CN106596101A - 一种汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够进行定性试验的汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台，连接轴左、右端伸出于主动轴的左、右端且分别连接与装配同步转动惯量盘和惯性式摩擦同步器，主、从动轴盘的外径分别大于测试箱的左、右安装孔并装配于主、从动轴的右、左端，同步转速传感器、皮带轮和稳定转速惯量盘顺序装配于主动轴上且同步转速传感器一端与操作台连接、皮带轮通过皮带与驱动电动机连接，换档拨杆的下端与惯性式摩擦同步器上的环状凹槽相对应，力和位移传感器两端分别与换档杆和操作台连接，扭矩传感器一端安装于从动轴的右侧、另一端与操作台连接，液压动力装置的两端分别与换档杆和操作台连接，转速传感器装于驱动电动机上且一端连接操作台。

Description

一种汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台

技术领域

本发明涉及汽车变速器试验设备，具体涉及一种汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台。

背景技术

汽车变速器采用同步器实现快速、无撞击换档，是提高车辆使用性能和安全性能的有效措施。近年来，随着汽车工业的不断发展，变速器采用同步器换档的车辆日益增多。特别是在欧美国家，无论是轿车或轻、中、重型货车以及公共汽车，80%以上的车辆都使用同步器式变速器。同步器对提高变速器传动性能，具有十分重大的经济技术意义。

目前小型轿车中采用的同步器基本上是惯性式摩擦同步器，其工作原理是使锥环的工作表面上产生摩擦力矩，以加速或减速被接合零件，使之在最短时间内达到同步状态。换档时，首先驾驶员踩下离合器踏板中断发动机动力传递，换档机构拨动同步器齿套使之脱离原档位，置于空挡位置。这时的变速器输入端和输出端的转速有差异，而同步转速却是一个新的转速。但是、实际上变速器的输出端连接的是整车，因而具有相当大的转动惯量。故在一般情况下，假设输出端的转速在换档瞬间是不变的，而输入端则靠同步器摩擦副作用达到与输出端同步。由此可见同步器摩擦副性能的优劣对变速器换档是否快速、平顺等都有很大的影响。因此很多变速器研究者都认为提高同步器的性能在很大程度能提高变速器的性能。因此对同步器研究对汽车行业的发展具有重大意义。

目前，许多企业对汽车变速器惯性式摩擦同步器装配在变速箱总成中，进行相关方面的台架试验或路试试验。例如，在同步器寿命试验台进行同步器寿命试验，在整车上进行同步器功能测试和换档力换档行程测试等，其存在的技术问题是；只能够定性试验，不能将变速箱实际工况结合在一起进行试验，即不能得出整车实际工况运行中的实际性能试验效果，并根据试验结果指导实际设计和改进工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既能够进行定性试验，又能将变速箱实际工况结合在一起的汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台。

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案；

一种汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台，包括同步转动惯量盘、主动轴、皮带轮、皮带、稳定转速惯量盘、驱动电动机、转速传感器、测试箱、同步转速传感器、力和位移传感器、换档拨叉、从动轴、液压动力装置、轴向调节手柄、扭矩传感器、操作台和连接轴，以及主动轴盘、从动轴盘，其特征是：所述同步转动惯量盘包含若干个小型号惯量盘，

所述测试箱的左、右和后侧壁上分别设有左安装孔、右安装孔与后安装孔，

所述主动轴为空心轴，其右端通过测试箱的左侧壁上的左安装孔位于测试箱内，

所述连接轴间隙装配于主动轴中，其左、右端伸出于主动轴的左、右端且左端与同步转动惯量盘连接、右端装配惯性式摩擦同步器，

所述从动轴的左端通过测试箱的右侧壁上的安装孔位于测试箱内且从动轴与主动轴同轴心，

所述主动轴盘和从动轴盘的外径分别大于测试箱的左、右侧壁上的左安装孔与右安装孔的孔径，分别装配于主动轴和从动轴的右端与左端，

所述同步转速传感器、皮带轮和稳定转速惯量盘由左至右顺序装配于主动轴上并位于同步转动惯量盘和从动轴盘之间，且同步转速传感器的一端与操作台连接、皮带轮通过皮带与驱动电动机的输出轴连接，

