CN108344572B - 一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法及装置,其包括动力传动加载系统,动力传动加载系统和油液润滑系统均与湿式离合器包箱连接,且动力传动加载系统、油液润滑系统和湿式离合器包箱都与控制采集系统连接;动力传动加载系统包括动力电机,动力电机输出端与湿式离合器包箱输入轴连接,动力电机输出端设置有输入轴转速转矩传感器;湿式离合器包箱输出轴经联轴器与电涡流测功机连接;在湿式离合器包箱输出轴上设置有输出转速转矩传感器。本发明其能测试高速旋转工作状态下的湿式离合器在不同油液污染度下的耐用度,结合温度测量和损耗功率分析进行湿式离合器排污染耐受度判别。
Description
技术领域
本发明涉及一种大功率工程机械传动系统汇流行星排齿轮动态特性测量领域,特别是关于一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法及装置。
背景技术
汇流行星齿轮传动已经被广泛的应用到各种传动系统中。无论是在高速旋转机械,还是在大扭矩低速设备等诸多领域都己广泛推广采用。根据近几年对大功率工程机械传动装备使用中的技术状态统计,暴露出的问题主要包括系统润滑油污染度超标所引起的轴承和齿轮的磨损、换挡离合器、闭锁离合器摩擦片严重磨损,严重的磨损可能导致操纵件动作失灵和车辆失控,这些故障严重影响着机械的使用寿命。研究表明,工程机械故障率与油液污染相关度达到40%~50%,油液在使用过程中由于磨损颗粒逐渐增多,污染度会逐渐增大。随着传动装置寿命和可靠性要求的日益提高,研究传动装置在污染油液介质中的耐受度已变得尤为重要,该内容已成为提高传动装置工作可靠性的关键技术。目前很少有研究者采用不同污染度油液对汇流排试验样机进行可靠性实验研究。
油液分析技术是一项对机械设备使用的油液的物理化学性能及油液中所含磨屑杂物等进行分析的技术。综合传动装置的磨损颗粒悬浮于液压润滑系统之中,液压润滑系统在综合传动装置总体功能中发挥着重要作用,是必不可少的“血液循环”系统。润滑液压系统功能的优劣和可靠与否,对摩擦元件的磨损、系统冷却、密封、传动系统控制品质等有直接影响,对液力机械综合传动装置的整体性能、寿命、可靠性等有着重要作用。
目前,汇流行星排磨损主要指滚针轴承隔环和行星轮轴磨损。现阶段主要有有限元法、油液分析技术法及基于振动信号等研究手段。车辆传动部件的磨损与使用工况和传动系统润滑油的更换有直接关系,传动系统中齿轮的失效有很大程度是因为润滑失效造成的,车辆的养护周期与车辆行驶的工况有相当大的关系,车辆使用中恶劣工况会加剧传动油液失效,工况较好的情况下换油周期可以延长。
为实现不同污染度油液下汇流行星排故障的预防及工作状态的实时精确检测,通过开展不同污染度油液的可靠性寿命实验,提出一种新的污染耐受度PR(PollutionResilience)实验测试评价方法。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法及装置,其能测试高速旋转工作状态下的汇流行星排在不同油液污染度下的耐用度,通过对油液的颗粒进行在线实时监测和离线分析,结合温度测量和损耗功率分析进行汇流行星排污染耐受度判别。