CN108731937B - 干式双离合器总成综合性能测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干式双离合器总成综合性能测试设备，其特征是在呈水平设置的测试平台上支撑干式双离合器，并分别设置用于提供驱动力的驱动机构、用于离合控制的离合控制机构、用于模拟动力传动的传动机构、用于模拟道路阻力矩的模拟机构和用于加载制动的液压加载制动机构；在离合器输出轴上设置扭矩仪、在分离轴承和离合器压盘上设置位移传感器、在离合器压盘上设置压力传感器。本发明用于干式双离合器总成的综合性能测试，为提高产品质量提供依据，并能用于针对干式双离合器的疲劳寿命进行测试。

Description

干式双离合器总成综合性能测试设备

技术领域

本发明涉及一种干式双离合器总成性能综合测试设备，更具体地说是一种用于测定离合过程中离合器分离轴承位移、离合器总成中压盘位移、各离合器传递的扭矩、各离合器压盘间相互关系的测试机，并能用于针对干式双离合器的疲劳寿命进行测试。

背景技术

离合器安装在发动机与变速箱之间，用于切断或传递动力，在起步过程中将发动机发出的扭矩传递给变速箱输入轴，在换挡和停车时离合器从动盘与压盘以及飞轮分离切断动力的传输，以便于换挡和停车。与普通的离合器相比，干式双离合器由于在与发动机结合的状态下不存在动力损失，因而具有更好的燃料效率。动力传输性能是评价离合器优劣的重要指标，研究干式双离合器在结合和分离过程中的动力传递情况对于掌握干式离合器性能以及改进离合器设计具有重要意义，迄今未见相关测设设备的公开报导。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种干式双离合器总成综合性能测试设备，针对干式双离合器离合过程中的位移及传递扭矩进行测试，通过测量获得干式双离合器在结合与分离过程中各个轴的扭矩和分离机构以及压盘的位移之间的变化关系，从而为提高产品质量提供依据。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案：

本发明干式双离合器总成综合性能测试设备，在所述干式双离合器中具有第一离合器和第二离合器，第一离合器输出轴为实心轴，第二离合器输出轴是套装在第一离合器输出轴上的空心轴；其结构特点是呈水平设置测试平台，在所述测试平台的中部支撑干式双离合器，在所述测试平台上分别设置有驱动机构、离合控制机构、传动机构、道路阻力矩模拟机构和液压加载制动机构；

所述驱动机构包括：在所述测试平台上固定设置调速电机，所述调速电机的动力输出轴通过皮带驱动动力输入轴的转动，在所述动力输入轴上设置有储能飞轮，所述动力输入轴通过法兰与所述干式双离合器的离合器从动盘相连，带动离合器从动盘旋转；

所述离合控制机构包括：

提供动力的步进电机，所述步进电机固定设置在测试平台上，步进电机输出轴的轴端通过第三联轴器连接丝杠，与所述丝杠配合设置有螺纹筒，所述丝杠支撑在第二支架上；

第一离合器凸轮和第二离合器凸轮分别与所述螺纹筒固联，由步进电机通过丝杠及螺纹筒驱动所述第一离合器凸轮和第二离合器凸轮形成径向位移；

第一离合器分离杠杆的一端固定在第二支架上，第一离合器分离杠杆的中部利用第一支点弹簧抵于第一离合器凸轮的外圆周面，形成第一支点，第一离合器分离杠杆的另一端和第一离合器执行机构的一端相连接；所述第一离合器执行机构的另一端抵于第一离合器分离套筒的前端面，所述第一离合器分离套筒的尾部端面抵于第一离合器分离轴承的端面；

第二离合器分离杠杆的一端固定在第二支架上，第二离合器分离杠杆的中部利用第二支点弹簧抵于第二离合器凸轮的外圆周面，形成第二支点，第二离合器分离杠杆的另一端和第二离合器执行机构的一端相连接；所述第二离合器执行机构的另一端抵于第二离合器分离套筒的前端面，所述第二离合器分离套筒的尾部端面抵于第二离合器分离轴承的端面；

