CN108332968A - 一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置，包括转速转矩传感器、左联结件、右联结件、左变频器、右变频器、充电供电电源以及控制台，左变速器‑电机总成中和右变速器‑电机总成成呈直线对称地设在所述转速转矩传感器的两侧，并通过左联结件和右联结件分别连接充电供电电源和转速转矩传感器，形成了能量循环闭环。解决了新能源汽车变速器总成磨合试验时只对变速器单独试验、只能磨合齿轮单方向工作的齿面的问题，也解决了变速器磨合试验台采用非汽车本身的驱动电机和负载电机带来的高成本和偏离实际运行情况的问题，以及解决了变速器磨合试验过程中不能对系统内部产生的能量进行合理有效利用，白白浪费能源的问题。

Description

一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置

技术领域

本发明涉及一种机械工程，特别涉及一种新能源汽车变速器磨合试验装置。

背景技术

汽车产业是我国经济发展的关键产业之一，而新能源汽车是最近几年逐渐发展起来的新兴产业，能源的紧缺，生态环境的日益恶化，使新能源汽车成为汽车产业发展的必然趋势，受到了越来越多的关注。

其中，变速器广泛应用于汽车领域，用于改变传动比，承担着传递动力的作用，变速器性能的好坏直接关系到汽车的运转性能。变速器作为汽车传动系统的主要总成之一，其性能的好坏对于汽车的动力性、燃油经济性、操作稳定性和安全性有直接的影响，因此变速器对于汽车的整体性能提升有很重要的作用。

早期的新能源汽车大多采用无变速器结构的电机直接连接主减速器的方案，固定速比减速器仅有一个挡位，使得新能源汽车电机常处在低效率区域，既浪费宝贵的电池能量又使得续驶里程减少，也提高了对牵引电机的要求。经过多年的实践证明，加装变速器的新能源汽车其综合性能远远优于不装载变速器的新能源汽车，新能源汽车变速器具有少档位、自动换挡、多动力源耦合等特征，并且能够极大改善新能源汽车整车运行条件、提高汽车续驶里程和动力性能，进一步提升能效、降低排放，使新能源汽车更加绿色、环保。但是新能源汽车无法直接使用传统变速器，需要对新能源汽车研发专用变速器，而变速器的质量对于汽车的性能至关重要，变速器作为新能源汽车的重要组成部分，在生产中为了验证变速器产品能否满足技术规范的全部要求，需要先进行变速器磨合试验及相应的参数检测，因此研发测试精度高、响应速度快、数字化、网络化、自动化及柔性化的变速器磨合试验装置及磨合方法，是新能源汽车变速器产品投放市场的必要前提。

由于新能源汽车需要研发专用变速器，所以也需要对新能源汽车变速器磨合试验检测进行研究，从而也就需要对新能源汽车变速器磨合试验台进行研发。

现有汽车变速器试验台及变速器试验装置技术主要存在以下几种情况：

①现有的磨合试验装置都是非对称的，虽然也有变速器加增速箱或者减速箱组合，但并不是完全对称式布置的，一次只能对一个变速器进行磨合，效率不高，且不能进行能量的循环利用，导致系统能耗高；

②在进行变速器磨合的时候往往需要拆卸变速器-电机总成结构、只能对变速器单独试验，一方面增加了操作的不便利性，另一方面试验工况/条件与汽车行驶的实际工况/条件相较甚远；

③磨合时一次只能磨合变速器齿轮单方向工作的齿面，磨合另外一个方向需要进行倒挡或者电机反转，并且驱动电机和负载电机采用非汽车本身的电机替代实际的发动机/电机来模拟实际工况，这样与实际的发动机/电机还是会有一定的区别，且采用非汽车本身的驱动电机和负载电机造成额外费用，提高成本。