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法,其特征在于包括以下步骤:1)设置湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验装置,该装置包括动力电机、冷水机、电涡流测功机、油液润滑系统和控制器;动力电机输出端经联轴器与湿式离合器包箱输入轴连接;冷水机分别与油液润滑系统和电涡流测功机连接,电涡流测功机经联轴器与湿式离合器包箱输出轴连接;控制器控制动力电机、冷水机、电涡流测功机、油液润滑系统工作;油液润滑系统包括由油箱、出油泵和回油泵构成的润滑泵站、流量阀、油液磨粒在线监测装置和油液采样装置,出油泵的出口与湿式离合器包箱入口连接,在润滑泵站之间入口处设置有油液磨粒在线监测装置,在出油泵的出口与湿式离合器包箱入口之间设置有流量阀,油液采样装置与湿式离合器包箱连接,在油液采样装置与湿式离合器包箱之间设置有采油阀;2)启动冷水机、润滑泵站和控制器,并进入自检模式,自检正常后进入试验准备阶段;3)试验准备阶段:设定操作参数,包括动力电机转速、采样周期、水压流量、油液压力、流量和温度,以及电涡流测功机内的水温和水压;4)启动冷水机,判断水压流量是否满足预先设定的要求,满足则进行试验;5)与步骤4)同步,启动润滑泵站,调节流量阀,并判断流量压力是否满足预先设定的要求,满足则进入步骤6),反之重新调节流量阀;6)对油箱内的润滑油液进行加热,并判断油液温度是否满足预先设定的要求,不满足则对润滑泵站中油箱内的润滑油液继续加热;反之,则启动动力电机、油液磨粒在线监测装置和油液采样装置;7)关闭采油阀,并判断是否达到预先设定的采样周期,达到则打开采油阀进行油样采集,并对油样进行铁谱和光谱分析,并记录结果;反之,持续关闭采油阀;8)润滑油液经油液磨粒在线监测装置中的感应线圈监测后得到油液中磨粒通过的波形,记录通过的磨粒数和磨粒大小;由油液磨粒在线监测结果对油液中磨损颗粒数进行污染度等级划分,进而对油液的污染度进行判定;9)动力电机启动后,判断转速是否达到预先设定的转速转矩值,并启动电涡流测功机,观察湿式离合器包箱是否正常运行;反之则重新设定转速;
当电涡流测功机启动后,判断电涡流测功机是否达到预先设定的加载量,达到则进行试验,并记录结果;反之重新设定电涡流测功机的加载量;同时并观察水温报警器是否报警,如果报警则调节冷水机的输出压力和流量;10)与步骤4)、步骤5)同步,启动控制器,进行数据采集,采集输入轴转速转矩传感器、输出轴转速转矩传感器以及湿式离合器包箱内温度传感器采集到的数据,并采集油液磨粒在线监测装置的监测结果;由温度测量和转速转矩测量结果得到湿式离合器摩擦片磨损量,由摩擦片磨损量和液磨粒在线监测装置的监测结果得到湿式离合器油液污染耐受度。
进一步,所述步骤10)中,湿式离合器油液污染耐受度具体判断方法包括以下步骤:10.1)根据油液磨粒在线监测结果及磨粒数,对照NAS 1638得出油液污染度;10.2)根据温度测量、转速转矩测量结果得到湿式离合器摩擦片磨损量Lm为:
其中,lm为湿式离合器单次接合过程摩擦片的磨损量;E为离合器在单次接合过程中由滑摩产生的热量;vm为离合器摩擦片磨损速率;Am为摩擦面积;10.3)根据摩擦片磨损量和液磨粒在线监测装置的监测结果确定磨粒数量与磨损量的关系,进而由实时磨粒数获得相应的实时磨损量;磨粒数量与磨损量的关系式为:
y=c1*f(x1)+c2*f(x2)+c3*f(x3)+c4*f(x4);
式中,y表示根据磨粒数量换算出的总磨损量,xi表示表示某一区间i内的磨粒数量,i=1,2,3,4;ci表示某一区间i的磨损量函数拟合系数;f()表示各区间段磨粒数与磨损量的变化关系函数yi=f(xi),yi表示某一磨粒尺寸区间对应的磨损量;10.4)基于实时磨损量判断的油液污染耐受度PR:
PR=1-(磨损量y/允许的总磨损量y总)*100%。
