CN108871743A - 一种湿式离合器可视化测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种湿式离合器可视化测试装置，包括箱体组件、输入组件、输出组件和控制组件，箱体组件包括箱体和透明箱盖，箱体右端为套筒，箱体左端开口，透明箱盖固定于箱体左端开口处，输入组件中的输入轴可转动地装配于套筒内，输出组件中的输出轴穿过输入轮毂和输入轴，并与输入轮毂和输入轴可转动地连接，检测装置中的高速相机安装于透明箱盖外部，传感器固定于透明箱盖上的相应传感器安装孔内。本发明中透明盖板与摩擦片便可形成一组摩擦副，透过透明盖板可直接观测油膜运动情况，并且通过检测装置能实时检测湿式离合器的工作性能。

Description

一种湿式离合器可视化测试装置

技术领域

本发明涉及离合器测试装置，尤其涉及一种湿式离合器可视化测试装置。

背景技术

离合器是自动变速系统中的重要组成部分，离合器主要分为干式离合器和湿式离合器，湿式离合器在接合过程中因滑磨而产生的热量可迅速被冷却油带走，能有效地控制摩擦副表面温度，进而减少表面磨损，多用于作业负荷大、操纵频繁的换档变速系统中。

湿式离合器在发展的同时，也在不断的改进和更新，因此，需要对其结构、控制和检测系统等各方面进行理论与试验研究，以进一步改进其性能。北京理工大学胡继斌于2012年1月在《Experimental Research on Drag Torque for Single-plate Wet Clutch》一文中公开了一种单板湿式离合器实验台，该实验台主机外箱与摩擦片采用透明材料，可观察摩擦片间油膜情况，但其被动端固定，不能检测输出转矩与调节摩擦片间的间隙大小，且实验台主机工作时油液飞溅影响观察效果。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种湿式离合器可视化测试装置，可直接观测实际工况下摩擦副油膜运动情况。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种湿式离合器可视化测试装置，包括箱体组件、输入组件、输出组件和控制组件，所述控制组件包括活塞、碟形弹簧和压片，所述箱体组件包括箱体和透明箱盖，所述箱体右端为套筒，套筒上开有控制油口和润滑油口，箱体左端开口，所述透明箱盖固定于箱体左端开口处，并将箱体左端开口密封；

所述输入组件包括输入齿轮、输入轴、输入轮毂和钢片，所述输入轴可转动地装配于箱体右端套筒内，并与箱体密封设置；

所述输出组件包括输出轴、输出轮毂和摩擦片，所述输出轴穿过输入轮毂和输入轴，并与输入轮毂和输入轴可转动地连接，所述钢片和摩擦片形成摩擦副，所述透明箱盖的右端面设有环形凸台，所述环形凸台与相邻的摩擦片之间形成摩擦副。

优选地，还包括检测装置，所述检测装置包括计算机、与计算机连接的高速摄像机、入口压力传感器、入口温度传感器、摩擦副位移传感器、摩擦副压力传感器和摩擦副温度传感器，所述高速摄像机安装于箱体外部，并正对透明箱盖，所述高速摄像机、入口压力传感器、入口温度传感器、摩擦副位移传感器、摩擦副压力传感器和摩擦副温度传感器将测得的信号传递给计算机。

优选地，所述输入轴上与控制油口和润滑油口对应的位置分别设有周向环形的第一导油槽和第二导油槽，输入轴上还分别设有径向的第一油孔和第二油孔，所述第一油孔通过第一导油槽与控制油口连通，所述第二油孔通过第二导油槽与润滑油口连通，所述输入齿轮同轴固定于输入轴的右端，所述输入轮毂与输入轴的左端面固定连接，所述钢片通过外花键与输入轮毂的内壁相连接，所述钢片可轴向移动。

优选地，所述输出轴内设有第一控制油路和润滑油路，所述输出轴上与第一控制油路的进口对应的位置设有周向环形的第三导油槽，输出轴上与润滑油路进口对应的位置设有周向环形的第四导油槽，所述第一控制油路通过第三导油槽、第一油孔和第一导油槽与控制油口连通，所述第一控制油路出口连通输入轮毂内第二控制油路，所述输出轴左端面设有堵头密封第一控制油路，所述润滑油路进口通过第四导油槽、第二油孔和第二导油槽与润滑油口连通，限位板通过止推片固定于输出轴右端，限位板与输入轴右端面之间设有推力轴承，输出轮毂同轴固定安装于输出轴上，摩擦片通过内花键与输出轮毂相连接，摩擦片可轴向移动，摩擦片与钢片形成摩擦副。