所述传动机构包括：

设置所述第一离合器用于控制奇数档位，第二离合器用于控制偶数档位；在所述第一离合器输出轴的轴端固定设置有奇数档齿轮，在所述第二离合器输出轴的轴端固定设置有偶数挡齿轮；设置一段中间轴，在所述中间轴上同轴固联有第一齿轮、第二齿轮和同轴齿轮，所述第一齿轮与奇数档齿轮相啮合，所述第二齿轮与偶数挡齿轮相啮合，所述同轴齿轮处于第一齿轮的外侧，所述同轴齿轮与动力输出齿轮相啮合，所述动力输出齿轮固定设置在动力输出轴的轴端，通过同轴齿轮和动力输出齿轮的啮合将动力传递到动力输出轴，在所述动力输出轴上设置有惯性飞轮；

所述道路阻力矩模拟机构是：采用盘式制动器，在所述盘式制动器中，摩擦制动盘固定安装在动力输出轴上，由液压控制器控制活塞的移动，实现摩擦片对摩擦制动盘的抱合，对离合器施加阻力矩以模拟道路阻力；

所述液压加载制动机构是：

在测试平台上固定设置第一支架，在所述第一支架中呈水平设置有燕尾滑槽，在所述燕尾滑槽中安装一对摩擦片支架，并有摩擦片铆接在一对摩擦片支架的内侧，所述一对摩擦片支架能够沿所述燕尾滑槽相向滑动，利用所述摩擦片对摩擦轮形成合抱实现加载；所述摩擦轮固联在加载制动轴的一端，所述加载制动轴的另一端通过第二联轴器与动力输出轴相连接。

本发明干式双离合器总成综合性能测试设备的结构特点也在于：位于所述一对摩擦片支架的外侧对称设置由液压缸和液压推杆构成的液压驱动机构，利用液压缸带动液压推杆，进而推动摩擦片支架水平移动，实现加载；在一对摩擦片支架之间设置有卸载弹簧。

本发明干式双离合器总成综合性能测试设备的结构特点也在于：按如下形式设置信号采集系统：

第一扭矩仪，其一端通过第三联轴器与第一离合器输出轴轴连，另一端通过第四联轴器与奇数档齿轮的齿轮轴相轴连，实时检测第一离合器输出轴的传递扭矩；

第二扭矩仪，其一端通过第五联轴器与第二离合器输出轴轴连，另一端通过第六联轴器与偶数挡齿轮的齿轮轴相轴连，实时检测第二离合器输出轴的传递扭矩；

针对第一离合器分离轴承设置第一分离轴承位移传感器，针对第二离合器分离轴承设置第二分离轴承位移传感器，用于实时检测离合器分离轴承的位置信息；

针对第一离合器压盘设置第一压盘位移传感器，针对第二离合器压盘设置第二压盘位移传感器，用于实时检测各离合器压盘的位置信息；

针对第一离合器压盘设置第一压盘压力传感器，针对第二离合器压盘设置第二压盘压力传感器，用于实时检测各离合器压盘的压力信息。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明测试设备在步进电机和离合器之间设置飞轮储能机构，使离合器更接近真实的工作状态，提高了测试结果的准确性。