一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验装置,其特征在于:该试验台包括动力传动加载系统、油液润滑系统和控制采集系统;所述动力传动加载系统和油液润滑系统均与所述湿式离合器包箱连接,且所述动力传动加载系统、油液润滑系统和湿式离合器包箱都与所述控制采集系统连接;所述动力传动加载系统包括动力电机、电涡流测功机、输入轴转速转矩传感器、输出轴转速转矩传感器和惯量盘;所述动力电机输出端经联轴器与所述湿式离合器包箱输入轴连接,所述动力电机输出端还设置有所述输入轴转速转矩传感器,所述输入轴转速转矩传感器将采集到的动力电机输出轴转速和转矩信号传输至所述控制采集系统,由所述控制采集系统控制所述动力电机的工作,所述输入轴转速转矩传感器与所述湿式离合器包箱之间还设置有所述惯量盘;所述湿式离合器包箱输出轴经联轴器与所述电涡流测功机连接;在所述湿式离合器包箱输出轴上设置有所述输出转速转矩传感器,该输出转速转矩传感器将采集到的湿式离合器包箱输出轴转速和转矩信号传输至所述控制采集系统,由所述控制采集系统控制所述电涡流测功机的加载工作,进而控制所述湿式离合器包箱输出轴的加载工况。
进一步,所述动力传动系统还包括冷水机,所述冷水机由所述控制采集系统控制其工作;所述冷水机分别与所述油液润滑系统和电涡流测功机连接。
进一步,所述油液润滑系统包括润滑泵站、流量阀、润滑油冷却器和油液磨粒在线监测装置;所述润滑泵站由所述控制采集系统控制工作;所述润滑泵站的出口与所述湿式离合器包箱入口连接,所述湿式离合器包箱出口经所述润滑油冷却器与所述润滑泵站的入口连接;在所述润滑油冷却器与所述润滑泵站之间还设置有所述油液磨粒在线监测装置,用于监测返回所述润滑泵站的润滑油液内磨粒状况;所述润滑泵站的出口与所述湿式离合器包箱入口之间设置有所述流量阀,所述流量阀由所述控制采集系统控制;所述润滑油冷却器与所述冷水机连接。
进一步,所述润滑泵站包括油箱、出油泵和回油泵;所述油箱出口与所述出油泵入口连接,所述油箱入口与所述回油泵出口连接,所述出油泵的出口与所述湿式离合器包箱入口连接,所述回油泵的入口经所述润滑油冷却器与所述湿式离合器包箱出口连接;所述出油泵和回油泵由所述控制采集系统控制其工作;所述油箱内还设置有由所述控制采集系统控制的加热器。
进一步,所述油箱内设置有温度传感器,所述温度传感器将检测到的润滑油液温度信号传输至所述控制采集系统。
进一步,所述出油泵和回油泵的入口和出口处都设置有压力传感器和流量传感器;所述压力传感器和流量传感器将检测到的润滑油液状态信号传输至所述控制采集系统。
进一步,所述油液润滑系统还包括油液采样装置;该油液采样装置与所述湿式离合器包箱连接,在所述油液采样装置与搜书湿式离合器包箱之间还设置有采油阀。
进一步,所述控制采集系统包括信号调理箱、数据采集卡和控制器;所述输入轴转速转矩传感器、输出轴转速转矩传感器、温度传感器、压力传感器和流量传感器将采集的到信号都传输至所述信号调理箱内,经搜书信号调理箱处理后经所述数据采集卡传输搜书至控制器;所述控制器根据接收到的数据控制所述动力电机、电涡流测功机、润滑泵站、冷水机和油液磨粒在线监测装置工作。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明采用了油压可控、润滑流量可调、油温可调(可实现恒温)的油液循环控制系统模拟污染油液的工作状况,散热器、冷水机、温度传感器、油箱加热器形成闭环控制系统,温度能稳定控制在固定范围内。2、本发明采用电涡流测功机进行负载的工况模拟,能精确的模拟车辆在起步、爬坡、制动时的负载工况,负载输出范围广。3、本发明的试验台采用油液磨粒在线监测系统,对油液中的颗粒数量进行实时监测,同时结合温度和功率损耗测量结果,可以得到油液的污染耐受度情况。4、本发明可以结合油液离线分析方法,采用光谱和铁谱技术对污染油液进行磨粒含量和形貌分析,可以量化分析湿式离合器包箱在不同污染度下的磨损情况。5、本发明为预防磨损故障的发生提供可靠的技术参数。本发明不但可以评价得出油液的污染耐受度,还可以研究齿轮在恶劣工作环境下的磨损失效问题。