所述换档拨叉包括换档杆和连接于换档杆的中部并向下穿过测试箱的后安装孔、其下端与惯性式摩擦同步器的齿套上的环状凹槽相对应的换档拨杆，

所述力和位移传感器一端与换档拨叉的换档杆连接、另一端与操作台连接，

所述轴向调节手柄可转动地安装于从动轴的右端，

所述扭矩传感器一端安装于从动轴的右侧、另一端与操作台连接，

所述液压动力装置的一端与换档拨叉的换档杆的右端连接，另一端与操作台连接，

所述转速传感器装配于驱动电动机上且一端与操作台连接。

优选地，所述连接轴的左端与同步转动惯量盘可拆卸地连接。

优选地，所述稳定转速惯量盘花键连接地装配于主动轴上。

优选地，所述轴向调节手柄螺纹连接可转动地安装于从动轴的右端。

优选地，所述主动轴盘可拆卸地装配于主动轴的右端。

优选地，所述从动轴盘可拆卸地装配于从动轴的左端。

本发明包含如下有益效果；

1、同步转动惯量盘包含若干个小型号惯量盘，使本发明能够根据试验台中不同变速箱型号的不同档位的惯性式摩擦同步器调节同步转动惯量的大小，并在换档过程中稳定驱动电动机的转速，消除振荡。

3、根据变速箱型号以及相应档位理论计算换档力和换档行程，由操作台的控制面板输入相应的换档力，操作台向液压动力装置发出动力和方向信号，液压动力装置使换档拨叉的换档杆带动换档拨杆拨动惯性式摩擦同步器中的齿套进行换档，同时力和位移传感器测量出换档的力和行程并反馈给操作台与理论计算值进行比较，判断惯性式摩擦同步器的设计是否合理。

4、驱动电动机根据操作台发出换档转速命令，进行固定转速运转，通过皮带带动皮带轮及主动轴以相应的转速旋转，并由主动轴带动惯性式摩擦同步器换档并提供目标转速，皮带及皮带轮能够消除换档时出现的卡齿、打齿、转速等异常，当主动轴将会受到较大的阻力、驱动电动机依然在正常运行、皮带将在皮带轮上打滑时，使主动轴上的动力中断，对本发明和惯性式摩擦同步器起到一定的保护作用。

5、轴向调节手柄可以调整从动轴的轴向位置，使从动轴与惯性式摩擦同步器的一端挡位齿保持良好的装配，扭矩传感器可以测量出换档时从动轴所受的扭矩，并提供给操作台、由操作台判断并将从动轴所受的扭矩控制在试验所需要的范围之内。

总之。本发明能够进行定性试验，能够将变速箱实际工况结合在一起进行试验，即能够得出整车实际工况运行中的实际性能试验效果，并将该试验结果用于指导实际设计和改进工作。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施方式做详细说明；

参见图1所示，本发明汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台，包括同步转动惯量盘1、主动轴2、皮带轮3、皮带4、稳定转速惯量盘5、驱动电动机6、转速传感器7、测试箱8、同步转速传感器9、力和位移传感器11、换档拨叉12、从动轴14、液压动力装置15、轴向调节手柄16、扭矩传感器17、操作台18和连接轴19，以及主动轴盘20、从动轴盘21。由图1可见，所述同步转动惯量盘1包含若干个小型号惯量盘，所述测试箱8的左、右和后侧壁上分别设有左安装孔（图中未示出，下同）、右安装孔（图中未示出，下同）与后安装孔（图中未示出，下同），所述主动轴2为空心轴，其右端通过测试箱8的左侧壁上的左安装孔位于测试箱8内，所述连接轴19间隙装配于主动轴2中，其左、右端伸出于主动轴2的左、右端且左端与同步转动惯量盘1连接、右端装配惯性式摩擦同步器13，所述从动轴14的左端通过测试箱8的右侧壁上的安装孔位于测试箱8内且从动轴14与主动轴2同轴心，所述主动轴盘20和从动轴盘21的外径分别大于测试箱8的左、右侧壁上的左安装孔与右安装孔的孔径，分别装配于主动轴2和从动轴14的右端与左端，所述同步转速传感器9、皮带轮3和稳定转速惯量盘5由左至右顺序装配于主动轴2上并位于同步转动惯量盘1和从动轴盘21之间，且同步转速传感器9的一端与操作台18连接、皮带轮3通过皮带4与驱动电动机6的输出轴连接，所述换档拨叉12包括换档杆120和连接于换档杆120的中部并向下穿过测试箱8的后安装孔、其下端与惯性式摩擦同步器13的齿套（图中未示出，下同）上的环状凹槽130相对应的换档拨杆121，所述力和位移传感器11一端与换档拨叉12的换档杆120连接、另一端与操作台18连接，所述轴向调节手柄16可转动地安装于从动轴14的右端，所述扭矩传感器17一端安装于从动轴14的右侧、另一端与操作台18连接，所述液压动力装置15的一端与换档拨叉12的换档杆120的右端连接，另一端与操作台18连接，所述转速传感器7装配于驱动电动机6上且一端与操作台18连接。其中，