2、本发明测试设备在离合器输出轴和负载之间增加了道路阻力矩机构，能够更加真实地模拟离合器的工作状态。

3、本发明通过实时控制分离机构的位移，能够准确控制离合器的结合与分离，在离合器分离完成时自动加载制动，能够缩短测试周期提高测试效率。

4、本发明中被测离合器呈水平安装状态，与汽车实际行驶过程中离合器状态一致，测试结果更加可靠。

附图说明

图1为本发明总体的结构示意图；

图2为本发明中离合器执行机构示意图；

图3为本发明中液压加载制动机构结构示意图；

图4为本发明传感器布置示意图；

图中标号：1测试平台，2调速电机，3储能飞轮，4安全防护罩，5保护罩，6皮带，7带轮，8第一轴承，9动力输入轴，10第二轴承，11干式双离合器，12第一离合器压盘，13第二离合器压盘，14第一离合器执行机构，15第二离合器执行机构，16第一离合器分离轴承，17第二离合器分离轴承，18法兰，19离合器从动盘，20第一离合器摩擦片，21第二离合器摩擦片，22第一离合器分离套筒，23第二离合器分离套筒，24第一离合器输出轴，25第二离合器输出轴，26第五联轴器，27第二扭矩仪，28第六联轴器，29偶数挡齿轮，30第三联轴器，31第一扭矩仪，32第四联轴器，33奇数挡齿轮，34第二齿轮，35中间轴，36第一齿轮，37同轴齿轮，38动力输出齿轮，39动力输出轴，40安全罩，41第三轴承，42惯性飞轮，43摩擦片，44盘式制动器，45活塞，46摩擦制动盘，47第二联轴器，48加载制动轴，49第一支架，50燕尾滑槽，51液压缸，52液压推杆，53摩擦片支架，54卸载弹簧，55摩擦轮，56摩擦片，57步进电机，58步进电机输出轴，59第三联轴器，60丝杠，61第二离合器凸轮，62第一离合器凸轮，63第二支点弹簧，64第一支点弹簧，65第一离合器分离杠杆，66第二离合器分离杠杆，67第二支架，68第一压盘压力传感器，69第一压盘位移传感器，70第二压盘位移传感器，71第二压盘压力传感器，72第一分离轴承位移传感器，73第二分离轴承位移传感器。

具体实施方式

参见图1，本实施例中干式双离合器11中具有第一离合器和第二离合器，第一离合器输出轴24为实心轴，第二离合器输出轴25是套装在第一离合器输出轴24上的空心轴。

本实施例中干式双离合器总成综合性能测试设备的结构设置为：呈水平设置测试平台1，在测试平台1的中部支撑干式双离合器11，在测试平台1上分别设置有驱动机构、离合控制机构、传动机构、道路阻力矩模拟机构和液压加载制动机构。

如图1所示，驱动机构包括：在测试平台1上固定设置调速电机2，调速电机2的动力输出轴通过皮带6和皮带7驱动动力输入轴9的转动，在动力输入轴9上设置有储能飞轮3，动力输入轴9通过法兰18与干式双离合器11的离合器从动盘19相连，用于带动离合器从动盘19的旋转；具体实施中，在测试平台1上，沿着调速电机2的输出轴的轴向设置纵向导槽，调速电机2支撑在纵向导槽中，并能沿纵向导槽调整纵向位置，动力输入轴9由第一轴承8和第二轴承10进行支承，为了保障安全，针对储能飞轮3设置安全防护罩4，针对皮带6和带轮7设置保护罩5。

如图1和图2所示，离合控制机构包括：

提供动力的步进电机57固定设置在测试平台1上，步进电机输出轴58的轴端通过第三联轴器59连接丝杠60，与丝杠60配合设置有螺纹筒，丝杠60支撑在第二支架67上。

第一离合器凸轮62和第二离合器凸轮61分别与螺纹筒固联，由步进电机57通过丝杠及螺纹筒驱动第一离合器凸轮62和第二离合器凸轮61形成径向位移。

第一离合器分离杠杆65的一端固定在第二支架67上，第一离合器分离杠杆65的中部利用第一支点弹簧64抵于第一离合器凸轮62的外圆周面，形成第一支点，第一离合器分离杠杆65的另一端和第一离合器执行机构14的一端相连接；第一离合器执行机构14的另一端抵于第一离合器分离套筒22的前端面，第一离合器分离套筒22的尾部端面抵于第一离合器分离轴承16的端面；利用第一离合器分离杠杆65、通过第一离合器执行机构14推动第一离合器分离套筒22实现第一离合器的离合，从而实现第一离合器摩擦片20与离合器从动盘19之间的扭矩传递。

