CN107131963B - 无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统，包括高响应极细热电偶、环状铝盒、离合器钢片、无线供电发射线圈、无线供电接收线圈、铁氧体隔磁片、硬件电路、发射天线和接收天线；极细热电偶灌封在离合器钢片内，与钢片通过接触式测温得到摩擦表面近似温度；无线供电发射线圈对接收线圈供能，产生能对硬件电路供电的稳压；极细热电偶采集到的信号通过硬件电路调理发射，由接收天线接收；硬件电路灌封于环状铝盒内；无线供电发射线圈和接收线圈分别固定于离合器外壳内壁和环状铝盒外壁并由铁氧体隔磁片保护。本发明采用极细热电偶传感器，具有响应快，测温准，寿命长，耐油等优点，能够得到任意工况下摩擦表面温度场瞬时分布。

Description

无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统
技术领域
本发明涉及湿式多片离合器温度测量技术，具体涉及一种无线传输式湿式多片离合器摩擦钢片瞬态温度场的测量系统。
背景技术
随着车辆行业的快速发展，体积小、传递扭矩大、控制系统简单、换向时间短，使用寿命长、具有良好散热性能和传动性能的湿式离合器得到广泛地应用。由于湿式离合器的主要失效形式是热失效，即由于湿式离合器摩擦片与钢片相互摩擦产生不均匀的温度场，导致摩擦表面各处所受热应力不均匀导致离合器破坏，所以在对湿式离合器的研究当中，对离合器钢片表面温度场分布的研究十分重要。
测量湿式离合器摩擦表面温度场通常有热电偶埋入法与红外测温法。红外测温法虽然响应时间短，但受其非接触式测温的限制，需要在摩擦表面打孔测量，破坏摩擦表面温度场，且容易受到湿式离合器内油液和摩擦过程中产生的金属碎屑影响。因此，为了得到整个湿式离合器摩擦钢片表面的温度场大致分布，以监测整个摩擦钢片的状态，迫切需要一种能够测量湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场的测量系统。
专利CN103967963A公开了一种基于神经网络预测的DCT湿式离合器温度的测量方法。该方法通过测量离合器出油口甩出油温度推测湿式离合器表面温度，虽然测量方便，但是无法得到整个湿式离合器的温度场分布。专利CN201320475815.6公开了一种离合器摩擦片工作温度测量系统，该系统结构简单，能够模拟湿式离合器实际运行工况，但只能够测量摩擦表面相同半径处的瞬态温度，无法对整个摩擦钢片表面温度场进行监测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统，在湿式离合器在正常工作过程中，对摩擦副表面整体温度场进行实时准确的监测，为湿式离合器的设计和研究提供参数。
实现本发明目的的技术方案为：一种无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统，包括高响应极细热电偶、环状铝盒、离合器钢片、无线供电发射线圈、无线供电接收线圈、铁氧体隔磁片、硬件电路、发射天线和接收天线；
所述高响应极细热电偶固定于设有热电偶安装孔的离合器钢片内；所述硬件电路固定于环状铝盒内，硬件电路与高响应极细热电偶、无线供电接收线圈和发射天线连接，用于实现无线供电并对采集到的温度信号进行调理与发送；所述环状铝盒和发射天线固定在主油缸外壁；所述铁氧体隔磁片覆盖于环状铝盒表面和离合器外壳内壁表面；所述无线供电接收线圈固定在环状铝盒表面铁氧体隔磁片上；所述无线供电发射线圈固定在离合器外壳内壁铁氧体隔磁片上，与外部电源连接；环状铝盒、硬件电路、无线供电发射线圈、无线供电接收线圈、铁氧体隔磁片、离合器钢片的轴线在同一线上；所述油缸推板在主油缸充油后挤压摩擦片与离合器钢片，并由挡板限位，使离合器摩擦片与离合器钢片在离合器运行时能够紧密接合进行传动。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明通过接触式测温，可以在不破坏摩擦表面温度场的情况测量离合器摩擦表面瞬时温度；(2)本发明采用了高响应极细热电偶作为测温传感器，具有响应速度快、准确性高、不受杂质以及油液影响的特点，能够直接测量离合器摩擦表面瞬态温度； (3)本发明通过径向与环向两方面进行传感器布阵，能够以最少的温度测点反映整个离合器摩擦钢片表面的瞬态温度场；(4)本发明通过无线供电方式对温度调理电路和遥测发射电路进行供电，避免了布置走线的繁琐步骤，使整个系统结构更加清晰简单。