综上所述,本发明在不同污染度油液下的负载模拟试验台,通过油液磨粒在线检测和离线分析,结合温度测量、功率损耗和传动效率分析,研究湿式离合器油液在不同工况环境下的耐受度。
附图说明
图1是本发明的装置整体结构示意图;
图2是本发明的油液循环系统结构示意图;
图3是本发明的控制采集系统结构示意图;
图4是本发明的试验方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示,本发明提供一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验装置,其包括动力传动加载系统、油液润滑系统和控制采集系统。动力传动加载系统和油液润滑系统均与湿式离合器包箱连接,且动力传动加载系统、油液润滑系统和湿式离合器包箱都与控制采集系统连接。
如图1所示,动力传动加载系统包括动力电机、电涡流测功机、输入轴转速转矩传感器、输出轴转速转矩传感器和惯量盘。动力电机输出端经联轴器与湿式离合器包箱输入轴连接,动力电机作为动力源输出转速和转矩,在动力电机输出端还设置有输入轴转速转矩传感器,输入轴转速转矩传感器将采集到的动力电机输出轴转速和转矩信号传输至控制采集系统,由控制采集系统控制动力电机的工作;在输入轴转速转矩传感器与湿式离合器包箱之间还设置有惯量盘。湿式离合器包箱输出轴经联轴器与电涡流测功机连接;在湿式离合器包箱输出轴上设置有输出转速转矩传感器,该输出转速转矩传感器将采集到的湿式离合器包箱输出轴转速和转矩信号传输至控制采集系统,由控制采集系统控制电涡流测功机的加载工作,进而控制湿式离合器包箱输出轴的加载工况。
上述实施例中,动力传动加载系统还包括冷却装置,冷却装置分别与油液润滑系统和湿式离合器包箱连接,用于为湿式离合器包箱和油液润滑系统内的冷却器进行冷却。在本实施例中,冷却装置可以采用冷水机;其中,冷水机内的冷却循环介质采用纯净水。
上述各实施例中,电涡流测功机内置水温报警器,当温度高于预先设定值、水压小于设定值时发出报警信号,提供保护作用。
如图2所示,油液润滑系统包括润滑泵站、流量阀、润滑油冷却器和油液磨粒在线监测装置;润滑泵站由油箱、出油泵和回油泵构成,油液磨粒在线监测装置采用现有设备即可。油箱出口与出油泵入口连接,油箱入口与回油泵出口连接;出油泵、回油泵和流量阀由控制采集系统控制工作。出油泵的出口与湿式离合器包箱入口连接,湿式离合器包箱出口经润滑油冷却器与回油泵的入口连接。位于回油泵入口处,在润滑油冷却器与回油泵之间设置有油液磨粒在线监测装置,用于监测返回润滑泵站的润滑油液内磨粒状况。使用时,油箱中中的润滑油经出油泵、湿式离合器包箱流出后,进入润滑油冷却器内冷却,冷却后的润滑油液经回油泵返回油箱,再经出油泵的出口泵入湿式离合器包箱。其中,在出油泵的出口与湿式离合器包箱入口之间还设置有流量阀,流量阀由控制采集系统控制;润滑油冷却器与冷水机连接。
上述实施例中,油箱内还设置有由控制采集系统控制的加热器。
上述各实施例中,油液润滑系统还包括油液采样装置;该油液采样装置通过与湿式离合器包箱连接,用于试验过程中的油样。在油液采样装置与湿式离合器包箱之间还设置有采油阀。
上述各实施例中,出油泵和回油泵的入口和出口处都设置有压力传感器和流量传感器;位于油箱内设置有温度传感器。压力传感器、温度传感器和流量传感器将检测到的润滑油液状态信号传输至控制采集系统。
上述各实施例中,在湿式离合器包箱上还设置有温度传感器,将检测到的温度信号传输至控制采集系统。
