CN104713727A - 一种同步器动态脱档试验台架 - Google Patents
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Abstract
本发明创造提供了一种同步器动态脱档试验台架，用以检测同步器总成的性能，包括基础台架；换档执行结构，其支承于所述基础台架上，且其包括推动装置、换档杆、换档拨叉、位移传感器和换档力传感器；试验工装，其位于所述工作舱的内部，且该试验工装位于所述换档执行结构下方，其包括一对与同步器总成配合的锥体，分别为第一锥体和第二锥体；第一动力单元，包括伺服电机和第一轴，该伺服电机通过同步带带动第一轴转动；第二动力单元，包括负载伺服电机和第二轴，该负载伺服电机通过第二轴带动同步器总成的齿毂转动。本发明创造所述的同步器动态脱档试验台架针对倒锥角度、倒锥齿形、表面粗糙度、周节累积对齿套脱档力的影响进行评价。
Description
技术领域
本发明创造属于汽车部件试验台领域，尤其是涉及一种同步器动态脱档试验台架。
背景技术
随着同步器在机械式汽车变速器中广泛应用。使得机械式手动变速器的性能大大改善，不但使换档轻便，避免冲击，同时使得变速器以及整个传动系的平均寿命也得到提高，并且改变了用两脚离合器换档的操作方法，减少了驾驶员的疲劳，增加了驾驶员的安全感和舒适感。为此国内现生产的汽车变速器全部采用了同步器结构。
同步器在机械式变速器中的功用，一、同步功能：使进入结合的两元件转速迅速并达到一致，实现同步。二、锁止功能：锁止齿套轴向运动趋势，产生同步所需的同步力矩，确保只有同步后才能结合，阻止未同步前进入结合造成打齿冲击。三、定位功能：依靠弹簧滑块等定心结构，确保空挡时齿套保持中位，减少空挡时的运转噪音。
国内外针对与同步器性能检测设计了许多同步器试验台，均采用同步器搭载于变速器总成进行同步器性能及寿命的试验，没有重点针对同步器锁止力矩进行分析，并且因模拟真实试验工况，必须购置不同类型变速器总成，而且同步器总成在试验过程中频繁拆解，造成了繁重的体力劳动。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种同步器动态脱档试验台架，以解决同步器总成性能评测的问题。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种同步器动态脱档试验台架，用以检测同步器总成的性能，包括
基础台架，其上设有工作舱；
换档执行结构，其支承于所述基础台架上，且其包括推动装置、换档杆、换档拨叉、用以检测所述换档杆横向位移的位移传感器和用以检测所述换档杆受力的换档力传感器，其中所述换档杆一端与所述推动装置连接，另一端连接所述换档拨叉，该换档拨叉呈T形；
试验工装，其位于所述工作舱的内部，且该试验工装位于所述换档执行结构下方，其包括一对与同步器总成配合的锥体，分别为第一锥体和第二锥体；
第一动力单元，其支承于所述基础台架上，且第一动力单元包括伺服电机和第一轴，该伺服电机通过同步带带动第一轴转动，该第一轴上设有第一惯量盘，且其一端与所述第二锥体相连接；
第二动力单元，其支承于所述基础台架上，且其包括负载伺服电机和第二轴，该负载伺服电机通过第二轴带动同步器总成的齿毂转动，且所述第二轴上设有第二惯量盘、转速传感器和扭矩转速传感器；
油箱，其支承于所述基础台架上，该油箱的润滑油管管口位于所述试验工装的上方，且其回油管管口位于所述试验工装的下方。
进一步的，所述第一锥体连接有第三轴，该第三轴上设有用以检测所述第一锥体所受压力的拉压传感器和用以检测所述第一锥体扭矩的扭矩传感器。
进一步的，所述油箱设有恒温装置。
进一步的，所述推动装置为液压油缸，为所述换档杆提供横向动力。
进一步的，所述第一轴为空心轴，所述第二轴穿过所述第一轴的的内腔，且所述第二轴与该第一轴轴心线共线。
进一步的，所述转速传感器、第二惯量盘和扭矩转速传感器横向依次位于所述第二轴上。
进一步的，所述润滑油管管口位于所述第二锥体的正上方。
