CN105547693A - 一种四驱汽车分动器加载检测试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四驱汽车分动器加载检测试验台，包括T型槽铸铁平台、电气传动系统和计算机远程测控系统。本发明采用直流加载电机及四象限工作西门子整流及逆变技术，提供一定的反向扭矩功率，模拟不同得路况，车重及风阻等综合条件下的载荷，并将试验过程中的能耗回馈供电网回收利用，实现电封闭加载；在分动器前后输出轴与直流加载电机之间分别安装有一个输出轴扭矩传感器，用以测取分动器前后输出轴转速和扭矩大小；电气传动装置用于安装驱动输入和输出的交直流电机的变频调速装置、整流逆变装置及控制电器等，计算机测控系统主要功能是采集实验数据，自动控制实验过程，实验数据分析和处理，形成报表并打印，对被试件进行分析及合格性判断。

Description

一种四驱汽车分动器加载检测试验台

技术领域

本发明涉及一种四驱汽车分动器加载检测装置，特别涉及一种四驱汽车分动器加载检测试验台。

背景技术

汽车分动器加载检测试验台是制造厂分动器产品下线检测必不可少的设备，对分动器总成逐一进行加载检测试验；本实验台检测对象为各种车辆的动力分配装置包括全时四驱分动器、适时四驱分动器、分时四驱分动器等。对分动器加载检测条件下进行驱动试验，即检测分动器在试验规范下分动器输入输出的扭矩、分动器输出的动力分配及分动器内实时油温监测，从而对分动器总成进行出厂合格性判断。并且通过对本实验台的试验数据分析和处理，为分动器动力分配及电控单元(ECU)的研制提供了大量的有用的试验数据。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种四驱汽车分动器加载试验台，其对分动器加载情况下进行驱动试验，即检测分动器在试验规范下分动器输入输出的扭矩、分动器输出的动力分配及分动器内实时油温监测，从而对分动器总成进行出厂合格性判断。

为了实现上述技术目的，本发明采取如下技术方案：一种四驱汽车分动器加载检测试验台，包括T型槽铸铁平台、电气传动系统和计算机远程测控系统，所述T型槽铸铁平台上端面依次设置驱动交流电机固定装夹、变速箱固定装夹、待试分动器固定装夹和加载直流电机A固定装夹；

所述T型槽铸铁平台上端面位于驱动交流电机固定装夹同端设置加载直流电机B固定装夹，所述驱动交流电机固定装夹上端面设置驱动交流电机，所述变速箱固定装夹上设置变速箱，所述待试分动器固定装夹的一侧设置待试分动器，所述加载直流电机A固定装夹上端面设置加载直流电机A，所述加载直流电机B固定装夹面设置加载直流电机B；

所述驱动交流电机的输出端连接电磁离合器，所述变速箱的输入端设置变速箱输入轴，所述电磁离合器通过花键套与变速箱输入轴连接；所述变速箱的输出端设置变速箱输出轴，所述待试分动器的输入端设置分动器输入轴，所述变速箱输出轴与分动器输入之轴间设置分动器输入端扭矩传感器；

所述待试分动器的前、后输出端设置分动器的前、后输出轴，所述加载直流电机A的输出端设置加载直流电机A输出轴，所述分动器后输出轴的输出端连有分动器后输出轴用十字轴式万向节，所述分动器后输出轴用十字轴式万向节与所述加载直流电机A输出轴之间设置分动器后输出轴扭矩传感器；

所述加载直流电机B的输出端设置加载直流电机B输出轴，所述分动器前输出轴的输出端连有分动器前输出轴用十字轴式万向节，所述加载直流电机B输出轴与分动器前输出轴用十字轴式万向节之间设置分动器前输出轴扭矩传感器，所述加载直流电机A的输入端设置直流测速发电机。

进一步地，所述电气传动系统包括进线电抗器A、进线电抗器B、进线电抗器C，矢量控制全数字交流变频调速装置、驱动交流电机、全数字四象限直流调速装置A、全数字四象限直流调速装置B、待试分动器、加载直流电机A、加载直流电机B、平波电抗器A、平波电抗器B、励磁绕组A、励磁绕组B；

所述进线电抗器A连接到矢量控制全数字交流变频调速装置的进线端，所述矢量控制全数字交流变频调速装置的输出端连接到驱动交流电机，

所述驱动交流电机通过平波电抗器A和平波电抗器B分别连接到全数字四象限直流调速装置A与全数字四象限直流调速装置B的进线端，所述全数字四象限直流调速装置A与全数字四象限直流调速装置B的进线端的输出端分别连接到加载直流电机A和加载直流电机B；