第二离合器分离杠杆66的一端固定在第二支架67上，第二离合器分离杠杆66的中部利用第二支点弹簧63抵于第二离合器凸轮61的外圆周面，形成第二支点，第二离合器分离杠杆66的另一端和第二离合器执行机构15的一端相连接；第二离合器执行机构15的另一端抵于第二离合器分离套筒23的前端面，第二离合器分离套筒23的尾部端面抵于第二离合器分离轴承17的端面；利用第二离合器分离杠杆66、通过第二离合器执行机构15推动第二离合器分离套筒23实现第二离合器的离合，从而实现第二离合器摩擦片21与离合器从动盘19之间的扭矩传递。

如图1所示，传动机构包括：

设置第一离合器用于控制奇数档位，第二离合器用于控制偶数档位；在第一离合器输出轴24的轴端固定设置有奇数档齿轮33，在第二离合器输出轴25的轴端固定设置有偶数挡齿轮29；设置一段中间轴35，在中间轴35上同轴固联有第一齿轮36、第二齿轮34和同轴齿轮37，其中，第一齿轮36与奇数档齿轮33相啮合，第二齿轮34与偶数挡齿轮29相啮合，同轴齿轮37处于第一齿轮36的外侧，同轴齿轮37与动力输出齿轮38相啮合，动力输出齿轮38固定设置在动力输出轴39的轴端，通过同轴齿轮37和动力输出齿轮38的啮合将动力传递到动力输出轴39，在动力输出轴39上设置有惯性飞轮42，通过调整惯性飞轮42的质量，可以模拟不同车辆配置的当量惯量，满足不同车型测试要求。

如图1所示，道路阻力矩模拟机构是：

采用盘式制动器44，在盘式制动器44中，摩擦制动盘46固定安装在由第三轴承41支撑的动力输出轴39上，由液压控制器控制活塞45的移动，实现摩擦片43对摩擦制动盘46的抱合，对离合器施加阻力矩以模拟道路阻力，为了保障安全，将道路阻力矩模拟机构和惯性飞轮42设置在安全罩40中。

如图1和图3所示，液压加载制动机构是：

在测试平台1上固定设置第一支架49，在第一支架49中呈水平设置有燕尾滑槽50，在燕尾滑槽50中安装一对摩擦片支架53，并有摩擦片56铆接在一对摩擦片支架53的内侧，一对摩擦片支架53能够沿燕尾滑槽50相向滑动，利用摩擦片56对摩擦轮55形成合抱实现加载；摩擦轮55固联在加载制动轴48的一端，加载制动轴48的另一端通过第二联轴器47与动力输出轴39相连接；位于一对摩擦片支架53的外侧对称设置由液压缸51和液压推杆52构成的液压驱动机构，利用液压缸51带动液压推杆52，进而推动摩擦片支架53水平移动，实现加载；在一对摩擦片支架53之间设置有卸载弹簧54。

如图4所示，本实施例中按如下形式设置信号采集系统：

第一扭矩仪31的一端通过第三联轴器30与第一离合器输出轴24轴连，另一端通过第四联轴器32与奇数档齿轮33的齿轮轴相轴连，实时检测第一离合器输出轴24的传递扭矩；

第二扭矩仪27的一端通过第五联轴器26与第二离合器输出轴25轴连，另一端通过第六联轴器28与偶数挡齿轮29的齿轮轴相轴连，实时检测第二离合器输出轴25的传递扭矩。