优选地，所述活塞安装于输入轮毂的活塞槽内，并且密封设置，活塞与输入轮毂之间形成控制油腔，所述控制油腔连通输入轮毂内的第二控制油路，所述活塞、输入轮毂、输出轴和透明箱盖之间形成润滑油腔，输出轴左端面润滑油路的右端出口与润滑油腔连通，输出轮毂上在摩擦片的安装位置开设有与润滑油腔连通的第三油孔，所述碟形弹簧通过止推片固定于输入轮毂的活塞槽内，碟形弹簧挤压活塞使活塞复位，所述压片通过外花键与输入轮毂相连接，活塞推挤压片使压片挤压摩擦副，控制摩擦副接合和分离。

优选地，所述输入齿轮通过止推片和平键固定于输入轴的右端，所述输入齿轮与箱体右端套筒端面之间设有推力轴承。

优选地，所述输出轮毂通过花键和止推片与输出轴固定连接，所述输出轮毂的右端面与输入轮毂的左端面之间设有推力轴承。

优选地，所述输出轴的右端面设有限位板。

优选地，所述箱体左端底部设有回油口。

本发明的有益效果：

(1)传统湿式离合器测试装置摩擦片与钢片均为金属材料，难以观察间隙内油膜运动状况，而本发明中透明盖板与摩擦片便可形成一组摩擦副，透过透明盖板可直接观测油膜运动情况；

(2)传统湿式离合器工作过程中，摩擦片与钢片均高速转动，难以在摩擦片上安装传感器等检测装置，而本发明可在透明箱盖上相应位置开设传感器安装孔，安装相应的检测装置，实时检测湿式离合器的工作性能；

(3)在实验过程中，更换传统湿式离合器的摩擦片往往需要将输入轴组件或输出轴组件全部拆卸，更换过程繁琐，而本发明拆卸透明盖板后便可更换钢片和摩擦片，快捷方便。

附图说明

图1为本发明所述一种湿式离合器可视化测试装置的结构示意图一。

图2为本发明所述一种湿式离合器可视化测试装置的结构示意图二。

1-箱体、2-轴承、3-控制油口、4-密封圈、5-推力轴承、6-输入齿轮、7-止推片、8-平键、9-限位板、10-输出轴、11-输入轴、12-润滑油口、13-螺钉、14-输入轮毂、15-回油口、16-活塞、17-碟形弹簧、18-输出轮毂、19-透明箱盖、20-堵头、21-摩擦片、22-压片、23-钢片、24-密封垫、25-环形盖板、26-高速摄像机、27-入口压力传感器、28-入口温度传感器、29-摩擦副位移传感器、30-摩擦副压力传感器、31-摩擦副温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1和图2所示，本发明所述的一种湿式离合器可视化测试装置，包括箱体组件、输入组件、输出组件、控制组件和检测装置，箱体组件包括箱体1、透明箱盖19和环形盖板25，所述箱体1右端为套筒，套筒上开有控制油口3和润滑油口12，箱体1左端开口，所述透明箱盖19和环形盖板25通过螺钉13固定于箱体1左端开口处，，密封垫24置于箱体1和透明箱盖19之间用于油液密封。

输入组件包括输入齿轮6、输入轴11、输入轮毂14和钢片23，输入轴11为轴套状，输入轴11上与控制油口3和润滑油口12对应的位置分别设有周向环形的第一导油槽和第二导油槽，输入轴11上还分别设有径向的第一油孔和第二油孔，所述第一油孔通过第一导油槽与控制油口3连通，所述第二油孔通过第二导油槽与润滑油口12连通，输入轴11通过轴承2装配于箱体1右侧的套筒内，与箱体1之间设有密封圈4，第一导油槽和第二导油槽的两侧均对称布置有密封圈4，输入齿轮6通过止推片7和平键8固定于输入轴11右端，输入齿轮6与套筒右端的端面之间设有推力轴承5，用于输入轴11的轴向定位；输入轮毂14通过螺钉13与输入轴11左端面固定连接，输入轮毂14内设有第二控制油路，第二控制油路的进口位于输入轮毂14的外表面上，使用堵头20密封，钢片23通过外花键与输入轮毂14相连接，钢片23可轴向移动。