进一步的，所述工作舱的底板为斜面，所述回油管管口位于该底板的最低位置处。
相对于现有技术，本发明创造所述的同步器动态脱档试验台架具有以下优势：
本发明创造所述的同步器动态脱档试验台架通过试验的方法对同步器倒锥角锁止性能进行测量和评价，该试验台可以通过不同转速、不同转矩，或转速及转矩同时变化进行脱档力试验，已评定齿套倒锥角度的适宜性，同时，针对倒锥角度、倒锥齿形、表面粗糙度、周节累积对齿套脱档力的影响进行评价。能够为产品设计提供有效的试验数据，已固化产品数据，同时，对于市场反馈的失效零件进行故障再现，从而找到失效原因。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的同步器动态脱档试验台架结构示意图。
附图标记说明：
1-基础台架，2-同步带，3-第一惯量盘，4-伺服电机，5-试验工装，51-第一锥体，52-第二锥体，6-同步器总成，7-扭矩传感器，8-拉压传感器，9-换档执行结构，91-换档杆，92-换档拨叉，93-液压油缸，10-位移传感器，11-换挡力传感器，12-油箱，13-转速传感器，14-负载伺服电机，15-扭矩转速传感器，16-第二惯量盘，17-润滑油管，18-回油管，19-第一轴，20-第二轴，21-第三轴，22-工作舱。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，一种同步器动态脱档试验台架，用以检测同步器总成6的性能，包括
基础台架1，其上设有工作舱22，该工作舱22的底板为斜面；
换档执行结构9，其支承于所述基础台架1上，且其包括液压油缸93、换档杆91、换档拨叉92、用以检测所述换档杆91横向位移的位移传感器10和用以检测所述换档杆91受力的换档力传感器11，其中所述换档杆91一端与所述液压油缸93连接，另一端连接所述换档拨叉92，该换档拨叉92呈T形；
试验工装5，其位于所述工作舱22的内部，且该试验工装5位于所述换档执行结构9下方，其包括一对与同步器总成6配合的锥体，分别为第一锥体51和第二锥体52，所述第一锥体连接有第三轴21，该第三轴21上设有用以检测所述第一锥体51所受压力的拉压传感器8和用以检测所述第一锥体51扭矩的扭矩传感器7；
第一动力单元，其支承于所述基础台架1上，且第一动力单元包括伺服电机4和第一轴19，该伺服电机4通过同步带2带动第一轴19转动，该第一轴19为空心轴，其上设有第一惯量盘3，且其一端与所述第二锥体52相连接；
第二动力单元，其支承于所述基础台架1上，且其包括负载伺服电机14和第二轴20，该负载伺服电机14通过第二轴20带动同步器总成6的齿毂转动，且所述第二轴20上横向依次设有第二惯量盘16、转速传感器13和扭矩转速传感器15；
油箱12，其支承于所述基础台架1上，该油箱12的润滑油管17管口位于位于所述第二锥体52的正上方，且其回油管18管口位于所述工作舱22底板的最低位置处，所述油箱12上设有恒温装置。
关于同步器性能的试验
启动伺服电机4，通过同步带带动惯量盘3转动，模拟转动惯量，并带动第二锥体52转动，此时同步器总成6的其他零件静止，启动换挡执行机构9，换挡杆91带动拨叉将同步器总成6中的齿套，齿套推动滑块沿轴向运动，抵住同步环，同步环内锥面与第二锥体52的外锥面接触，由于存在转速差，在摩擦力的作用下，同步环被锥体带动转动，同时由于同步环凸键与齿毂键槽连接，因此带动齿毂运转，齿毂外花键与齿套内花键连接，带动齿套运转，模拟出汽车行驶当前档位的转速差。即第二锥体52与第一锥体51的转速差。当前状态下，除去第一锥体其他零件均为同一转速。
启动换挡执行机构9，换挡杆91带动拨叉将同步器总成6中的齿套，齿套推动滑块沿轴向运动，抵住另一侧同步环，同步环内锥面与第一锥体51的外锥面接触，由于存在转速差，且第一锥体51为静止状态，在摩擦力的作用下，同步环被锥体制动，同时由于同步环凸键与齿毂键槽连接，因此制动齿毂，齿毂外花键与齿套内花键连接，制动齿套，换挡力传感器11、拉压传感器8、扭矩传感器7位和移传感器10，记录下汽车换挡需要的换挡力、移动的的位移，第一锥体51受到的压力和第一锥体51的扭矩。
