行。由于第二负载以恒定转矩输出后转速将变化，该步骤的设定分为两种情况：其一是与步骤3同时进行，由于离合器的接合需要一定的时间段，如图2所示，设离合器完全接合时刻为t3，则在t2至t3时间段内需控制第一负载和第二负载转速应当与驱动源转速差⊿V在合理范围内；其二是该步骤在步骤3进行后的一段时间后进行，即结合第二负载在设定的转矩T下，速度由V2达到V1的时间，以及离合器接合所需要的时间，决定该步骤实施的时间。

S5：控制离合器分离；

S6：关闭第二负载。

以上是齿轮离合器在试验条件下一次接合、分离的步骤，实际试验中重复上述步骤，以检验齿轮离合器的寿命。

Claims (9)

1.一种离合器检测试验台，其特征在于，包括驱动源、第二负载、第二负载依次相连；待测离合器设置于所述驱动源与第一负载之间，提供驱动源与第一负载之间的连接或者断开。

2.根据权利要求1所述的离合器检测试验台，其特征在于，所述驱动源、离合器、第一负载、第二负载设置于同一旋转中心线上。

3.根据权利要求2所述的离合器检测试验台，其特征在于，所述驱动源提供转速，所述第一负载提供转速，所述第二负载提供转矩。

4.根据权利要求3所述的离合器检测试验台，其特征在于，所述驱动源和所述第一负载上分别设置有速度传感器，所述第二负载上设置有转矩传感器。

5.一种离合器测试控制系统，用于控制权利要求1所述的试验台，其特征在于，包括驱动模块、负载模块、离合控制模块、通信模块以及计算机，其中所述驱动模块用于控制所述驱动源；所述负载模块用于控制所述第一负载和第二负载；所述离合控制模块用于控制所述离合器；所述计算机连接所述括驱动模块、负载模块、离合控制模块、通信模块。

6.根据权利要求5所述的离合器测试控制系统，其特征在于，所述驱动模块控制所述驱动源提供恒定转速。

7.根据权利要求5所述的离合器测试控制系统，其特征在于，所述离合控制模块由气缸及控制电路、气缸状态反馈电路组成，通过所述计算机控制所述离合器的开合。

8.一种离合器测试方法，其特征在于，使用权利要求1～7任意一项所述的离合器测试系统，一次测试包括以下步骤：

S1：启动驱动源以速度V1旋转；

S2：启动第一负载以速度V2旋转；

S3：关闭第一负载同时使第二负载以恒定转矩旋转；

S4：控制离合器接合；

S5：控制离合器分离；

S6：关闭第二负载。

9.根据权利要求8所述的离合器测试方法，所述驱动源与所述第一负载具有转速差⊿V≤20rpm。

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