针对第一离合器分离轴承16设置第一分离轴承位移传感器72，针对第二离合器分离轴承17设置第二分离轴承位移传感器73，用于实时检测离合器分离轴承的位置信息。

针对第一离合器压盘12设置第一压盘位移传感器69，针对第二离合器压盘13设置第二压盘位移传感器70，用于实时检测各离合器压盘的位置信息。

针对第一离合器压盘12设置第一压盘压力传感器68，针对第二离合器压盘13设置第二压盘压力传感器71，用于实时检测各离合器压盘的压力信息。

在测试中，利用电机控制器设定调速电机2的转速，利用液压控制器设定预加负载，启动调速电机2和步进电机57，调速电机输出轴为电机的动力输出轴，驱动动力输入轴9转动，并由动力输入轴9带动离合器从动盘19旋转；步进电机57驱动丝杠60旋转，利用转动的丝杠使凸轮机构形成径向位移，从而使离合器分离机构推动分离轴承实现离合器的离合；在离合过程中各传感器实施记录离合器的相应部件的位移及离合器传递扭矩。

当第一离合器恰好完全结合时，由步进电机控制器控制第一离合器执行机构进行分离，同时控制第二离合器执行机构使第二离合器进行结合，液压控制器控制液压加载制动装置给加载制动轴48加载制动直至停止，离合器从动盘19停止转动后，步进电机控制器再次控制离合器的执行机构，离合器开始结合并进入下一次测试。在测试过程中第一扭矩仪31用来实时检测由第一离合器输出轴24所传递的扭矩，第二扭矩仪27用于实时检测由第二离合器输出轴25所传递的扭矩；第一分离轴承位移传感器72用来测量第一离合器分离轴承的位移；第二分离轴承位移传感器73用来测量第二离合器分离轴承位移；第一压盘位移传感器69用来测量第一离合器压盘位移；第二压盘位移传感器70用来测量第二离合器压盘位移。各传感器将测得的实时数据传递给电脑，电脑综合测得的压盘压力、扭矩、压盘位移和分离轴承位移变化绘制出离合器结合分离过程中位移-扭矩、位移-压盘压力关系图。

Claims (3)

1.一种干式双离合器总成综合性能测试设备，在所述干式双离合器(11)中具有第一离合器和第二离合器，第一离合器输出轴(24)为实心轴，第二离合器输出轴(25)是套装在第一离合器输出轴(24)上的空心轴；其特征是呈水平设置测试平台(1)，在所述测试平台(1)的中部支撑干式双离合器(11)，在所述测试平台(1)上分别设置有驱动机构、离合控制机构、传动机构、道路阻力矩模拟机构和液压加载制动机构；

所述驱动机构包括：在所述测试平台(1)上固定设置调速电机(2)，所述调速电机(2)的动力输出轴通过皮带(6)驱动动力输入轴(9)的转动，在所述动力输入轴(9)上设置有储能飞轮(3)，所述动力输入轴(9)通过法兰(18)与所述干式双离合器(11)的离合器从动盘(19)相连，带动离合器从动盘(19)旋转；

所述离合控制机构包括：

提供动力的步进电机(57)，所述步进电机(57)固定设置在测试平台(1)上，步进电机输出轴(58)的轴端通过第三联轴器(59)连接丝杠(60)，与所述丝杠(60)配合设置有螺纹筒，所述丝杠(60)支撑在第二支架(67)上；

第一离合器凸轮(62)和第二离合器凸轮(61)分别与所述螺纹筒固联，由步进电机(57)通过丝杠及螺纹筒驱动所述第一离合器凸轮(62)和第二离合器凸轮(61)形成径向位移；

第一离合器分离杠杆(65)的一端固定在第二支架(67)上，第一离合器分离杠杆(65)的中部利用第一支点弹簧(64)抵于第一离合器凸轮(62)的外圆周面，形成第一支点，第一离合器分离杠杆(65)的另一端和第一离合器执行机构(14)的一端相连接；所述第一离合器执行机构(14)的另一端抵于第一离合器分离套筒(22)的前端面，所述第一离合器分离套筒(22)的尾部端面抵于第一离合器分离轴承(16)的端面；