如图3所示,控制采集系统包括信号调理箱、数据采集卡和控制器。输入轴转速转矩传感器、输出轴转速转矩传感器、温度传感器、压力传感器和流量传感器将采集的到信号都传输至信号调理箱内,经信号调理箱处理后经数据采集卡传输至控制器。控制器根据接收到的数据控制动力电机、电涡流测功机、润滑泵站、冷水机和油液磨粒在线监测装置工作。
上述实施例中,数据采集卡选用NI公司M系列PCI-6225采集卡,80个测试通道,采样率为1.25MS/s,2路16位模拟输出通道,高达24路数字I/O,2个32位计数器。
综上所述,本发明的试验台在使用时,油液润滑系统能极大程度的模拟出污染油液在湿式离合器包箱中的工作状况。按照试验要求,将污染的油样通入油箱,在湿式离合器包箱入口和出口都设置温度传感器、流量传感器和压力传感器,通过调节油泵的控制变频输出和流量阀设置油液的流量和压力,油温的控制油箱内的加热器进行加热,湿式离合器包箱在运行过程中也会产生热量传递到油液中,油液温度稳定在85~90℃之间,并采用油液磨粒在线监测装置监测油液中的磨粒变化情况从而分析汇流行星排齿轮的磨损状况,进行时时分析。
如图4所示,本发明还提供一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法,汇流行星排油液污染耐受度试验采用高污染度的使用的废油与新油勾兑的方式进行,将电涡流测功机调整到一定的负载下,对汇流排的耐受度进行试验,试验完成后进行拆解对行星排的齿轮、轴承进行拆解,通过对轴承滚轴的直径,齿轮的表面形貌进行检测分析。通过试验对行星排在不同污染度油液下的失效进行对比,得出不同污染度油液下,行星排的工作情况。
其包括以下步骤:
1)启动冷水机、润滑泵站和控制器,并进入自检模式,自检正常后进入试验准备阶段:将对传输至控制器的数据进行分析、校对,如若数据有误,将提示相对应的错误信息,并针对提供的错误信息进行设备调试、维修和校准后,再次进入自检模式,直至自检正常后,进入试验准备阶段。
2)试验准备阶段:设定操作参数,包括动力电机转速、采样周期、水压流量、油液压力、流量和温度,以及电涡流测功机内的水温和水压。
3)启动冷水机,判断水压流量是否满足预先设定的要求,满足则进行试验。
4)与步骤3)同步,启动润滑泵站,调节流量阀,并判断流量压力是否满足预先设定的要求,满足则进入步骤5),反之重新调节流量阀;
5)对油箱内的润滑油液进行加热,并判断油液温度是否满足预先设定的要求,不满足则对油箱内的润滑油液继续加热;反之,则启动动力电机、油液磨粒在线监测装置和油液采样装置。
6)关闭采油阀,并判断是否达到预先设定的采样周期,达到则打开采油阀进行油样采集,并对油样进行铁谱和光谱分析,并记录结果;反之,持续关闭采油阀;其中,铁谱和光谱分析都采用现有技术在此不再赘述。
7)润滑油液经油液磨粒在线监测装置中的感应线圈监测后得到油液中磨粒通过的波形,记录通过的磨粒数和磨粒大小;由油液磨粒在线监测结果对油液中磨损颗粒数进行污染度等级划分,进而对油液的污染度进行判定。
8)动力电机启动后,判断转速转矩是否达到预先设定值,达到则存储转速转矩值,并启动电涡流测功机,观察湿式离合器包箱是否正常运行;反之则重新设定转速;
当电涡流测功机启动后,判断电涡流测功机是否达到预先设定的加载量,达到则进行试验,并记录结果;反之重新设定电涡流测功机的加载量;同时并观察水温报警器是否报警,如果报警则调节冷水机的输出压力和流量。
9)与步骤3)、步骤4)同步,启动控制器,进行数据采集,采集输入轴转速转矩传感器、输出轴转速转矩传感器以及湿式离合器包箱内温度传感器采集到的数据,并采集油液磨粒在线监测装置的监测结果;由温度测量和转速转矩测量结果得到湿式离合器摩擦片磨损量,由摩擦片磨损量和液磨粒在线监测装置的监测结果得到湿式离合器油液污染耐受度;