同步转动惯量盘1中设有的若干个小型号的惯量盘，能够根据不同档位的转动速度和换档力所需要不同的转动惯量，在进行试验前，对每一个档位计算其需要的转动惯量，调节同步转动惯量盘1中的不同型号的惯量盘，满足档位需要的转动惯量；

稳定转速惯量盘5用于调节驱动电动机6转速的振荡；

驱动电动机6用于给主动轴2一个主动转速、提供驱动转速，模拟不同车速下时的转速；

换档拨叉12的换档杆120用于在液压动力装置15的推动下轴向左右平移并带动换档拨叉12的换档拨杆121轴向左右平移，从而拨动惯性式摩擦同步器13齿套上的环状凹槽130整体左、右轴向平移实现换档；

轴向调节手柄16用于使从动轴14左右轴向平移，从而调整主动轴盘20的右端与从动轴盘21的左端之间的轴向距离，使之与惯性式摩擦同步器13的整体轴向长度相对应、保证惯性式摩擦同步器13装配于连接轴19右端装配上时与主动轴盘20的右端与从动轴盘21的左端之间的间隙符合试验规定，并通过装配于连接轴19的左端的同步转动惯量盘1将惯性式摩擦同步器13试验过程中的换档信息传递给同步转速传感器9；

转速传感器7用于检测驱动电动机6的转速并提供给操作台18，同步转速传感器9用于测量连接轴19的转速并反馈给操作台18由操作台18将该转速与设计的试验转速相对比，并对驱动电机6进行控制，保证连接轴19的转速与设计的试验转速一致;

力和位移传感器11用于实时检测、采集惯性式摩擦同步器13的换档力和换档行程，并传递给操作台18，由操作台18进行摩擦系数的计算，换档完成后，操作台18将发出指令切断液压动力装置15与换档拨叉12的换档杆120的连接，使换档拨叉12的换档杆120和换档拨杆121停止平移运动；

扭矩传感器17用于检测轴向调节手柄16所反映的与从动轴14的左端相连接的惯性式摩擦同步器13的扭矩，并提供给操作台18，并由操作台18的界面予以显示；

操作台18用于操作、控制整个试验台的工作运行，并用于接收、显示转速传感器7、力和位移传感器11和扭矩传感器17提供的各种数据、信息，并将上述各种数据、信息与规定的或者合格范围内的设计值进行对比、并描绘出对比曲线与对比图，以及反算出来的同步锥摩擦系数和变化曲线，然后根据对比情况向转速传感器7、力和位移传感器11和扭矩传感器17发出开始工作或者停止工作的指令、从而控制整个试验台工作运行。

