CN105510826B - 车用启停电机泥浆环境模拟试验台架及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用启停电机泥浆环境模拟试验台架及试验方法，该试验台架主要包括泥浆环境箱和支撑轴；泥浆环境箱的内部具有容纳泥浆盐水、飞轮和启停电机的输出轴齿轮的容置腔；支撑轴设置于泥浆环境箱上，且用于安装飞轮。本发明的车用启停电机泥浆环境模拟试验台架，结构简单，制作成本低，能够在真实模拟整车泥浆环境下测试启停电机的失效原因，对启停电机的轴承密封和电机异响设计改进有着重要的意义，为提高顾客满意度，提升品牌价值，提供重要参考数据。
Description
技术领域
本发明属于测试技术领域，具体地说，本发明涉及一种车用启停电机泥浆环境模拟试验台架及试验方法。
背景技术
汽车启停电机在长时间工作后，很多失效模式都是异响失效。而由于启停电机结构特殊，需要与汽车发动机飞轮直接啮合工作，造成啮合和轴承为直接暴露在发动机飞轮处，无法进行密封处理。所以启停电机异响失效模式主要来源于飞轮啮合处的泥浆、铁屑、油污等异物。
目前车用旋转电机(启停电机)模拟飞溅、泥浆等环境试验时，台架制作都是使用电源柜控制电机启停，并另外设计一套水泵等系统控制泥浆的喷溅。现有的试验台架结构复杂，成本高，且无法模拟真实整车上电机异响的主要失效模式来源。
发明内容
本发明提供一种车用启停电机泥浆环境模拟试验台架及试验方法，目的是实现在真实模拟整车泥浆环境下测试启停电机的失效原因。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：车用启停电机泥浆环境模拟试验台架，包括：
泥浆环境箱，其内部具有容纳泥浆盐水、飞轮和启停电机的输出轴齿轮的容置腔，且具有用于安放启停电机的侧板；以及
支撑轴，其设置于泥浆环境箱上，且用于安装飞轮。
所述容置腔为封闭腔体。
试验台架还包括一底板，所述泥浆环境箱设置于底板上。
试验台架还包括设置于所述底板上且对所述支撑轴提供支撑的支座，支撑轴的端部插入所述容置腔中。
所述底板底部设有支脚或滚轮。
试验台架还包括通过传动机构与所述支撑轴连接的一电动机，用于转动后模拟启停电机反拖的模式。
本发明还提供了一种车用启停电机泥浆环境模拟试验方法，采用上述试验台架，测试方法包括步骤：
(1)在试验台架安放启停电机和飞轮，向泥浆环境箱中加入试验所需的泥浆盐水；
(2)启停电机通电，模拟启停电机在车辆上的工作状态，启停电机运转一段时间后，切断电源；
(3)重复步骤(2)多次，使启停电机工作在不断启停的状态；
(4)取下启停电机并检查启停电机的状况。
在所述步骤(2)中，启停电机通电后，启停电机的输出轴齿轮会被推出并与飞轮进行啮合，飞轮转动时会搅动泥浆环境箱中的泥浆盐水，带动泥浆盐水飞溅。
在所述步骤(2)中，启停电机每次运转3秒后，切断电源。
本发明的车用启停电机泥浆环境模拟试验台架，结构简单，制作成本低，能够在真实模拟整车泥浆环境下测试启停电机的失效原因，对启停电机的轴承密封和电机异响设计改进有着重要的意义，为提高顾客满意度，提升品牌价值，提供重要参考数据。
附图说明
图1为本发明试验台架的结构示意图；
图2为电机启停控制系统原理图；
上述图中的标记均为：1、底板；2、支撑轴；3、支座；4、下箱体；41、容置腔；42、第一侧板；43、第二侧板；44、第三侧板；45、第四侧板；5、飞轮；6、启停电机。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1所示，本发明提供了一种车用启停电机泥浆环境模拟试验台架，主要包括底板1、泥浆环境箱和支撑轴2；泥浆环境箱的内部具有容纳泥浆盐水、飞轮和启停电机的输出轴齿轮的容置腔41；支撑轴2设置于泥浆环境箱上，且用于安装飞轮。试验时将待测试的启停电机安放于泥浆环境箱上，使启停电机的输出轴齿轮插入容置腔41中，以确保输出轴齿轮能够与飞轮啮合。