1992-09-23公开的，公开号为2116896U的中国实用新型揭示了一种汽车变速器磨合试验台，利用电动机通过皮带传动驱动两相对安装的汽车变速器,磨合加载是通过液压泵来实现的,液压泵输出高压油驱动液压马达,液压马达与电动机一起驱动两台相对安装的汽车变速器,实现功率回收利用,磨合加载扭矩的大小取决于液压系统的压力,液压系统的压力由溢流阀调整,压力表指示,磨合不同的汽车变速器则通过更换连接套和万向节，同时完成两台汽车变速器的磨合。虽然其是通过液压马达与电动机一起驱动两台相对安装的汽车变速器，也进行能量回收再利用，具有节能减排的优点，但是只能对变速器单独试验，需要拆卸变速器-电机总成结构、而且其加载是通过液压泵来实现，能量回收也是通过液压来实现，属于机械封闭式变速器试验台，对转速的控制也有所限制，并且液压加载装置结构较复杂，后期维护费用较高。更重要的是，其驱动不是直线布置形式传递，而是采用皮带进行L形传递，动力传递有较大的损失，能量回收效率低，因此，该机械封闭式变速器试验台现已逐渐被淘汰。另外，L形传递导致不是完全对称式布置的，驱动端和加载端不能进行相互切换，不能实现变速器齿轮面的双向磨合。

2009-11-11公开的，公开号为101576437A的中国发明揭示了一种汽车变速器磨合试验台,磨合试验台包括传动轴和变速器安装台架,所述传动轴由左传动轴和右传动轴经万向节连接而成,所述右传动轴的右端部设有花键,所述左传动轴的左端穿过位于所述台架上的连接板后在该左传动轴套装有花键套。其通过传动轴,将发动机总成上变速器的转动带动变速器进行磨合试验,磨合时,只需先将待磨合变速器安装好,然后把花键套与变速器的主轴连接即可进行磨合,磨合效率大大提高,而且不需要单独安装变速器磨合试验台,只需在发动机总成检测台就可进行磨合,节省了厂房空间。虽然其是在发动机总成检测台进行磨合试验，但其发动机和待磨变速器是分离的，后期才进行连接试验，使试验过程不能很接近实际运行情况，而且这种先分离再连接导致仍有装拆过程，操作不便。另外，其没有加载装置，只能进行空载磨合，没有进行加载磨合，使磨合不够全面，效率不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置，解决了新能源汽车变速器总成磨合试验时需要拆卸变速器-电机总成结构、只能对变速器单独试验、只能磨合齿轮单方向工作的齿面，磨合另外一个方向需要进行倒挡或者电机反转的问题，也解决了变速器磨合试验台采用非汽车本身的驱动电机和负载电机带来的高成本以及变速器磨合试验过程中不能对系统内部产生的能量进行合理有效利用，白白浪费能源的问题。

本发明是这样实现的：一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置，包括转速转矩传感器、左联结件、右联结件、左变频器、右变频器、充电供电电源以及控制台，所述左联结件和右联结件对称地设在所述转速转矩传感器的两侧；

所述充电供电电源通过所述左变频器连接待磨合的左变速器-电机总成中的电机，所述左联结件的两端分别连接所述左变速器-电机总成中的变速器和所述转速转矩传感器；

所述充电供电电源通过所述右变频器连接待磨合的右变速器-电机总成中的电机，所述右联结件的两端分别连接所述右变速器-电机总成中的变速器和所述转速转矩传感器；

且所述左变速器-电机总成和所述右变速器-电机总成呈直线对称布置；

所述左变频器和所述右变频器均连接所述控制台。

进一步的，本发明还包括两个三相接头，所述左变频器和所述右变频器分别通过一所述三相接头连接所述充电供电电源。

进一步的，所述充电供电电源包括充电电池和市电充电器，所述充电电池能过该市电充电器连接市电电网，还分别连接所述左变频器和所述右变频器。

进一步的，本发明还包括大底座平台，所述左变速器-电机总成、所述右变速器-电机总成和所述速转矩传感器均设在该大底座平台上。

进一步的，本发明还包括固定在所述大底座平台上的传感器底座、左支撑装夹台和右支撑装夹台，所述速转矩传感器设在传感器底座上，所述左变速器-电机总成、所述右变速器-电机总成则分别设在所述左支撑装夹台和所述右支撑装夹台上。