第二离合器分离杠杆(66)的一端固定在第二支架(67)上，第二离合器分离杠杆(66)的中部利用第二支点弹簧(63)抵于第二离合器凸轮(61)的外圆周面，形成第二支点，第二离合器分离杠杆(66)的另一端和第二离合器执行机构(15)的一端相连接；所述第二离合器执行机构(15)的另一端抵于第二离合器分离套筒(23)的前端面，所述第二离合器分离套筒(23)的尾部端面抵于第二离合器分离轴承(17)的端面；

所述传动机构包括：

设置所述第一离合器用于控制奇数档位，第二离合器用于控制偶数档位；在所述第一离合器输出轴(24)的轴端固定设置有奇数档齿轮(33)，在所述第二离合器输出轴(25)的轴端固定设置有偶数挡齿轮(29)；设置一段中间轴(35)，在所述中间轴(35)上同轴固联有第一齿轮(36)、第二齿轮(34)和同轴齿轮(37)，所述第一齿轮(36)与奇数档齿轮(33)相啮合，所述第二齿轮(34)与偶数挡齿轮(29)相啮合，所述同轴齿轮(37)处于第一齿轮(36)的外侧，所述同轴齿轮(37)与动力输出齿轮(38)相啮合，所述动力输出齿轮(38)固定设置在动力输出轴(39)的轴端，通过同轴齿轮(37)和动力输出齿轮(38)的啮合将动力传递到动力输出轴(39)，在所述动力输出轴(39)上设置有惯性飞轮(42)；

所述道路阻力矩模拟机构是：采用盘式制动器(44)，在所述盘式制动器(44)中，摩擦制动盘(46)固定安装在动力输出轴(39)上，由液压控制器控制活塞(45)的移动，实现摩擦片(43)对摩擦制动盘(46)的抱合，对离合器施加阻力矩以模拟道路阻力；

所述液压加载制动机构是：

在测试平台(1)上固定设置第一支架(49)，在所述第一支架(49)中呈水平设置有燕尾滑槽(50)，在所述燕尾滑槽(50)中安装一对摩擦片支架(53)，并有摩擦片(56)铆接在一对摩擦片支架(53)的内侧，所述一对摩擦片支架(53)能够沿所述燕尾滑槽(50)相向滑动，利用所述摩擦片(56)对摩擦轮(55)形成合抱实现加载；所述摩擦轮(55)固联在加载制动轴(48)的一端，所述加载制动轴(48)的另一端通过第二联轴器(47)与动力输出轴(39)相连接。

2.根据权利要求1所述的干式双离合器总成综合性能测试设备，其特征是：位于所述一对摩擦片支架(53)的外侧对称设置由液压缸(51)和液压推杆(52)构成的液压驱动机构，利用液压缸(51)带动液压推杆(52)，进而推动摩擦片支架(53)水平移动，实现加载；在一对摩擦片支架(53)之间设置有卸载弹簧(54)。

3.根据权利要求1所述的干式双离合器总成综合性能测试设备，其特征是按如下形式设置信号采集系统：

第一扭矩仪(31)，其一端通过第三联轴器(30)与第一离合器输出轴(24)轴连，另一端通过第四联轴器(32)与奇数档齿轮(33)的齿轮轴相轴连，实时检测第一离合器输出轴(24)的传递扭矩；

第二扭矩仪(27)，其一端通过第五联轴器(26)与第二离合器输出轴(25)轴连，另一端通过第六联轴器(28)与偶数挡齿轮(29)的齿轮轴相轴连，实时检测第二离合器输出轴(25)的传递扭矩；

针对第一离合器分离轴承(16)设置第一分离轴承位移传感器(72)，针对第二离合器分离轴承(17)设置第二分离轴承位移传感器(73)，用于实时检测离合器分离轴承的位置信息；

针对第一离合器压盘(12)设置第一压盘位移传感器(69)，针对第二离合器压盘(13)设置第二压盘位移传感器(70)，用于实时检测各离合器压盘的位置信息；

针对第一离合器压盘(12)设置第一压盘压力传感器(68)，针对第二离合器压盘(13)设置第二压盘压力传感器(71)，用于实时检测各离合器压盘的压力信息。