湿式离合器油液污染耐受度具体判断方法包括以下步骤:
9.1)根据油液磨粒在线监测结果及磨粒数,对照NAS 1638得出油液污染度。
标准磨粒尺寸范围(μm)为:5~15,15~25,20~50,50~100和>100,NAS 1638污染度等级为00至12。
实验中利用磨粒在线监测和磨粒数可直接测得油液中不同尺寸范围内污染物的颗粒数,再由实验数据对照NAS1638污染度等级标准判断出离合器油液污染度。
9.2)在各种油液污染度下,根据温度测量、转速转矩测量结果得到湿式离合器摩擦片磨损量。
在湿式离合器接合过程中,离合器损失的功率主要为摩擦片与对偶钢片滑摩功率,得到离合器单次接合中,忽略摩擦表面油膜的影响,摩擦副产生的滑摩功,算出离合器单摩擦副单次接合造成的平均温升:实验过程中通过转速转矩传感器测得的转速转矩即可得到离合器的功率损失。离合器在单次接合过程中由滑摩产生的热量主要来自摩擦片和对偶钢片两个摩擦表面,假设摩擦片和对偶钢片平均分配了这些热量,即离合器单次接合时间,对应摩擦片产生的热量。
根据温度对磨损速率的影响规律得出摩擦片磨损量Lm为:
其中,lm为湿式离合器单次接合过程摩擦片的磨损量;E为离合器在单次接合过程中由滑摩产生的热量;vm为离合器摩擦片磨损速率;Am为摩擦面积。
9.3)根据摩擦片磨损量和油液磨粒在线监测装置的监测结果确定磨粒数量与磨损量的关系,进而由实时磨粒数获得相应的实时磨损量;
其中,磨粒数量与磨损量的关系式为:
y=c1*f(x1)+c2*f(x2)+c3*f(x3)+c4*f(x4);
式中,y表示根据磨粒数量换算出的总磨损量,xi表示表示某一区间i内的磨粒数量,i=1,2,3,4,在本实施例中,四个区间分别为5-15μm、15-25μm、25-50μm和50-100μm;ci表示某一区间i的磨损量函数拟合系数,i=1,2,3,4;f()表示各区间段磨粒数与磨损量的变化关系函数yi=f(xi),yi表示某一磨粒尺寸区间对应的磨损量,i=1,2,3,4。
通过磨粒数与磨损量的关系式,就可以根据直接得到的磨粒数量求出离合器摩擦片磨损量的变化趋势,可以更加清晰直观地实时掌握离合器摩擦片的磨损程度。
9.4)基于实时磨损量判断的油液污染耐受度PR:
PR=1-(磨损量y/允许的总磨损量y总)*100%,
在磨损初期,新的摩擦副没有磨损,磨损量等于零,污染耐受度PR等于1,耐受污染度油液的能力最强;随着磨损时间的增长,磨损量增大,污染耐受度PR降低,耐受污染油液的能力变弱。
实施例:本发明将大功率工程车辆传动系统一定换油周期的传动油液收集,用于同种传动系统汇流行星排当中,继续用于试验台实验,采用本发明的试验方法,模拟履带车辆行驶的不同工况,监测汇流行星排的油液污染度及能耗损失,测试汇流行星排的磨损失效状况,设定不同工况,对汇流行星排一定污染度下的能耗损失与磨损程度进行观察与检测,从而选择控制车辆的换油周期。
本发明仅以上述实施例进行说明,各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上,凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换,均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (2)
1.一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法,其特征在于包括以下步骤:
1)设置湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验装置,该装置包括动力电机、冷水机、电涡流测功机、油液润滑系统和控制器;动力电机输出端经联轴器与湿式离合器包箱输入轴连接;冷水机分别与油液润滑系统和电涡流测功机连接,电涡流测功机经联轴器与湿式离合器包箱输出轴连接;控制器控制动力电机、冷水机、电涡流测功机、油液润滑系统工作;