输出组件包括输出轴10、输出轮毂18和摩擦片21，输出轴10穿过输入轮毂14和输入轴11，与输入轮毂14和输入轴11之间设有轴承2和密封圈4。输出轴10内设有第一控制油路和润滑油路，输出轴10的外表面上与第一控制油路的进口和润滑油路进口对应的位置沿周向分别设有环形的第三导油槽和第四导油槽，第三导油槽和第四导油槽的两侧均对称布置有密封圈4，第一控制油路通过第三导油槽、第一油孔和第一导油槽与控制油口3连通，第一控制油路出口连通输入轮毂14内的第二控制油路，输出轴10左端面设有堵头20密封第一控制油路，所述润滑油路进口通过第四导油槽、第二油孔和第二导油槽与润滑油口12连通。限位板9通过止推片7固定于输出轴10右端，限位板9与输入轴11右端面之间设有推力轴承5；输出轮毂18通过花键和止推片7与输出轴10固定连接，摩擦片21通过内花键与输出轮毂18相连接，摩擦片21可轴向移动，输出轮毂18的右端面与输入轮毂14的左端面之间设有推力轴承5。

控制组件包括活塞16、碟形弹簧17和压片22，活塞16与输入轮毂14之间使用密封圈4密封，形成控制油腔，控制油腔连通输入轮毂14内的第二控制油路，所述活塞16、输入轮毂14、输出轴10和透明箱盖19之间形成润滑油腔，输出轴10左端面润滑油路的右端出口与润滑油腔连通，输出轮毂18上在摩擦片21的安装位置开有与润滑油腔连通的第三油孔，使得润滑油腔润滑油均匀进入摩擦副。所述碟形弹簧17通过止推片7固定于输入轮毂14的活塞槽内，碟形弹簧17挤压活塞16使活塞16复位，所述压片22通过外花键与输入轮毂14相连接，活塞16推挤压片22使压片22挤压摩擦副，控制摩擦副接合和分离。

检测装置包括计算机、与计算机连接的高速摄像机26、入口压力传感器27、入口温度传感器28、摩擦副位移传感器29、摩擦副压力传感器30和摩擦副温度传感器31，所述高速摄像机26安装于箱体1外部，并正对透明箱盖19，透过透明箱盖19拍摄摩擦副油膜运动情况。透明箱盖19上相应位置开设传感器安装孔，安装入口压力传感器27、入口温度传感器28、摩擦副位移传感器29、摩擦副压力传感器30和摩擦副温度传感器31，高速摄像机26、入口压力传感器27、入口温度传感器28、摩擦副位移传感器29、摩擦副压力传感器30和摩擦副温度传感器31将测得的信号传递给计算机。

本发明的工作过程：润滑油经润滑油口12和润滑油路进入润滑油腔，输入轴11转动，润滑油进入摩擦片21和钢片23间隙，控制油经控制油口3和第一控制油路进入控制油腔推挤活塞16，活塞16推挤压片22使压片22挤压摩擦副，摩擦副接合；降低控制油压，碟形弹簧17回推活塞16，摩擦副分离；高速摄像机26、入口压力传感器27、入口温度传感器28、摩擦副位移传感器29、摩擦副压力传感器30和摩擦副温度传感器31对湿式离合器结合、分离过程进行实时监测，并将监测到的信息实时传递给计算机。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种湿式离合器可视化测试装置，包括箱体组件、输入组件、输出组件和控制组件，所述控制组件包括活塞(16)、碟形弹簧(17)和压片(22)，其特征在于，

所述箱体组件包括箱体(1)和透明箱盖(19)，所述箱体(1)右端为套筒，套筒上开有控制油口(3)和润滑油口(12)，箱体(1)左端开口，所述透明箱盖(19)固定于箱体(1)左端开口处，并将箱体(1)左端开口密封；

所述输入组件包括输入齿轮(6)、输入轴(11)、输入轮毂(14)和钢片(23)，所述输入轴(11)可转动地装配于箱体(1)右端套筒内，并与箱体(1)密封设置；

所述输出组件包括输出轴(10)、输出轮毂(18)和摩擦片(21)，所述输出轴(10)穿过输入轮毂(14)和输入轴(11)，并与输入轮毂(14)和输入轴(11)可转动地连接，所述钢片(23)和摩擦片(21)形成摩擦副，所述透明箱盖(19)的右端面设有环形凸台，所述环形凸台与相邻的摩擦片(21)之间形成摩擦副。