所述全数字四象限直流调速装置A的出线端与进线电抗器B连接，所述全数字四象限直流调速装置B的出线端与进线电抗器C连接。

进一步地，所述计算机远程测控系统包括工业控制计算机，I/O单元、通讯单元、检测仪表及传感器、信号调理及转换单元、润滑油温控仪表、变频调速装置A、直流调速装置A、变频调速装置B、直流调速装置B、电气控制装置与报警及连锁保护。

进一步地，所述工业控制计算机与I/O单元和连锁保护连接，所述I/O单元与通讯单元连接，所述通讯单元与检测仪表及传感器和信号调理及转换单元连接，所述连锁保护与润滑油温控仪表、变频调速装置A、直流调速装置A、变频调速装置B和直流调速装置B连接，所述润滑油温控仪表、变频调速装置A、直流调速装置A、变频调速装置B和直流调速装置B的输出端与电气控制装置连接，所述电气控制装置的输入端与信号调理及转换单元连接，所述检测仪表及传感器的输出端与润滑油温控仪表连接。

进一步地，所述待试分动器上设置注放油孔，所述注放油孔上设置油温传感器。

进一步地，所述分动器输入端扭矩传感器、分动器后输出轴扭矩传感器和分动器前输出轴扭矩传感器都采用是美国进口的PCB扭矩传感器。

进一步地，所述分动器的前输出轴与所述分动器输入位于所述待试分动器的同一端。

本发明的技术特点和效果为：

1、该试验台可以模拟四驱汽车分动器在不同工况下的动力分配及传输，适用于多种类型四驱汽车分动器的加载测试，适用的四驱汽车分动器有全时四驱分动器、适时四驱分动器及分时四驱分动器等；

2、试验台中安装的变速箱可以真实模拟汽车不同档位的动力输入；同时在分动器前后输出轴分别搭载一台加载检测直流电机以模拟车辆行驶过程中的负载工况；

3、采用工业控制计算机系统和测控仪表的变频柜控制实现实验台的远程控制，采用的为美国进口的PCB扭矩传感器，保证了采集到的试验数据的精确性；

4、采用变频技术、整流及逆变技术及控制技术实现先进的电封闭加载技术；加载直流电机上搭载有直流测速发电机可以将试验过程的能耗回馈电网加以利用，而不对电网造成冲击更不会影响其他电气设备的正常工作，节能效果明显；

5、本实验台具有完善的连锁保护功能，系统具有失扭保护功能，从而避免设备和人身伤害事故的发生；在三相交流驱动电机(即驱动交流电机)与变速箱之间加装有电磁离合器可以在未关闭驱动电机电源的情况下断开后面传动系统的动力输入，更加有效灵活的控制动力输入；

6、试验台装夹装置全部采用高强度槽钢、方管及钢板焊接及高强度螺栓固定，具有安装简易，拆卸方便，节约材料及成本的优越性；各个连接部件之间采用高强度钢板封闭，增加了对连接件因转速过大可能会导致断裂的防护措施。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的电气传动系统示意图。