进一步的，所述左支撑装夹台包括左支撑座、左滑台以及左夹台，所述左支撑座固定在所述大底座平台上，所述左滑台滑设在所述左支撑座上，所述左夹台固定在所述左滑台上用于夹持所述左变速器-电机总成；

所述右支撑装夹台包括右支撑座、右滑台以及右夹台，所述右支撑座固定在所述大底座平台上，所述右滑台滑设在所述右支撑座上，所述右夹台固定在所述右滑台上用于夹持所述右变速器-电机总成。

进一步的，所述左联结件包括相互匹配联结的左花键轴和左花键套，左花键轴连接左变速器-电机总成中的电机，左花键套所述转速转矩传感器；

所述右联结件包括相互匹配联结的右花键轴和右花键套，右花键轴连接右变速器-电机总成中的电机，右花键套所述转速转矩传感器。

本发明具有如下优点：

①直接对变速器-电机总成结构进行磨合试验，变速器-电机总成结构中的电机直接作为驱动电机和负载电机对变速器，由于电机是新能源汽车本身所使用的电机，因此能够使试验工况/条件更接近汽车行驶的实际工况/条件；

②对称分布的对拖式试验装置能够使其中一台变速器进行正向齿面磨合，另一台变速器则进行反向齿面磨合，当驱动电机和负载电机进行切换时，则可以进行变速器对应的相反面的齿面磨合，对变速器进行齿面双向磨合，使得驱动端变速器齿面与负载端变速器齿面均有相等的机会进行全面磨合，磨合速度快、效率高、效果好；

③将两台变速器-电机总成对称分布，一个作为驱动端时，另一个作为负载端，首尾相接成闭环，驱动端从储能装置(充电供电电源)获取电能，负载端对吸收发电给储能装置，形成能量的循环利用，使整个系统的大部分能耗是处于内部循环，实现了能量回馈、存储、再利用，让电能的消耗和生成进行互补系统上须补充损失的小部分，且驱动端和负载端成直线式布置，电能损耗低，有效提高能量的利用率，节能效果明显。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明试验装置一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，对于本发明的描述用一个较佳实施例进行介绍。

根据本发明的较佳实施例：其揭示的对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置100，包括转速转矩传感器1、左联结件2、右联结件3、左变频器4、右变频器5、充电供电电源6以及控制台7，所述左联结件2和右联结件3对称地设在所述转速转矩传感器1的两侧；且所述左联结件2包括相互匹配联结的左花键轴21和左花键套22，所述右联结件3包括相互匹配联结的右花键轴31和右花键套32。

所述充电供电电源6通过所述左变频器4连接待磨合的左变速器-电机总成200中的电机201，所述左联结件2的两端分别连接所述左变速器-电机总成200中的变速器202和所述转速转矩传感器1；具体是左花键轴21连接左变速器-电机总成200中的电机201，左花键套22所述转速转矩传感器1；

所述充电供电电源3通过所述右变频器5连接待磨合的右变速器-电机总成300中的电机301，所述右联结件5的两端分别连接所述右变速器-电机总成300中的变速器302和所述转速转矩传感器1；具体是右花键轴31连接右变速器-电机总成300中的电机301，右花键套32所述转速转矩传感器1。

且所述左变速器-电机总成200中和所述右变速器-电机总成300呈直线对称布置；

所述左变频器4和所述右变频器5均连接所述控制台7。本发明还包括两个三相接头8，所述左变频器4和所述右变频器5分别通过一所述三相接头8连接所述充电供电电源6。

所述充电供电电源6包括充电电池61和市电充电器62，所述充电电池61能过该市电充电器62连接市电电网，还分别连接所述左变频器4和所述右变频器5。

本发明还包括大底座平台91、左支撑装夹台92、右支撑装夹台93、传感器底座94。所述速转矩传感器1设在传感器底座94上，所述左变速器-电机总成200、所述右变速器-电机总成300则分别设在所述左支撑装夹台92和所述右支撑装夹台93上。