附图说明
图1为本发明无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统的结构示意图。
图2为传感器安装盘的俯视图。
图3为传感器安装盘的剖面视图。
图4为环状铝盒、无线供电接收线圈、铁氧体隔磁片和非金属耐高温压片的配合示意图。
图5为无线供电发射线圈、铁氧体隔磁片和离合器外壳的安装示意图。
图6为一种无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统的工作框图。
附图中：1—离合器外壳；2—环状铝盒；3—硬件电路；4—无线供电发射线圈；5 —无线供电接收线圈；6—铁氧体隔磁片；7—发射天线；8—油缸推板；9—高响应极细热电偶；10—主油缸；11—挡板；12—离合器钢片；13—接收天线；14—连接螺栓；15 —非金属耐高温压片。
具体实施方式
为了详细说明本发明的技术内容，实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图进行详细说明。
结合图1-图3，本发明的一种无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统，包括高响应极细热电偶9、环状铝盒2、离合器钢片12、无线供电发射线圈4、无线供电接收线圈5、铁氧体隔磁片6、硬件电路3、发射天线7和接收天线13；
所述高响应极细热电偶9固定于设有热电偶安装孔的离合器钢片12内；所述硬件电路3固定于环状铝盒2内，硬件电路3与高响应极细热电偶9、无线供电接收线圈5 和发射天线7连接，用于实现无线供电并对采集到的温度信号进行调理与发送；所述环状铝盒2和发射天线7固定在主油缸10外壁；所述铁氧体隔磁片6覆盖于环状铝盒2 表面和离合器外壳1内壁表面；所述无线供电接收线圈5固定在环状铝盒2表面铁氧体隔磁片6上；所述无线供电发射线圈4固定在离合器外壳1内壁铁氧体隔磁片6上，与外部电源连接；环状铝盒2、硬件电路3、无线供电发射线圈4、无线供电接收线圈5、铁氧体隔磁片6、离合器钢片12的轴线在同一线上；所述油缸推板8在主油缸充油后挤压摩擦片与离合器钢片12，并由挡板11限位，使离合器摩擦片与离合器钢片12在离合器运行时能够紧密接合进行传动。
进一步的，如图6所示，硬件电路3包括无线供电发射电路、无线供电接收电路、温度调理电路、遥测发射电路，无线供电发射电路用于将外接电源的直流电信号转变成高频交流电，无线供电接收电路用于将接收到的高频交流电整流滤波稳压，为其他电路模块供电，温度调理电路用于将热电偶采集到的温度信号进行调理，遥测发射电路用于将调理后的温度信号编码调制并发射出去。
进一步的，所述的硬件电路3通过灌封胶固定于环状铝盒2内。
进一步的，所述的高响应极细热电偶9通过高温导热胶灌封固定于离合器钢片12安装孔内。
进一步的，如图4、图5所示，所述的铁氧体隔磁片6通过金属胶固定在环状铝盒 2表面和离合器外壳1内壁表面上；所述的无线供电发射线圈4通过金属胶固定在离合器外壳1内壁表面铁氧体隔磁片6上。
进一步的，所述的发射天线7 通过螺栓固定于主油缸10外壁上；所述的环状铝盒2通过连接螺栓14固连在主油缸10外壁上；所述的无线供电接收线圈5通过金属胶限位在环状铝盒2凹槽内，通过非金属耐高温压片15固定在环状铝盒2表面铁氧体隔磁片6 上；非金属耐高温压片15通过连接螺栓14固连在环状铝盒2上。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1～5所示，一种无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统，包括高响应极细热电偶9a～9i、环状铝盒2、离合器钢片12、无线供电发射线圈4、无线供电接收线圈5、铁氧体隔磁片6、硬件电路3、发射天线7和接收天线13；
高响应极细热电偶9a～9i通过高温胶灌封固定于打有热电偶安装孔的离合器钢片 12内，离合器钢片12通过外齿轮啮合安装于离合器内。
硬件电路3通过灌封胶固定于环状铝盒2内。硬件电路3与高响应极细热电偶9、无线供电接收线圈5和发射天线7通过导线连接。
