CN106338394B - 离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机，其特征是在呈水平的测试平台上支撑离合器，由驱动电机驱动离合器中飞轮旋转；由步进电机驱动丝杠转动，使与丝杠螺纹配合的推杆产生轴向位移；呈水平设置的分离杆一端抵于推杆，另一端抵于分离套筒，分离套筒套装在离合器输出花键轴上，并抵于离合器中分离轴承的端面上；液压加载制动装置是由一对摩擦片支架的相向移动带动摩擦片对加载制动摩擦轮形成合抱实现加载，与摩擦轮固联的加载制动轴与离合器输出花键轴轴联。本发明配合设置信号采集系统可以实时测量离合器的离合位移、离合过程中传递的扭矩以及离合器从动盘总成轴向压缩量等。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测试离合器性能的测试设备，更具体地说是涉及一种离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机。
背景技术
离合器是安装在发动机与变速箱之间，用于切断或传递动力的构件，在起步过程中将发动机发出的扭矩传递给变速箱输入轴，在换挡和停车时离合器从动盘与压盘以及飞轮分离切断动力的传输，以便于换挡和停车。动力传输性能是评价离合器优劣的重要指标，研究离合器在结合和分离过程中的动力传递情况对于掌握离合器性能以及改进离合器设计具有重要意义，目前国内还没有相关测设设备。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机，以便通过测量获得离合器在结合与分离过程中扭矩和位移之间的变化关系，为提高产品质量提供依据。
本发明为解决技术问题采用以下技术方案：
本发明离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机的结构特点是呈水平设置测试平台，在所述测试平台的中部支撑离合器，在所述测试平台上设置有驱动机构、离合控制机构和液压加载制动装置；
所述驱动机构包括：提供动力的调速电机固定设置测试平台上，调速电机输出轴为电机的动力输出轴，利用调速电机输出轴驱动离合器中的飞轮旋转；
所述离合控制机构包括：提供动力的步进电机电机固定设置在测试平台上，步进电机输出轴作为步进电机的动力输出轴，其轴端通过第三联轴器与丝杠轴连；所述丝杠通过螺纹与推杆的尾端配合，利用转动的丝杠使推杆形成轴向位移；所述推杆通过滑动轴承支撑在第三支撑架上并利用键约束周向旋转，推杆的前端抵于分离杆的第一端，呈水平的分离杆为杠杆结构，分离杆的第二端抵于分离套筒的前端面，所述分离套筒套装在离合器输出花键轴的前端，分离套筒的另一端抵于离合器中分离轴承的端面上；在第二支撑架上设置竖向支撑轴，分离杆的杆中部支撑在竖向支撑轴上，并以所述竖向支撑轴为转动支点；
所述液压加载制动装置包括：在测试平台上设置第一支撑架，在所述第一支撑架的竖直平面上呈水平设置有燕尾滑槽，在所述燕尾滑槽中安装一对摩擦片支架，并有摩擦片铆接在摩擦片支架的内侧，一对摩擦片支架能够沿所述燕尾滑槽相向滑动，利用一对摩擦片支架中的摩擦片对加载制动摩擦轮形成合抱实现加载；所述摩擦轮固联在加载制动轴的一端，加载制动轴的另一端通过联轴器与离合器输出花键轴轴连，在一对摩擦片支架之间设置有卸载弹簧。
本发明离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机的结构特点也在于：在所述平台上，沿着调速电机输出轴的轴向设置纵向导槽，调速电机支撑在所述纵向导槽中，并能沿纵向导槽调整纵向位置；在所述调速电机输出轴的轴端固定连接法兰，所述法兰通过螺栓与离合器中飞轮固定连接。
本发明离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机的结构特点也在于：位于所述一对摩擦片支架的外侧分别设置由液压缸和液压推杆构成的液压驱动装置，利用液压缸通过液压推杆推动一对摩擦片支架相向水平移动，实现加载；在一对摩擦片支架之间设置有卸载弹簧。
本发明离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机的结构特点也在于：设置信号采集系统，包括：
扭矩传感器，其一端通过第一联轴器与离合器输出花键轴轴联，另一端通过第二联轴器与加载制动轴轴联；利用扭矩传感器实时测量由离合器传递的扭矩。
第一位移传感器，其安装在第一支撑架上，用于实时测量分离套筒的位置信息；
第二位移传感器，其安装在飞轮上，用于实时测量离合器膜片弹簧的轴向压缩量。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明在测试过程中离合器以汽车实际行驶中的实际转速绕轴向旋转，并施加相应负载能够更加真实有效的模拟离合器的工作状态。