2.根据权利要求1所述的湿式离合器可视化测试装置，其特征在于，还包括检测装置，所述检测装置包括计算机、与计算机连接的高速摄像机(26)、入口压力传感器(27)、入口温度传感器(28)、摩擦副位移传感器(29)、摩擦副压力传感器(30)和摩擦副温度传感器(31)，所述高速摄像机(26)安装于箱体(1)外部，并正对透明箱盖(19)，所述高速摄像机(26)、入口压力传感器(27)、入口温度传感器(28)、摩擦副位移传感器(29)、摩擦副压力传感器(30)和摩擦副温度传感器(31)将测得的信号传递给计算机。

3.根据权利要求1所述的湿式离合器可视化测试装置，其特征在于，所述输入轴(11)上与控制油口(3)和润滑油口(12)对应的位置分别设有周向环形的第一导油槽和第二导油槽，输入轴(11)上还分别设有径向的第一油孔和第二油孔，所述第一油孔通过第一导油槽与控制油口(3)连通，所述第二油孔通过第二导油槽与润滑油口(12)连通，所述输入齿轮(6)同轴固定于输入轴(11)的右端，所述输入轮毂(14)与输入轴(11)的左端面固定连接，所述钢片(23)通过外花键与输入轮毂(14)的内壁相连接，所述钢片(23)可轴向移动。

4.根据权利要求3所述的湿式离合器可视化测试装置，其特征在于，所述输出轴(10)内设有第一控制油路和润滑油路，所述输出轴(10)上与第一控制油路的进口对应的位置设有周向环形的第三导油槽，输出轴(10)上与润滑油路进口对应的位置设有周向环形的第四导油槽，所述第一控制油路通过第三导油槽、第一油孔和第一导油槽与控制油口(3)连通，所述第一控制油路出口连通输入轮毂(14)内第二控制油路，所述输出轴(10)左端面设有堵头(20)密封第一控制油路，所述润滑油路进口通过第四导油槽、第二油孔和第二导油槽与润滑油口(12)连通，限位板(9)通过止推片(7)固定于输出轴(10)右端，限位板(9)与输入轴(11)右端面之间设有推力轴承(5)，输出轮毂(18)同轴固定安装于输出轴(10)上，摩擦片(21)通过内花键与输出轮毂(18)相连接，摩擦片(21)可轴向移动，摩擦片(21)与钢片(23)形成摩擦副。

5.根据权利要求4所述的湿式离合器可视化测试装置，其特征在于，所述活塞(16)安装于输入轮毂(14)的活塞槽内，并且密封设置，活塞(16)与输入轮毂(14)之间形成控制油腔，所述控制油腔连通输入轮毂(14)内的第二控制油路，所述活塞(16)、输入轮毂(14)、输出轴(10)和透明箱盖(19)之间形成润滑油腔，输出轴(10)左端面润滑油路的右端出口与润滑油腔连通，输出轮毂(18)上在摩擦片(21)的安装位置开设有与润滑油腔连通的第三油孔，所述碟形弹簧(17)通过止推片(7)固定于输入轮毂(14)的活塞槽内，碟形弹簧(17)挤压活塞(16)使活塞(16)复位，所述压片(22)通过外花键与输入轮毂(14)相连接，活塞(16)推挤压片(22)使压片(22)挤压摩擦副，控制摩擦副接合和分离。

6.根据权利要求1所述的湿式离合器可视化测试装置，其特征在于，所述输入齿轮(6)通过止推片(7)和平键(8)固定于输入轴(11)的右端，所述输入齿轮(6)与箱体(1)右端套筒端面之间设有推力轴承(5)。

7.根据权利要求1所述的湿式离合器可视化测试装置，其特征在于，所述输出轮毂(18)通过花键和止推片(7)与输出轴(10)固定连接，所述输出轮毂(18)的右端面与输入轮毂(14)的左端面之间设有推力轴承(5)。

8.根据权利要求1所述的湿式离合器可视化测试装置，其特征在于，所述输出轴(10)的右端面设有限位板(9)。

9.根据权利要求1所述的湿式离合器可视化测试装置，其特征在于，所述箱体(1)左端底部设有回油口(15)。