CN106768929B - 一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台，包括支撑板、支撑斜块、伺服液压缸、活塞杆、摆动杆、套筒式联轴器、传动轴、汽车飞轮、直线液压缸、伺服阀A、实验平台、拉压力传感器、直线导轨、拉扭传感器、轴承支座、摆动连接轴、伺服阀B和位移传感器；本发明模拟飞轮在汽车回转轴上的工作状态，测试飞轮的可靠性和耐久性；在实验过程中，液压摆动机构在中位以20Hz高频往复摆动，带动传动轴转动，通过机械结构传递扭矩施加在汽车飞轮上，从而对汽车飞轮产生扭矩，扭矩峰值在5000N·m范围内，伺服直线液压缸在范围内做往复直线运动，频率20Hz，模拟实际工况。本发明机构简单，成本较低，安装拆卸方便，能够实现高频高精度控制。

Description

一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台

技术领域

本发明属于耐久性和可靠性检测装置技术领域，尤其是涉及一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台。

背景技术

飞轮在汽车的组成部份中是一个不可缺少的部份。飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，安装在发动机曲轴后端法兰盘上。飞轮具有较大转动惯量。由于发动机各个缸的做功是不连续的，所以发动机转速也是变化的。当发动机转速增高时，飞轮的动能增加，把能量贮蓄起来；当发动机转速降低时，飞轮动能减少，把能量释放出来。飞轮可以用来减少发动机运转过程的速度波动。

飞轮损伤原因有飞轮在制造加工时，未达到图纸要求的加工质量，平衡性能不良，飞轮端面轴向圆跳动或圆周径向跳动量过大，使两个平面不能平整地接合，摩擦不均匀，使飞轮工作面呈波浪状。由于飞轮在制造加工时对飞轮损伤导致机件的损坏，影响汽车使用性能，由于材料的变化和模具工作循环的改变可能影响飞轮的耐久性和可靠性能。飞轮磨损厉害会引起起动机无法与其啮合，导致发动机不能正常起动。因此，对于汽车飞轮有关的耐久性和可靠性试验必要的。

在其他专利中，摆动机构采用摆动液压缸，通过摆动缸的高频摆动，带动传动轴转动，通过机械结构传递扭矩施加在汽车飞轮上，从而对汽车飞轮产生扭矩，扭矩峰值在5000N·m范围内，其中摆动液压缸成本较高，本专利中采用较简单的机械结构和控制方法实现高频高精度试验，能够实现摆动缸的功能，且安装拆卸方便，成本也相对较低，适合大众化普及与应用。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台，模拟飞轮安装在汽车回转轴上工作状态，测试飞轮的可靠性和耐久性，采用较简单的机械结构和控制方法实现高频高精度试验，可实现摆动缸的功能，具有结构简单、操作方便、误差小等优点。

本发明的技术方案是：一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台，包括支撑板、支撑斜块、伺服液压缸、活塞杆、摆动杆、第一套筒式联轴器、传动轴、汽车飞轮、直线液压缸、伺服阀A、实验平台、拉压力传感器、直线导轨、拉扭传感器、轴承支座、摆动连接轴、伺服阀B和位移传感器；

所述实验平台左端的两个挡板垂直安装在直线导轨上，所述支撑板固定安装在实验平台最左端，所述支撑板的上面的一端固定有支撑斜块、且与支撑斜块的直角面相接触，中间位置安装有所述轴承支座，所述支撑斜块的斜面上安装有伺服液压缸，所述伺服液压缸的缸壁上安装有伺服阀B和位移传感器，所述伺服液压缸的活塞杆与摆动杆的一侧相连接，所述摆动杆设有中心孔、且通过中心孔安装在摆动连接轴上，摆动连接轴的一端固定在所述轴承支座上，另一端穿过实验平台左端的第一个挡板和第二个挡板与传动轴的一端连接，所述摆动连接轴与传动轴之间依次设有拉扭传感器、第一套筒式联轴器、柔性连接件和第二套筒式联轴器，传动轴的另一端穿过实验平台的第三个挡板与直线液压缸连接，所述传动轴与直线液压缸之间通过螺纹连接有拉压力传感器，所述汽车飞轮设有中心孔，通过中心孔安装在传动轴上，所述直线液压缸的底部固定在实验平台右侧的挡板上，直线液压缸的缸壁安装有伺服阀A。

上述方案中，所述伺服液压缸与位移传感器电连接形成位置闭环控制系统，所述位移传感器控制伺服液压缸往复运动的位移范围为±10mm内；

所述伺服阀B控制摆动杆的摆动频率为20Hz；

所述汽车飞轮的扭矩峰值在5000N·m以下；

上述方案中，所述伺服阀A控制直线液压缸在位移范围±1mm内往复直线运动，频率20Hz。

上述方案中，所述直线导轨安装在实验平台的左端且靠近两侧的位置。

上述方案中，所述柔性连接件采用柔性联轴器。

上述方案中，所述第一套筒式联轴器和第二套筒式联轴器采用锥形套筒。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明机构简单，安装方便，能够实现高频高精度控制，成本较低，适合大众化普及与应用；