2、本发明通过实时控制分离机构的位移，能够准确控制离合器的结合与分离，在离合器分离完成时自动加载制动，能够缩短测试周期提高测试效率。
3、本发明中被测离合器呈水平安装状态，与汽车实际行驶过程中离合器状态一致，测试结果更加可靠。
附图说明
图1为本发明测试机平面布置示意图；
图2为本发明测试机局部剖视结构示意图；
图3为本发明测试机结构侧面示意图；
图4为本发明测试机局部剖视结构示意图；
图5为本发明测试机中液压加载制动装置结构示意图；
图6为本发明测试机中位移传感器安装示意图；
图中标号：1测试平台，2纵向导槽，3调速电机，4调速电机输出轴，5保护罩，6分离套筒，7第一联轴器，8扭矩传感器，9第二联轴器，10第一位移传感器，11第一支撑架，12加载制动轴，13电脑，14电机控制器，15液压控制器，16第二支撑架，17分离杆，18推杆，19第三支撑架，20丝杠，21第四支撑架，22第三联轴器，23步进电机输出轴，24步进电机，25轴承，26法兰，27离合器，28分离轴承，29离合器输出花键轴，30燕尾滑槽，31液压缸，32摩擦片支架，33卸载弹簧，34加载制动摩擦轮，35摩擦片，36液压推杆，37键，38第二位移传感器，271离合器从动盘，272离合器压盘，273离合器膜片弹簧。
具体实施方式
参见图1和图2，本实施例中离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机的结构形式是：呈水平设置测试平台1，在测试平台1的中部支撑离合器27，在测试平台1上设置有驱动机构、离合控制机构和液压加载制动装置。
驱动机构包括：提供动力的调速电机3固定设置测试平台1上，调速电机输出轴4为电机3的动力输出轴，利用调速电机输出轴4驱动离合器27中的飞轮旋转。
如图1、图2和图4所示，离合控制机构包括：提供动力的步进电机24固定设置在测试平台1上，步进电机输出轴23作为步进电机24的动力输出轴，其轴端通过第三联轴器22与丝杠20轴连；丝杠20通过螺纹与推杆18的尾端配合，利用转动的丝杠20使推杆18形成轴向位移；推杆18通过滑动轴承支撑在第三支撑架19上并利用键37约束周向旋转，推杆18的前端抵于分离杆17的第一端，呈水平的分离杆17为杠杆结构，分离杆17的第二端抵于分离套筒6的前端面，分离套筒6套装在离合器输出花键轴29的前端，分离套筒6的另一端抵于离合器中分离轴承28的端面上；在第二支撑架16上设置竖向支撑轴，分离杆17的杆中部支撑在竖向支撑轴上，并以竖向支撑轴为转动支点。
如图1、图2、图3和图5所示，液压加载制动装置包括：在测试平台1上设置第一支撑架11，在第一支撑架11的竖直平面上呈水平设置有燕尾滑槽30，在燕尾滑槽30中安装一对摩擦片支架32，并有摩擦片35铆接在摩擦片支架32的内侧，一对摩擦片支架32能够沿燕尾滑槽30相向滑动，利用一对摩擦片支架32中的摩擦片35对加载制动摩擦轮34形成合抱实现加载；摩擦轮34固联在加载制动轴12的一端，加载制动轴12的另一端通过联轴器与离合器输出花键轴29轴连，在一对摩擦片支架32之间设置有卸载弹簧33。
本实施例中，相应的结构设置也包括：
如图1和图2所示，在平台1上，沿着调速电机输出轴4的轴向设置纵向导槽2，调速电机3支撑在纵向导槽2中，并能沿纵向导槽2调整纵向位置；在调速电机输出轴4的轴端固定连接法兰26，法兰26通过螺栓与离合器27中飞轮固定连接。
如图3和图5所示，位于一对摩擦片支架32的外侧分别设置由液压缸31和液压推杆36构成的液压驱动装置，利用液压缸31通过液压推杆36推动一对摩擦片支架32相向水平移动，实现加载；在一对摩擦片支架32之间设置有卸载弹簧33。
设置信号采集系统，包括：扭矩传感器8，其一端通过第一联轴器7与离合器输出花键轴29轴联，另一端通过第二联轴器9与加载制动轴12轴联；利用扭矩传感器8实时测量由离合器传递的扭矩。第一位移传感器10，其安装在第一支撑架11上，用于实时测量分离套筒6的位置信息；第二位移传感器38，其安装在飞轮上，用于实时测量离合器膜片弹簧的轴向压缩量。
具体实施中，在测试平台1上，为了保证测试安全，针于离合器设置保护罩5，调速电机输出轴4支撑在轴承25上，轴承25设置在呈直立的支架板上，保护罩5设置在支架板的侧部。丝杠20支撑在第四支撑架21上；图6所示为离合器结构，包括离合器从动盘271，离合器压盘272和离合器膜片弹簧273。
本实施例中配套设置控制系统，包括：液压控制器15，用于控制液压加载制动装置对加载制动轴12实施加载制动，直至加载制动轴12；电机控制器14，包括用于控制调速电机3的调频器，用于控制步进电机24的的PLC控制器，以及用于信号收集与处理的电脑13。