图3是本发明计算机远程测控系统示意图。

其中，1为输入轴驱动交流电机；2为电磁离合器；3为变速箱输入轴；4为变速箱；5为变速箱输出轴；6为分动器输入端扭矩传感器；7为分动器输入轴；8为待试分动器；9为分动器的后输出轴；10为分动器的前输出轴；11为注放油孔；12为分动器后输出轴用十字轴式万向节；13为分动器后输出轴扭矩传感器；14为加载直流电机A的输出轴；15为加载直流电机A；16为分动器的前输出轴用十字轴式万向节；17为分动器前输出轴扭矩传感器；18为加载直流电机B的输出轴；19为加载直流电机B；20为直流测速发电机；21为T型槽铸铁平台；22为进线电抗器A；23为矢量控制全数字交流变频调速装置；24为平波电抗器A；25为励磁绕组A；26为全数字四象限直流调速装置A；27为进线电抗器B；28为平波电抗器B；29为励磁绕组B；30为全数字四象限直流调速装置B；31为进线电抗器C；32为工业控制计算机；33为I/O单元；34为报警及连锁保护；35为通讯单元；36为检测仪表及传感器；37为信号调理及转换单元；38为润滑油温控仪表；39为变频调速装置A；40为直流调速装置A；41为变频调速装置B；42为直流调速装置B；43为电器控制装置；44为驱动交流电机固定装夹；45为电气传动系统；46为计算机远程测控系统；47为变速箱固定装夹；48为待试分动器固定装夹；49为加载直流电机A固定装夹；50为加载直流电机B固定装夹；51为油温传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种四驱汽车分动器加载检测试验台，包括T型槽铸铁平台21、电气传动系统45和计算机远程测控系统46，T型槽铸铁平台21上端面依次设置驱动交流电机固定装夹44、变速箱固定装夹47、待试分动器固定装夹48和加载直流电机A固定装夹49；T型槽铸铁平台21上端面位于驱动交流电机固定装夹44同端设置加载直流电机B固定装夹50，驱动交流电机固定装夹44上端面设置驱动交流电机1，变速箱固定装夹47上设置变速箱4，待试分动器固定装夹48的一侧设置待试分动器8，加载直流电机A固定装夹49上端面设置加载直流电机A15，加载直流电机B固定装夹50面设置加载直流电机B19；驱动交流电机1的输出端连接电磁离合器2(电磁离合器2使用独立的电源控制)，变速箱4的输入端设置变速箱输入轴3(变速箱4可以手动切换档位以改变转速及扭矩)，电磁离合器2通过花键套与变速箱输入轴3连接；变速箱4的输出端设置变速箱输出轴5，待试分动器8的输入端设置分动器输入轴7，变速箱输出轴5与分动器输入轴7之间设置分动器输入端扭矩传感器6；待试分动器8的前、后输出端设置分动器的前、后输出轴10,9，加载直流电机A15的输出端设置加载直流电机A输出轴14，分动器后输出轴9的输出端连有分动器后输出轴用十字轴式万向节12，分动器后输出轴用十字轴式万向节12与加载直流电机A输出轴14之间设置分动器后输出轴扭矩传感器13；加载直流电机B19的输出端设置加载直流电机B输出轴18，分动器前输出轴10的输出端连有分动器前输出轴用十字轴式万向节16，加载直流电机B输出轴18与分动器前输出轴用十字轴式万向节16之间设置分动器前输出轴扭矩传感器17，加载直流电机A15的输入端设置直流测速发电机20。

请参照图2，优选地，电气传动系统包括进线电抗器A22、进线电抗器B27、进线电抗器C31，矢量控制全数字交流变频调速装置23、驱动交流电机1、全数字四象限直流调速装置A26、全数字四象限直流调速装置B30、待试分动器8、加载直流电机A15、加载直流电机B19、平波电抗器A24、平波电抗器B28、励磁绕组A25、励磁绕组B29；进线电抗器A22连接到矢量控制全数字交流变频调速装置23的进线端，矢量控制全数字交流变频调速装置23的输出端连接到驱动交流电机1，驱动交流电机1通过平波电抗器A24和平波电抗器B28分别连接到全数字四象限直流调速装置A26与全数字四象限直流调速装置B30的进线端，全数字四象限直流调速装置A26与全数字四象限直流调速装置B30的进线端的输出端分别连接到加载直流电机A15和加载直流电机B19；全数字四象限直流调速装置A26的出线端与进线电抗器B27连接，全数字四象限直流调速装置B30的出线端与进线电抗器C31连接，即在交流控制部分，三相交流电源(即驱动交流电机1)通过进线电抗器A22连接到矢量控制全数字交流变频调速装置23的进线端，矢量控制全数字交流变频调速装置23的输出端连接到输入轴驱动交流电机1，用于驱动变速箱4，输入轴驱动交流电机1与变速箱4之间连接有电磁离合器，可以随时断开输入轴驱动电机后面的动力输出；在直流在控制部分，分为两路输入，一路三相交流电源即驱动交流电机1通过进线电抗器B27连接到全数字四象限直流调速装置26的进线端，其输出端连接到输出加载电机8，可用于驱动被试分动器，另一路三相交流电源通过进线电抗器C31连接到全数字四象限直流调速装置30的进线端，其输出端连接到输出加载电机15，同样可以用于驱动被试分动器。

请参照图3，优选地，计算机远程测控系统46包括工业控制计算机32，I/O单元33、通讯单元35、检测仪表及传感器36、信号调理及转换单元37、润滑油温控仪表38、变频调速装置A39、直流调速装置A40、变频调速装置B41、直流调速装置B42、电气控制装置43与报警及连锁保护34。