所述左支撑装夹台92包括左支撑座921、左滑台922以及左夹台923，所述左支撑座921固定在所述大底座平台91上，所述左滑台922滑设在所述左支撑座921上，所述左夹台933固定在所述左滑台922上用于夹持所述左变速器-电机总成200；

所述右支撑装夹台93包括右支撑座931、右滑台932以及右夹台933，所述右支撑座931固定在所述大底座平台91上，所述右滑台932滑设在所述右支撑座931上，所述右夹台933固定在所述右滑台932上用于夹持所述右变速器-电机总成300。

本发明的工作原理及操作过程：

1、左变速器-电机总成200和右变速器-电机总成300分别通过左支撑装夹台92、右支撑装夹台93固定好，通过伺服电机连接丝杠结构使左滑台922或右滑台932进行轴向尺寸的精确定位，通过变速器输出法兰端的花键轴(左花键轴21和右花键轴31)与转速转矩传感器1上的花键套(左花键套22和右花键套32)进行轴向的定位连接，轴向连接完毕后，可通过左变频控制器4对驱动电机(即左变速器-电机总成200中的电机201)进行速度的控制，从而控制右变速器-电机总成300中的变速器302的输出速度，驱动电机模拟新能源汽车驱动系统实际行驶的运行工况，为左变速器-电机总成200中的变速器201提供动力，通过转速转矩传感器1可测速度和转矩，并将速度传递到负载端变速器(即变速器302)，对负载电机(即右变速器-电机总成300中的电机301)进行转矩控制，负载端电机(电机301)是实现对试验台架的加载，负载电机模拟实际行驶中的阻尼或负载状况，此时电机301做发电机，将生成的电能传递到充电供电电源6的充电电池61中，充电电池61存储的电能也可供驱动端电机使用，从而构成了一个能量的封闭循环。驱动端从充电供电电源6获取电能，负载端吸收能量发电给充电供电电源6，形成能量的循环利用，使整个系统的大部分能耗是处于内部循环，系统上只需从市电电网补充损失的小部分电能，构成了电封闭，实现了内部系统能量的反馈、再利用，使得系统整体能耗低，有明显的节能效果。

2、在进行磨合时，对拖的两台变速器-电机总成结构互为动力和负载，可进行相互切换，共同完成磨合过程，所以一次上台架可以实现两台同种变速器同时磨合的任务，效率高；并且在磨合时驱动端与负载端变速器齿面均有相等的机会进行全面磨合--对拖式布置的试验装置能够使一台变速器进行正向齿面磨合，另一台变速器则进行反向齿面磨合，当驱动电机和负载电机进行切换时，则可以进行变速器对应的相反面的齿面磨合，实现变速器进行齿面双向磨合的效果，使得驱动端变速器齿面与负载端变速器齿面均有相等的机会进行全面磨合，磨合效率高、效果好。

3、动作顺序要求：待磨合的左变速器-电机总成200和右变速器-电机总成300同时上线并自动装夹→控制左滑台922的和右滑台932轴向移动精确定位→通过花键轴21、花键套22、转速转矩传感器1、花键轴31、花键套32将驱动端和负载端连接起来→通过低/中/高转速和低/中/高负载的依次组合进行磨合试验→转速转矩传感器1和油温传感器对转速、转矩、油温进行监控→切换驱动电机和负载电机进行变速器的齿面双向磨合→转速转矩传感器和油温传感器对转速、转矩、油温进行监控→磨合完毕下线→更换新的待磨合的两台变速器--电机总成同时上线→(如上步骤循环进行变速器磨合试验)。