油液润滑系统包括由油箱、出油泵和回油泵构成的润滑泵站、流量阀、油液磨粒在线监测装置和油液采样装置,出油泵的出口与湿式离合器包箱入口连接,在润滑泵站之间入口处设置有油液磨粒在线监测装置,在出油泵的出口与湿式离合器包箱入口之间设置有流量阀,油液采样装置与湿式离合器包箱连接,在油液采样装置与湿式离合器包箱之间设置有采油阀;
2)启动冷水机、润滑泵站和控制器,并进入自检模式,自检正常后进入试验准备阶段;
3)试验准备阶段:设定操作参数,包括动力电机转速、采样周期、水压流量、油液压力、流量和温度,以及电涡流测功机内的水温和水压;
4)启动冷水机,判断水压流量是否满足预先设定的要求,满足则进行试验;
5)与步骤4)同步,启动润滑泵站,调节流量阀,并判断流量压力是否满足预先设定的要求,满足则进入步骤6),反之重新调节流量阀;
6)对油箱内的润滑油液进行加热,并判断油液温度是否满足预先设定的要求,不满足则对润滑泵站中油箱内的润滑油液继续加热;反之,则启动动力电机、油液磨粒在线监测装置和油液采样装置;
7)关闭采油阀,并判断是否达到预先设定的采样周期,达到则打开采油阀进行油样采集,并对油样进行铁谱和光谱分析,并记录结果;反之,持续关闭采油阀;
8)润滑油液经油液磨粒在线监测装置中的感应线圈监测后得到油液中磨粒通过的波形,记录通过的磨粒数和磨粒大小;由油液磨粒在线监测结果对油液中磨损颗粒数进行污染度等级划分,进而对油液的污染度进行判定;
9)动力电机启动后,判断转速是否达到预先设定的转速转矩值,并启动电涡流测功机,观察湿式离合器包箱是否正常运行;反之则重新设定转速;
当电涡流测功机启动后,判断电涡流测功机是否达到预先设定的加载量,达到则进行试验,并记录结果;反之重新设定电涡流测功机的加载量;同时并观察水温报警器是否报警,如果报警则调节冷水机的输出压力和流量;
10)与步骤4)、步骤5)同步,启动控制器,进行数据采集,采集输入轴转速转矩传感器、输出轴转速转矩传感器以及湿式离合器包箱内温度传感器采集到的数据,并采集油液磨粒在线监测装置的监测结果;由温度测量和转速转矩测量结果得到湿式离合器摩擦片磨损量,由摩擦片磨损量和液磨粒在线监测装置的监测结果得到湿式离合器油液污染耐受度。
2.如权利要求1所述方法,其特征在于:所述步骤10)中,湿式离合器油液污染耐受度具体判断方法包括以下步骤:
10.1)根据油液磨粒在线监测结果及磨粒数,对照NAS 1638得出油液污染度;
10.2)根据温度测量、转速转矩测量结果得到湿式离合器摩擦片磨损量Lm为:
其中,lm为湿式离合器单次接合过程摩擦片的磨损量;E为离合器在单次接合过程中由滑摩产生的热量;vm为离合器摩擦片磨损速率;Am为摩擦面积;
10.3)根据摩擦片磨损量和液磨粒在线监测装置的监测结果确定磨粒数量与磨损量的关系,进而由实时磨粒数获得相应的实时磨损量;
磨粒数量与磨损量的关系式为:
y=c1*f(x1)+c2*f(x2)+c3*f(x3)+c4*f(x4);
式中,y表示根据磨粒数量换算出的总磨损量,xi表示某一区间i内的磨粒数量,i=1,2,3,4;ci表示某一区间i的磨损量函数拟合系数;f()表示各区间段磨粒数与磨损量的变化关系函数yi=f(xi),yi表示某一磨粒尺寸区间对应的磨损量;
10.4)基于实时磨损量判断的油液污染耐受度PR:
PR=1-(磨损量y/允许的总磨损量y总)*100%。
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