所述连接轴19的左端与同步转动惯量盘1可拆卸地连接。这使得同步转动惯量盘1能够比较方便容易地装配于主动轴2上。

所述稳定转速的惯量盘5花键连接地装配于主动轴2上。这使得稳定转速的惯量盘5能够比较方便容易地装配于主动轴2上且装配结构比较简单。

所述轴向调节手柄16螺纹连接可转动地安装于从动轴14的右端。这使得轴向调节手柄16能够比较方便容易、可转动地安装于主动轴2上且装配结构比较简单。

所述主动轴盘20可拆卸地装配于主动轴2的右端。这使得主动轴盘20能够比较方便容易地装配于主动轴2的右端。

所述从动轴盘21可拆卸地装配于从动轴14的左端。这使得从动轴盘21能够比较方便容易地装配于从动轴14的左端。

本发明的试验过程如下；

试验人员根据被测试的惯性式摩擦同步器13对应档位的理论计算的数据，调整同步转动惯量盘1的数量，在操作台18的面板中输入要求的试验转速、驱动电机6以及换档时的换档力等相应的参数，当连接轴19的转速与要求的试验转速一致，操作台18将发出换档命令，控制液压动力装置15推动换档拨叉12的换档杆120和换档拨杆121轴向运动，并由换档拨杆121的下端通过惯性式摩擦同步器13齿套上的环状凹槽130拨动惯性式摩擦同步器13整体左、右轴向平移，拨动惯性式摩擦同步器13进行换档；同步转速传感器9、力和位移传感器11以及扭矩传感器17将采集到的同步过程中的各种数据、信息提供给操作台18，由操作台18将上述各种数据、信息与规定的或者合格范围内的设计值进行对比、并描绘出对比曲线与对比图，以及反算出来的同步锥摩擦系数和变化曲线。

上面结合附图对本发明的优选实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台，包括同步转动惯量盘(1)、主动轴(2)、皮带轮(3)、皮带(4)、稳定转速惯量盘(5)、驱动电动机(6)、转速传感器(7)、测试箱(8)、同步转速传感器(9)、力和位移传感器(11)、换档拨叉(12)、从动轴(14)、液压动力装置(15)、轴向调节手柄(16)、扭矩传感器(17)、操作台(18)和连接轴19，以及主动轴盘(20)、从动轴盘(21)，其特征是：所述同步转动惯量盘(1)包含若干个小型号惯量盘，

所述测试箱(8)的左、右和后侧壁上分别设有左安装孔、右安装孔与后安装孔，

所述主动轴(2)为空心轴，其右端通过测试箱(8)的左侧壁上的左安装孔位于测试箱(8)内，

所述连接轴(19)间隙装配于主动轴(2)中，其左、右端伸出于主动轴(2)的左、右端且左端与同步转动惯量盘(1)连接、右端装配惯性式摩擦同步器(13)，

所述从动轴(14)的左端通过测试箱(8)的右侧壁上的安装孔位于测试箱(8)内且从动轴(14)与主动轴(2)同轴心，

所述主动轴盘(20)和从动轴盘(21)的外径分别大于测试箱(8)的左、右侧壁上的左安装孔与右安装孔的孔径，分别装配于主动轴(2)和从动轴(14)的右端与左端，

所述同步转速传感器(9)、皮带轮(3)和稳定转速惯量盘(5)由左至右顺序装配于主动轴(2)上并位于同步转动惯量盘(1)和从动轴盘(21)之间，且同步转速传感器(9)的一端与操作台(18)连接、皮带轮(3)通过皮带(4)与驱动电动机(6)的输出轴连接，

所述换档拨叉(12)包括换档杆(120)和连接于换档杆(120)的中部并向下穿过测试箱(8)的后安装孔、其下端与于惯性式摩擦同步器(13)的齿套上的环状凹槽(130)相对应的换档拨杆(121)，

所述力和位移传感器(11)一端与换档拨叉(12)的换档杆(120)连接、另一端与操作台(18)连接，

所述轴向调节手柄(16)可转动地安装于从动轴(14)的右端，

所述扭矩传感器(17)一端安装于从动轴(14)的右侧、另一端与操作台(18)连接，

所述液压动力装置(15)的一端与换档拨叉(12)的换档杆(120)的右端连接，另一端与驱动电动机(6)和操作台(18)连接，

所述转速传感器(7)装配于驱动电动机(6)上且一端与操作台(18)连接。

2.如权利要求1所述的汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台，其特征是：所述连接轴(19)的左端与同步转动惯量盘(1)可拆卸地连接。

3.如权利要求1所述的汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台，其特征是：所述稳定转速惯量盘(5)花键连接地装配于主动轴(2)上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台，其特征是：所述轴向调节手柄(16)螺纹连接可转动地安装于从动轴(14)的右端。

5.如权利要求4所述的汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台，其特征是：所述主动轴盘(20)可拆卸地装配于主动轴(2)的右端。

6.如权利要求5所述的汽车变速器惯性式摩擦同步器试验台，其特征是：所述从动轴盘(21)可拆卸地装配于从动轴(14)的左端。