2.本发明采用直线导轨，直线液压缸对汽车飞轮沿轴向往复运动能够保持直线度；

3.本发明采用套筒式联轴器，套筒式联轴器采用锥形套筒，通过螺栓锁紧，随着螺栓的锁紧，对连接轴进行抱死，起到很好的连接作用；

4.本发明使用液压缸驱动摆动机构能够实现力的放大，即对液压动力机构的要求可以降低，减小成本。

附图说明

图1是本发明一实施方式的试验台结构示意图。

图中，1-支撑板；2-支撑斜块；3-伺服液压缸；4-活塞杆；5-摆动杆；6-第一套筒式联轴器；7-柔性联轴器；8-传动轴；9-汽车飞轮；10-伺服直线液压缸；11-伺服阀A；12-实验平台；13-拉压力传感器；14-直线导轨；15-拉扭传感器；16-轴承支座；17-摆动连接轴；18-伺服阀B；19-位移传感器；20-第二套筒式联轴器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明的目的是模拟汽车飞轮在汽车回转轴上的工作状态，测试汽车飞轮的可靠性和耐久性。在实验过程中，液压摆动机构在中位以20Hz高频往复摆动，带动传动轴转动，通过机械结构传递扭矩施加在汽车飞轮9上，从而对汽车飞轮9产生扭矩，扭矩峰值在5000N·m以下，伺服直线液压缸10在±1mm范围内做往复直线运动，频率20Hz，模拟实际工况。本发明的有益效果主要体现在：实验机构简单，成本较低，安装拆卸方便，能够实现高频高精度控制。

图1所示为本发明所述汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台的一种实施方式，所述汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台，其特征在于，包括支撑板1、支撑斜块2、伺服液压缸3、活塞杆4、摆动杆5、第一套筒式联轴器6、柔性联轴器7、传动轴8、汽车飞轮9、直线液压缸10、伺服阀A11、实验平台12、拉压力传感器13、直线导轨14、拉扭传感器15、轴承支座16、摆动连接轴17、伺服阀B18和位移传感器19。所述伺服液压缸3、活塞杆4、摆动杆5构成液压摆动机构。

所述实验平台12水平放置在地面上，实验平台12左端的两个挡板垂直安装在直线导轨14上，所述支撑板1固定安装在实验平台12最左端，所述支撑板1的上面的一端固定有支撑斜块2、且与支撑斜块2的直角面相接触，中间位置安装有所述轴承支座16，所述支撑斜块2的斜面上安装有伺服液压缸3，所述伺服液压缸3的缸壁上安装有伺服阀B18和位移传感器19，所述伺服液压缸3的活塞杆4与摆动杆5的一侧相连接，所述摆动杆5设有中心孔、且通过中心孔安装在摆动连接轴17上，摆动连接轴17的一端固定在所述轴承支座16上，另一端穿过实验平台12左端的第一个挡板和第二个挡板与传动轴8的一端连接，所述摆动连接轴17与传动轴8之间依次设有拉扭传感器15、第一套筒式联轴器6、柔性联轴器7和第二套筒式联轴器20，传动轴8的另一端穿过实验平台12的第三个挡板与直线液压缸10连接，所述传动轴8与直线液压缸10之间通过螺纹连接有拉压力传感器13，所述汽车飞轮9设有中心孔，通过中心孔安装在传动轴8上，所述直线液压缸10的底部固定在实验平台12右侧的挡板上，直线液压缸10的缸壁安装有伺服阀A11。

所述伺服液压缸3与位移传感器19电连接形成位置闭环控制系统，位移传感器19控制伺服液压缸3在±10mm位移范围内做往复运动。

所述伺服阀B18控制液压摆动机构在中位以20Hz高频往复摆动，带动传动轴8转动，通过机械结构传递扭矩施加在汽车飞轮9上，从而对汽车飞轮9产生扭矩，扭矩峰值在5000N·m以下，直线液压缸10在±1mm范围内做往复直线运动，频率20Hz。