具体地说，泥浆环境箱内的容置腔41为封闭腔体，避免泥浆盐水向外飞溅。如图1所示，底板1为平板，泥浆环境箱是由固定安装于底板1的顶面上的下箱体4和盖在下箱体4上的上盖组成，下箱体4为顶部具有开口且内部中空的矩形箱体，上盖用于盖住下箱体4的顶部开口，形成封闭的容置腔41，容置腔41为设置于下箱体4内部的矩形腔体。
如图1所示，下箱体4为矩形箱体，具有与底板1垂直连接且包围容置腔41的四个侧板，四个侧板分别为第一侧板42、第二侧板43、第三侧板44和第四侧板45，第一侧板42和第二侧板43为相对设置且相平行，第三侧板44和第四侧板45为相对设置且相平行，第三侧板44和第四侧板45位于第一侧板42和第二侧板43之间，且第三侧板44和第四侧板45的两端分别与第一侧板42和第二侧板43垂直连接。第一侧板42上设有用于安放启停电机的安装孔，启停电机呈与支撑轴2和飞轮轴线相平行的状态安放于第一侧板42上的安装孔中。
如图1所示，本发明的试验台架还包括设置于底板1上且对支撑轴2提供支撑的支座3，支撑轴2与下方的底板1相平行，泥浆环境箱的第二侧板43位于支座3与第一侧板42之间，第二侧板43上设有让支撑轴2穿过的通孔，支撑轴2的端部插入容置腔41中，测试时将飞轮安装于支撑轴2的该端部，飞轮且能旋转。
作为优选的，如图1所示，底板1上的支座3可以沿支撑轴2的轴向设置多个，且支座3上设有让支撑轴2穿过的通孔，多个支座3对支撑轴2提供支撑，提高稳定性。在本实施例中，支座3共设置两个。
作为优选的，本发明的试验台架还可以包括通过传动机构与支撑轴2连接的一电动机，电动机与传动机构连接形成反拖装置，用于转动后模拟启停电机反拖的模式。传动机构与电动机的主轴和支撑轴2的一端连接，支撑轴2的另一端安装飞轮，测试时电动机通过传动机构驱动支撑轴2旋转，支撑轴2带动其上的飞轮同步旋转，飞轮驱动启停电机运转，模拟启停电机反拖的模式。
作为优选的，为方便移动和美观，可以在底板1的底部设置四个支脚或滚轮。若有改变负载的需求，可以在支撑轴2上增加砝码配重来达到改变负载的目的。
使用本发明的试验台架对启停电机进行测试时，启停电机在通电运转一段时间后，需切断电源后再重新启动，并重复多次。为满足启停电机启停循环工作方式，需一套电机启停控制系统来控制，电机启停控制系统原理图如图2所示，主要是由外部电源的空气开关连上保险丝再连上整条主电路，使用单片机输出高低电平来控制IGBT(绝缘栅双极晶体管)通断来实现电机主回路的通断。其中单片机可编程，能自主设计通断时间，并实现计数功能。
使用本发明的试验台架，在测试时，将泥浆环境箱密封好，启停电机通入电源后，根据启停电机的特点，启停电机的输出轴齿轮会被推出，并与容置腔41中的飞轮进行啮合，启停电机运转，会带动飞轮旋转。飞轮旋转时会搅动泥浆环境箱内底部的泥浆盐水，带动泥浆盐水的飞溅。部分泥浆盐水会飞溅至齿轮啮合处，并随着启停电机的转动泥浆盐水会进入启动电机内部或者轴承位。因此，本发明的试验台架能够充分模拟整车在涉水或者泥浆环境较差的情况下，由于飞轮的甩动造成启动电机轴承异响或者进水失效等故障模式，实现在真实模拟整车泥浆环境下测试启停电机的失效原因。
本发明还提供了一种车用启停电机泥浆环境模拟试验方法，采用上述结构的试验台架，测试方法包括的步骤：