请参照图3，优选地，工业控制计算机32与I/O单元33和连锁保护34连接，I/O单元33与通讯单元35连接，通讯单元35与检测仪表及传感器36和信号调理及转换单元37连接，连锁保护34与润滑油温控仪表38、变频调速装置A39、直流调速装置A40、变频调速装置B41和直流调速装置B42连接，润滑油温控仪表38、变频调速装置A39、直流调速装置A40、变频调速装置B41和直流调速装置B42的输出端与电气控制装置43连接，电气控制装置43的输入端与信号调理及转换单元37连接，检测仪表及传感器36的输出端与润滑油温控仪表38连接。

请参照图1，优选地，待试分动器8上设置注放油孔11，注放油孔11上设置油温传感器51。

请参照图1，优选地，分动器输入端扭矩传感器6、分动器后输出轴扭矩传感器13和分动器前输出轴扭矩传感器17都采用是美国进口的PCB扭矩传感器。

请参照图1，优选地，分动器的前输出轴10与分动器输入7位于待试分动器8的同一端。

上述所说的分动器加载检测试验台采用卧式结构，各部件用槽钢及钢板支架牢固的固定在铸铁平台21上。

输入轴驱动电机1，用以驱动变速箱4，采用交流异步电动机1及西门子矢量变频调速控制技术模拟发动机的不同工况，为变速器提供规定的扭矩、转速和功率，再通过变速器档位切换为分动器输入轴7提供不同大小扭矩、转速和功率；交流异步电动机1与变速箱4之间配有电磁离合器2从而可以在不关闭总电源的情况下切断交流电动机后面的动力输出；变速箱输入轴5与分动器输出轴(前后)之间安装有一个分动器扭矩传感器6，用于测取分动器输入轴7转速和扭矩大小；分动器的前后输出轴分别通过十字轴式万向节与加载电机连接，采用直流加载电机及四象限工作西门子整流及逆变技术，提供一定的反向扭矩功率，模拟不同得路况，车重及风阻等综合条件下的载荷，并将试验过程中的能耗回馈供电网回收利用，实现电封闭加载；在分动器前后输出轴与直流加载电机之间分别安装有一个输出轴扭矩传感器，用以测取分动器前后输出轴转速和扭矩大小；电气传动装置用于安装驱动输入和输出的交直流电机的变频调速装置、整流逆变装置及控制电器等。计算机测控系统主要功能是采集实验数据，自动控制实验过程，实验数据分析和处理，形成报表并打印，对被试件进行分析及合格性判断。本系统有大量传感器和检测仪表，用于采集试验过程中分动器输入轴和前后输出轴的转速、转矩、功率、油温、档位、噪声、离合器位置、试件位置等数据和状态信号，传送给测控主计算机，计算机根据所选定的试验规范，按所要求的流程和状态信号自控制试验过程的转速、转矩、功率的工况参数，并监测试验过程的异常情况，进行报警和连锁保护。计算机控制系统高可靠性空也计算机为控制主机，扩展数据采集和控制板卡及信号调理单元。测试系统软件主要有图形化测控组态软件和C语言编写，主要测试界面有流程图、模拟图、仪表图、实时曲线、历史数据记录、数据报表打印、试件性能分析等。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种四驱汽车分动器加载检测试验台，其特征在于：包括T型槽铸铁平台(21)、电气传动系统(45)和计算机远程测控系统(46)，所述T型槽铸铁平台(21)上端面依次设置驱动交流电机固定装夹(44)、变速箱固定装夹(47)、待试分动器固定装夹(48)和加载直流电机A固定装夹(49)；

所述T型槽铸铁平台(21)上端面位于驱动交流电机固定装夹(44)同端设置加载直流电机B固定装夹(50)，所述驱动交流电机固定装夹(44)上端面设置驱动交流电机(1)，所述变速箱固定装夹(47)上设置变速箱(4)，所述待试分动器固定装夹(48)的一侧设置待试分动器(8)，所述加载直流电机A固定装夹(49)上端面设置加载直流电机A(15)，所述加载直流电机B固定装夹(50)面设置加载直流电机B(19)；