所述直线导轨14安装在实验平台12的左端且靠近两侧的位置，在直线液压缸10对汽车飞轮9进行轴向往复运动过程中，能够有效在轴向进行往复运动而不受轴向力。

所述柔性联轴器7将摆动杆5和传动轴8连接起来，使之共同旋转以传递扭矩的。采用柔性联轴器7可以避免当偏差产生负荷时，刚性传递扭矩对汽车飞轮9造成损坏。

所述的第一套筒式联轴器6和第二套筒式联轴器20采用锥形套筒，通过螺栓锁紧，随着螺栓的锁紧，对连接轴进行抱死，起到很好的连接作用。

所述的直线液压缸10采用位移反馈，通过控制伺服阀A11使其在±1mm位移范围内做往复直线运动，频率20Hz，模拟汽车飞轮9沿轴向往复运动时的实际工况。

所述的机械结构提供汽车飞轮9夹具安装。使用缸驱动摆动机构能够实现力的放大，即对液压动力机构的要求可以降低，减小成本。

摆动扭矩的实现：在实验过程中，通过伺服阀B18控制摆动杆5在中位以20Hz高频往复摆动，带动传动轴8转动，通过机械结构传递扭矩施加在汽车飞轮9上，从而对汽车飞轮9产生扭矩，扭矩峰值在5000N·m以下。

直线往复运动的实现：伺服直线液压缸10在±1mm范围内做往复直线运动，频率20Hz，模拟实际工况，实现高频高精度控制。

总体工作方式是：调整摆动机构的振幅来调节施加到飞轮的扭矩，通过摆动机构的往复运动，从而对汽车飞轮9产生扭矩，扭矩峰值在5000N·m以下。伺服直线液压缸10在±1mm范围内做往复直线运动，频率20Hz，模拟实际工况。

本发明的试验原理：

摆动机构在以20Hz高频往复摆动，带动传动轴8转动，通过机械结构传递扭矩施加在汽车飞轮9上，从而对汽车飞轮9产生扭矩，扭矩峰值在范围内，伺服直线液压缸10在±1mm范围内做往复直线运动，频率20Hz，模拟实际工况，其试验目的是模拟飞轮安装在汽车回转轴上工作状态，测试汽车飞轮9的可靠性和耐久性。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台，其特征在于，包括支撑板(1)、支撑斜块(2)、伺服液压缸(3)、活塞杆(4)、摆动杆(5)、第一套筒式联轴器(6)、传动轴(8)、汽车飞轮(9)、直线液压缸(10)、伺服阀A(11)、实验平台(12)、拉压力传感器(13)、直线导轨(14)、拉扭传感器(15)、轴承支座(16)、摆动连接轴(17)、伺服阀B(18)和位移传感器(19)；

所述实验平台(12)左端的两个挡板垂直安装在直线导轨(14)上，所述支撑板(1)固定安装在实验平台(12)最左端，所述支撑板(1)的上面的一端固定有支撑斜块(2)、且与支撑斜块(2)的直角面相接触，中间位置安装有所述轴承支座(16)，所述支撑斜块(2)的斜面上安装有伺服液压缸(3)，所述伺服液压缸(3)的缸壁上安装有伺服阀B(18)和位移传感器(19)，所述伺服液压缸(3)的活塞杆(4)与摆动杆(5)的一侧相连接，所述摆动杆(5)设有中心孔、且通过中心孔安装在摆动连接轴(17)上，摆动连接轴(17)的一端固定在所述轴承支座(16)上，另一端穿过实验平台(12)左端的第一个挡板和第二个挡板与传动轴(8)的一端连接，所述摆动连接轴(17)与传动轴(8)之间依次设有拉扭传感器(15)、第一套筒式联轴器(6)、柔性连接件和第二套筒式联轴器(20)，传动轴(8)的另一端穿过实验平台(12)的第三个挡板与直线液压缸(10)连接，所述传动轴(8)与直线液压缸(10)之间通过螺纹连接有拉压力传感器(13)，所述汽车飞轮(9)设有中心孔，通过中心孔安装在传动轴(8)上，所述直线液压缸(10)的底部固定在实验平台(12)右侧的挡板上，直线液压缸(10)的缸壁安装有伺服阀A(11)。

2.根据权利要求1所述的一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台，其特征在于，所述伺服液压缸(3)与位移传感器(19)电连接形成位置闭环控制系统，所述位移传感器(19)控制伺服液压缸(3)往复运动的位移范围为±10mm内；

所述伺服阀B(18)控制摆动杆(5)的摆动频率为20Hz；

所述汽车飞轮(9)的扭矩峰值在5000N·m以下。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台，其特征在于，所述伺服阀A(11)控制直线液压缸(10)在位移范围±1mm内往复直线运动，频率20Hz。

4.根据权利要求1所述的一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台，其特征在于，所述直线导轨(14)安装在实验平台(12)的左端且靠近两侧的位置。

5.根据权利要求1所述的一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台，其特征在于，所述柔性连接件采用柔性联轴器(7)。

6.根据权利要求1所述的一种汽车用飞轮耐久性和可靠性试验台，其特征在于，所述第一套筒式联轴器(6)和第二套筒式联轴器(20)采用锥形套筒。