发射天线7 通过螺栓固定于主油缸10外壁上；环状铝盒2通过连接螺栓14固定在主油缸10外壁。铁氧体隔磁片6覆盖于环状铝盒2表面和离合器外壳1内壁表面，并通过金属胶粘接。无线供电接收线圈5被非金属耐高温压片15压在环状铝盒2凹槽内，非金属耐高温压片15通过连接螺栓14固定在环状铝盒2表面铁氧体隔磁片6上。无线供电发射线圈4通过金属胶粘接在离合器外壳1内壁铁氧体隔磁片6上，与外部电源连接。环状铝盒2、无线供电发射线圈4、无线供电接收线圈5、铁氧体隔磁片6、离合器钢片12的轴线在同一线上。
该测量系统采用高响应极细热电偶9a～9i测量离合器钢片12表面瞬态温度，其测量原理：在离合器接合过程中，摩擦表面产生的热量通过热传导传递到高响应极细热电偶9a～9i测温头处，高响应极细热电偶9a～9i通过接触式测温将温度信号送入硬件电路3中的温度调理电路，调理后的信号通过遥测发射电路编码调制并由发射天线7发射出去，再由接收天线13接收信号，送入计算机记录离合器钢片12表面温度。
该测量系统可应用于不同型号的湿式多片离合器，通过在钢片不同位置处布置的高响应极细热电偶9a～9i测点，可以有效地得到各个不同时刻下的摩擦表面瞬态温度场分布规律。高响应极细热电偶9a～9i探头体积小，热容量小，有效降低了响应时间并提高了测温准确度，能够实时地对湿式离合器摩擦表面温度进行监测。

Claims (5)

1.一种无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统，其特征在于：包括高响应极细热电偶(9)、环状铝盒(2)、离合器钢片(12)、无线供电发射线圈(4)、无线供电接收线圈(5)、铁氧体隔磁片(6)、硬件电路(3)、发射天线(7)和接收天线(13)；
所述高响应极细热电偶(9)固定于设有热电偶安装孔的离合器钢片(12)内；所述硬件电路(3)固定于环状铝盒(2)内，硬件电路(3)与高响应极细热电偶(9)、无线供电接收线圈(5)和发射天线(7)连接，用于实现无线供电并对采集到的温度信号进行调理与发送；所述环状铝盒(2)和发射天线(7)固定在主油缸(10)外壁；所述铁氧体隔磁片(6)覆盖于环状铝盒(2)表面和离合器外壳(1)内壁表面；所述无线供电接收线圈(5)固定在环状铝盒(2)表面铁氧体隔磁片(6)上；所述无线供电发射线圈(4)固定在离合器外壳(1)内壁铁氧体隔磁片(6)上，与外部电源连接；环状铝盒(2)、硬件电路(3)、无线供电发射线圈(4)、无线供电接收线圈(5)、铁氧体隔磁片(6)、离合器钢片(12)的轴线在同一线上；油缸推板(8)在主油缸充油后挤压摩擦片与离合器钢片(12)，并由挡板(11)限位，使离合器摩擦片与离合器钢片(12)在离合器运行时能够紧密接合进行传动；
所述的硬件电路(3)包括无线供电发射电路、无线供电接收电路、温度调理电路、遥测发射电路，无线供电发射电路用于将外接电源的直流电信号转变成高频交流电，无线供电接收电路用于将接收到的高频交流电整流滤波稳压，为其他电路模块供电，温度调理电路用于将热电偶采集到的温度信号进行调理，遥测发射电路用于将调理后的温度信号编码调制并发射出去。
2.根据权利要求1所述的无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统，其特征在于：所述的硬件电路(3)通过灌封胶固定于环状铝盒(2)内。
3.根据权利要求1所述的无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统，其特征在于：所述的高响应极细热电偶(9)通过高温导热胶灌封固定于离合器钢片(12)安装孔内。
4.根据权利要求1所述的无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统，其特征在于：所述的铁氧体隔磁片(6)通过金属胶固定在环状铝盒(2)表面和离合器外壳(1)内壁表面上；所述的无线供电发射线圈(4)通过金属胶固定在离合器外壳(1)内壁表面铁氧体隔磁片(6)上。
5.根据权利要求1所述的无线传输式湿式离合器摩擦钢片瞬态温度场测量系统，其特征在于：所述的发射天线(7 )通过螺栓固定于主油缸(10)外壁上；所述的环状铝盒(2)通过连接螺栓(14)固连在主油缸(10)外壁上；所述的无线供电接收线圈(5)通过金属胶限位在环状铝盒(2)凹槽内，通过非金属耐高温压片(15)固定在环状铝盒(2)表面铁氧体隔磁片(6)上；非金属耐高温压片(15)通过连接螺栓(14)固连在环状铝盒(2)上。
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