所述驱动交流电机(1)的输出端连接电磁离合器(2)，所述变速箱(4)的输入端设置变速箱输入轴(3)，所述电磁离合器(2)通过花键套与变速箱输入轴(3)连接；所述变速箱(4)的输出端设置变速箱输出轴(5)，所述待试分动器(8)的输入端设置分动器输入轴(7)，所述变速箱输出轴(5)与分动器输入轴(7)之间设置分动器输入端扭矩传感器(6)；

所述待试分动器(8)的前、后输出端设置分动器的前、后输出轴(10,9)，所述加载直流电机A(15)的输出端设置加载直流电机A输出轴(14)，所述分动器后输出轴(9)的输出端连有分动器后输出轴用十字轴式万向节(12)，所述分动器后输出轴用十字轴式万向节(12)与所述加载直流电机A输出轴(14)之间设置分动器后输出轴扭矩传感器(13)；

所述加载直流电机B(19)的输出端设置加载直流电机B输出轴(18)，所述分动器前输出轴(10)的输出端连有分动器前输出轴用十字轴式万向节(16)，所述加载直流电机B输出轴(18)与分动器前输出轴用十字轴式万向节(16)之间设置分动器前输出轴扭矩传感器(17)，所述加载直流电机A(15)的输入端设置直流测速发电机(20)。

2.根据权利要求1所述的一种四驱汽车分动器加载实验台，其特征在于：所述电气传动系统包括进线电抗器A(22)、进线电抗器B(27)、进线电抗器C(31)，矢量控制全数字交流变频调速装置(23)、驱动交流电机(1)、全数字四象限直流调速装置A(26)、全数字四象限直流调速装置B(30)、待试分动器(8)、加载直流电机A(15)、加载直流电机B(19)、平波电抗器A(24)、平波电抗器B(28)、励磁绕组A(25)、励磁绕组B(29)；

所述进线电抗器A(22)连接到矢量控制全数字交流变频调速装置(23)的进线端，所述矢量控制全数字交流变频调速装置(23)的输出端连接到驱动交流电机(1)，

所述驱动交流电机(1)通过平波电抗器A(24)和平波电抗器B(28)分别连接到全数字四象限直流调速装置A(26)与全数字四象限直流调速装置B(30)的进线端，所述全数字四象限直流调速装置A(26)与全数字四象限直流调速装置B(30)的进线端的输出端分别连接到加载直流电机A(15)和加载直流电机B(19)；

所述全数字四象限直流调速装置A(26)的出线端与进线电抗器B(27)连接，所述全数字四象限直流调速装置B(30)的出线端与进线电抗器C(31)连接。

3.根据权利要求1所述的一种四驱汽车分动器加载实验台，其特征在于：所述计算机远程测控系统(46)包括工业控制计算机(32)，I/O单元(33)、通讯单元(35)、检测仪表及传感器(36)、信号调理及转换单元(37)、润滑油温控仪表(38)、变频调速装置A(39)、直流调速装置A(40)、变频调速装置B(41)、直流调速装置B(42)、电气控制装置(43)与报警及连锁保护(34)。

4.根据权利要求3所述的一种四驱汽车分动器加载实验台，其特征在于：所述工业控制计算机(32)与I/O单元(33)和连锁保护(34)连接，所述I/O单元(33)与通讯单元(35)连接，所述通讯单元(35)与检测仪表及传感器(36)和信号调理及转换单元(37)连接，所述连锁保护(34)与润滑油温控仪表(38)、变频调速装置A(39)、直流调速装置A(40)、变频调速装置B(41)和直流调速装置B(42)连接，所述润滑油温控仪表(38)、变频调速装置A(39)、直流调速装置A(40)、变频调速装置B(41)和直流调速装置B(42)的输出端与电气控制装置(43)连接，所述电气控制装置(43)的输入端与信号调理及转换单元(37)连接，所述检测仪表及传感器(36)的输出端与润滑油温控仪表(38)连接。

5.根据权利要求1所述的一种四驱汽车分动器加载实验台，其特征在于：所述待试分动器(8)上设置注放油孔(11)，所述注放油孔(11)上设置油温传感器(51)。

6.根据权利要求2所述的一种四驱汽车分动器加载实验台，其特征在于：所述分动器输入端扭矩传感器(6)、分动器后输出轴扭矩传感器(13)和分动器前输出轴扭矩传感器(17)都采用是美国进口的PCB扭矩传感器。

7.根据权利要求1所述的一种四驱汽车分动器加载实验台，其特征在于：所述分动器的前输出轴(10)与所述分动器输入(7)位于所述待试分动器(8)的同一端。