在测试过程中，利用电机控制器4设定调速电机3的转速，利用液压控制器15设定预加负载，启动调速电机3和步进电机24，调速电机3通过调速电机输出轴4、法兰26驱动离合器飞轮及盖总成旋转；步进电机24驱动步进电机输出轴23、第三联轴器22以及丝杠20旋转，丝杠20与推杆18通过螺纹配合将旋转运动转换为推杆18的直线运动，推杆18对分离杆一端进行加载和卸载控制离合器的分离与结合；安装在离合器输出花键轴29和加载制动轴12之间的扭矩传感器8实时测量离合器从动盘271输出的扭矩，安装在支撑架11上的位移传感器10能够实时测量分离套筒6的位移变化；位移传感器10将测得的位移数据传递到控制系统，当离合器恰好完全结合时步进电机PLC控制器控制步进电机24反转则离合器27开始分离，当离合器27分离完成，步进电机PLC控制器控制步进电机24停止旋转，液压控制器15控制液压加载制动装置给加载制动轴12加载制动直至停止，离合器27的从动盘停止转动后，步进电机PLC控制器再次控制步进电机24启动并反转，离合器27开始结合并进入下一次测试。在测试的过程中扭矩传感器8将测得的实时扭矩值、位移传感器38将测得的实时轴向压缩量传递给电脑13，电脑13综合测得的扭矩、轴向压缩量和分离轴承位移变化绘制出离合器结合分离过程中位移‐扭矩、轴向压缩量‐扭矩关系图。
Claims (3)
1.一种离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机，其特征是呈水平设置测试平台(1)，在所述测试平台(1)的中部支撑离合器(27)，在所述测试平台(1)上设置有驱动机构、离合控制机构和液压加载制动装置；
所述驱动机构包括：提供动力的调速电机(3)固定设置测试平台上，调速电机输出轴(4)为调速电机(3)的动力输出轴，利用调速电机输出轴(4)驱动离合器(27)中的飞轮旋转；
所述离合控制机构包括：提供动力的步进电机(24)固定设置在测试平台(1)上，步进电机输出轴(23)作为步进电机(24)的动力输出轴，其轴端通过第三联轴器(22)与丝杠(20)轴连；所述丝杠(20)通过螺纹与推杆(18)的尾端配合，利用转动的丝杠(20)使推杆(18)形成轴向位移；所述推杆(18)通过滑动轴承支撑在第三支撑架(19)上并利用键(37)约束周向旋转，推杆(18)的前端抵于分离杆(17)的第一端，呈水平的分离杆(17)为杠杆结构，分离杆(17)的第二端抵于分离套筒(6)的前端面，所述分离套筒(6)套装在离合器输出花键轴(29)的前端，分离套筒(6)的另一端抵于离合器中分离轴承(28)的端面上；在第二支撑架(16)上设置竖向支撑轴，分离杆(17)的杆中部支撑在竖向支撑轴上，并以所述竖向支撑轴为转动支点；
所述液压加载制动装置包括：在测试平台(1)上设置第一支撑架(11)，在所述第一支撑架(11)的竖直平面上呈水平设置有燕尾滑槽(30)，在所述燕尾滑槽(30)中安装一对摩擦片支架(32)，并有摩擦片(35)铆接在摩擦片支架(32)的内侧，一对摩擦片支架(32)能够沿所述燕尾滑槽(30)相向滑动，利用一对摩擦片支架(32)中的摩擦片(35)对加载制动摩擦轮(34)形成合抱实现加载；所述摩擦轮(34)固联在加载制动轴(12)的一端，加载制动轴(12)的另一端通过联轴器与离合器输出花键轴(29)轴连，在一对摩擦片支架(32)之间设置有卸载弹簧(33)；
设置信号采集系统，包括：扭矩传感器(8)，其一端通过第一联轴器(7)与离合器输出花键轴(29)轴联，另一端通过第二联轴器(9)与加载制动轴(12)轴联；利用扭矩传感器(8)实时测量由离合器传递的扭矩；第一位移传感器(10)，其安装在第一支撑架(11)上，用于实时测量分离套筒(6)的位置信息；第二位移传感器(38)，其安装在飞轮上，用于实时测量离合器膜片弹簧的轴向压缩量。
2.根据权利要求1所述的离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机，其特征是：在所述测试平台(1)上，沿着调速电机输出轴(4)的轴向设置纵向导槽(2)，调速电机(3)支撑在所述纵向导槽(2)中，并能沿纵向导槽(2)调整纵向位置；在所述调速电机输出轴(4)的轴端固定连接法兰(26)，所述法兰(26)通过螺栓与离合器(27)中飞轮固定连接。
3.根据权利要求1所述的离合器离合过程中位移及传递扭矩测试机，其特征是：位于所述一对摩擦片支架(32)的外侧分别设置由液压缸(31)和液压推杆(36)构成的液压驱动装置，利用液压缸(31)通过液压推杆(36)推动一对摩擦片支架(32)相向水平移动，实现加载；在一对摩擦片支架(32)之间设置有卸载弹簧(33)。
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