(1)在试验台架安放启停电机和飞轮，向泥浆环境箱中加入试验所需的泥浆盐水后密封；
(2)启停电机通电，模拟启停电机在车辆上的工作状态，启停电机运转一段时间后，切断电源；
(3)重复步骤(2)多次，使启停电机工作在不断启停的状态；
(4)取下启停电机并检查启停电机的状况。
在步骤(2)中，启停电机通电后，启停电机的输出轴齿轮会被推出并与飞轮进行啮合，飞轮转动时会搅动泥浆环境箱中的泥浆盐水，带动泥浆盐水飞溅。
在步骤(2)中，启停电机每次运转3秒后，切断电源，由电机启停控制系统来控制。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.车用启停电机泥浆环境模拟试验台架，其特征在于，包括：
底板；
泥浆环境箱，其内部具有容纳泥浆盐水、飞轮和启停电机的输出轴齿轮的容置腔，且具有用于安放启停电机的侧板；以及
支撑轴，其设置于泥浆环境箱上，且用于安装飞轮；
其中，泥浆环境箱是由固定安装于底板的顶面上的下箱体和盖在下箱体上的上盖组成，上盖用于盖住下箱体的顶部开口，容置腔为封闭腔体；试验时将待测试的启停电机安放于泥浆环境箱上，使启停电机的输出轴齿轮插入容置腔中，并确保输出轴齿轮与飞轮啮合；
对启停电机进行测试时，启停电机在通电运转一段时间后，需切断电源后再重新启动，并重复多次。
2.根据权利要求1所述的车用启停电机泥浆环境模拟试验台架，其特征在于，所述下箱体为顶部具有开口且内部中空的矩形箱体。
3.根据权利要求1所述的车用启停电机泥浆环境模拟试验台架，其特征在于，所述下箱体为矩形箱体，具有与底板垂直连接且包围容置腔的四个侧板，四个侧板分别为第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，第一侧板和第二侧板为相对设置且相平行，第三侧板和第四侧板为相对设置且相平行，第三侧板和第四侧板位于第一侧板和第二侧板之间且第三侧板和第四侧板的两端分别与第一侧板和第二侧板垂直连接。
4.根据权利要求3所述的车用启停电机泥浆环境模拟试验台架，其特征在于，还包括设置于所述底板上且对所述支撑轴提供支撑的支座，支撑轴的端部插入所述容置腔中。
5.根据权利要求3所述的车用启停电机泥浆环境模拟试验台架，其特征在于，所述底板底部设有支脚或滚轮。
6.根据权利要求1所述的车用启停电机泥浆环境模拟试验台架，其特征在于，还包括通过传动机构与所述支撑轴连接的一电动机，用于转动后模拟启停电机反拖的模式。
7.车用启停电机泥浆环境模拟试验方法，其特征在于，采用权利要求1至6任一所述的试验台架，测试方法包括步骤：
(1)在试验台架安放启停电机和飞轮，向泥浆环境箱中加入试验所需的泥浆盐水；
(2)启停电机通电，模拟启停电机在车辆上的工作状态，启停电机运转一段时间后，切断电源；
(3)重复步骤(2)多次，使启停电机工作在不断启停的状态；
(4)取下启停电机并检查启停电机的状况。
8.根据权利要求7所述的车用启停电机泥浆环境模拟试验方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，启停电机通电后，启停电机的输出轴齿轮会被推出并与飞轮进行啮合，飞轮转动时会搅动泥浆环境箱中的泥浆盐水，带动泥浆盐水飞溅。
9.根据权利要求7所述的车用启停电机泥浆环境模拟试验方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，启停电机每次运转3秒后，切断电源。
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