和中国实用新型2116896U相比，本发明对拖式变速器磨合试验台属于电封闭试验台，通过相互对称的电机变速器总成直接加载，避免中间动力传递的能量损失。电封闭采用的是对电能直接回收，能量回收效率高，且结构相对简单。并且本专利试验台的驱动和加载端可以进行相互切换，互为驱动或者加载，使驱动端变速器齿面与负载端变速器齿面均有相等的机会进行全面磨合，实现变速器齿轮面的双向磨合，磨合效率高、效果好。

和中国发明101576437A相比，本发明对拖式变速器磨合试验台能够实现能量的循环利用。试验时驱动电机做电动机，从储能装置获取电能；负载电机则作为发电机，将生成的电能输送给储能装置进行存储，再将电能释放给驱动电机使用，从而形成能量的回收、循环再利用。整个系统的大部分能耗处于内部循环，系统从外部电网补充损失的小部分能量即可，系统整体能耗低，具有明显的节能效果，能够有效地提高能量的利用率。且电动机和变速器是总成合装，一体式的，试验时无需再进行连接，从效果和动力传递效率来讲优势更明显。并且本发明采用的是新能源汽车本身配备的电机和变速器总成，试验过程也更接近实际情况，符合新能源汽车的特点。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置，其特征在于：包括转速转矩传感器、左联结件、右联结件、左变频器、右变频器、充电供电电源以及控制台，所述左联结件和右联结件对称地设在所述转速转矩传感器的两侧；

所述充电供电电源通过所述左变频器连接待磨合的左变速器-电机总成中的电机，所述左联结件的两端分别连接所述左变速器-电机总成中的变速器和所述转速转矩传感器；

所述充电供电电源通过所述右变频器连接待磨合的右变速器-电机总成中的电机，所述右联结件的两端分别连接所述右变速器-电机总成中的变速器和所述转速转矩传感器；

且所述左变速器-电机总成和所述右变速器-电机总成呈直线对称布置；

所述左变频器和所述右变频器均连接所述控制台。

2.根据权利要求1所述的一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置，其特征在于：还包括两个三相接头，所述左变频器和所述右变频器分别通过一所述三相接头连接所述充电供电电源。

3.根据权利要求1或2所述的一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置，其特征在于：所述充电供电电源包括充电电池和市电充电器，所述充电电池能过该市电充电器连接市电电网，还分别连接所述左变频器和所述右变频器。

4.根据权利要求1所述的一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置，其特征在于：还包括大底座平台，所述左变速器-电机总成、所述右变速器-电机总成和所述速转矩传感器均设在该大底座平台上。

5.根据权利要求4所述的一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置，其特征在于：还包括固定在所述大底座平台上的传感器底座、左支撑装夹台和右支撑装夹台，所述速转矩传感器设在传感器底座上，所述左变速器-电机总成、所述右变速器-电机总成则分别设在所述左支撑装夹台和所述右支撑装夹台上。

6.根据权利要求1所述的一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置，其特征在于：

所述左支撑装夹台包括左支撑座、左滑台以及左夹台，所述左支撑座固定在所述大底座平台上，所述左滑台滑设在所述左支撑座上，所述左夹台固定在所述左滑台上用于夹持所述左变速器-电机总成；

所述右支撑装夹台包括右支撑座、右滑台以及右夹台，所述右支撑座固定在所述大底座平台上，所述右滑台滑设在所述右支撑座上，所述右夹台固定在所述右滑台上用于夹持所述右变速器-电机总成。

7.根据权利要求1所述的一种对拖式新能源汽车变速器磨合试验装置，其特征在于：

所述左联结件包括相互匹配联结的左花键轴和左花键套，左花键轴连接左变速器-电机总成中的电机，左花键套所述转速转矩传感器；

所述右联结件包括相互匹配联结的右花键轴和右花键套，右花键轴连接右变速器-电机总成中的电机，右花键套所述转速转矩传感器。