不断反复进行上述两个换挡动作，直到同步器总成6不能完成换挡动作，记录次数，检测同步器总成6的使用寿命。
关于锁止性能的试验
启动伺服电机4，带动惯量盘3转动，模拟转动惯量，并带动第二锥体52转动，启动换挡执行机构9，换挡杆91带动拨叉将同步器总成6的齿套推动到第二锥体52上，模拟出汽车换挡的情况，同步器总成6的齿套和第二锥体52同步后，启动负载伺服电机14，对同步器总成6中的齿毂施加载荷，通过控制负载伺服电机14的参数，实现不同扭矩载荷，模拟出不同情况下同步器传动的负载力，从而使齿套内倒锥齿与第二锥体52外倒锥齿产生锁合力矩，扭矩转速传感器15监测试验过程参数。
此时，换档执行机构9预设脱档力，对齿套进行反向运动，通过对齿套脱档力的设置，观察齿套脱档情况，换档力传感器11及位移传感器10记录脱档过程数据。
在上述过程中，油箱及润滑系统12通过润滑油管17向同步器总成6喷洒润滑油，起到润滑作用，再通过回油管回收润滑油，并且油箱一直保持恒温。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种同步器动态脱档试验台架，用以检测同步器总成(6)的性能，其特征在于：包括
基础台架(1)，其上设有工作舱(22)；
换档执行结构(9)，其支承于所述基础台架(1)上，且其包括推动装置、换档杆(91)、换档拨叉(92)、用以检测所述换档杆(91)横向位移的位移传感器(10)和用以检测所述换档杆(91)受力的换档力传感器(11)，其中所述换档杆(91)一端与所述推动装置连接，另一端连接所述换档拨叉(92)，该换档拨叉(92)呈T形；
试验工装(5)，其位于所述工作舱(22)的内部，且该试验工装(5)位于所述换档执行结构(9)下方，其包括一对与同步器总成(6)配合的锥体，分别为第一锥体(51)和第二锥体(52)；
第一动力单元，其支承于所述基础台架(1)上，且第一动力单元包括伺服电机(4)和第一轴(19)，该伺服电机(4)通过同步带(2)带动第一轴(19)转动，该第一轴(19)上设有第一惯量盘(3)，且其一端与所述第二锥体(52)相连接；
第二动力单元，其支承于所述基础台架(1)上，且其包括负载伺服电机(14)和第二轴(20)，该负载伺服电机(14)通过第二轴(20)带动同步器总成(6)的齿毂转动，且所述第二轴(20)上设有第二惯量盘(16)、转速传感器(13)和扭矩转速传感器(15)；
油箱(12)，其支承于所述基础台架(1)上，该油箱(12)的润滑油管(17)管口位于所述试验工装(5)的上方，且其回油管(18)管口位于所述试验工装(5)的下方。
2.根据权利要求1所述的同步器动态脱档试验台架，其特征在于：所述第一锥体连接有第三轴(21)，该第三轴(21)上设有用以检测所述第一锥体(51)所受压力的拉压传感器(8)和用以检测所述第一锥体(51)扭矩的扭矩传感器(7)。
3.根据权利要求1所述的同步器动态脱档试验台架，其特征在于：所述油箱(12)设有恒温装置。
4.根据权利要求1所述的同步器动态脱档试验台架，其特征在于：所述推动装置为液压油缸(93)，为所述换档杆(91)提供横向动力。
5.根据权利要求1所述的同步器动态脱档试验台架，其特征在于：所述第一轴(19)为空心轴，所述第二轴(20)穿过所述第一轴(19)的的内腔，且所述第二轴(20)与该第一轴(19)轴心线共线。
6.根据权利要求1所述的同步器动态脱档试验台架，其特征在于：所述转速传感器(13)、第二惯量盘(16)和扭矩转速传感器(15)横向依次位于所述第二轴(20)上。
7.根据权利要求1所述的同步器动态脱档试验台架，其特征在于：所述润滑油管(17)管口位于所述第二锥体(52)的正上方。
8.根据权利要求7所述的同步器动态脱档试验台架，其特征在于：所述工作舱(22)的底板为斜面，所述回油管(18)管口位于该底板的最低位置处。
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