CN110530634B - 一种车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于湿式离合器温度检测实验领域，涉及一种车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，该试验台架系统采用三相异步交流电机作为驱动电机，磁粉制动器作为负载端，被试变速器的输入和输出端均连接有转矩转速传感器，动力通过空心输入轴连接到被试变速器的湿式离合器输入毂上，空心输入轴上套有集流环，其将布置在离合器摩擦钢片外花键孔里的K型热电偶采集的温度信号沿离合器齿毂盘及加工孔传输到QuantumX数据采集系统，被试变速器输出端连接有惯性飞轮组。与现有车用湿式双离合器自动变速器离合器温度试验台架系统相比，本发明可以完全模拟湿式离合器在所装配的湿式双离合器自动变速器箱体内部的实际运行工况，且具有成本低，结构简单等优点。

Description

一种车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统

技术领域

本发明属于湿式离合器温度检测实验领域，涉及一种车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统。

背景技术

随着自动变速器在汽车市场的普及，双离合器自动变速器(Dual ClutchTransmission,DCT)以其换挡品质好、传动效率高等优势得到众多车企的青睐。其中，湿式双离合器自动变速器因承载能力强、使用寿命长等诸多优势被广泛应用于汽车上。而湿式离合器作为湿式双离合器自动变速器和综合传动系统中的核心部件之一，经常出现因设计不当或使用不当造成离合器过热烧蚀等问题，因此需要对其接合特性进行试验研究，尤其是对其在双离合器自动变速器箱体内部的实际运行时的温升和对流换热规律的探究。

为探究湿式离合器在双离合器自动变速器箱体内部的实际运行时的温升和对流换热规律，以及进行湿式离合器温度模型参数的标定等，需要设计一种湿式离合器在实际装配的双离合器自动变速器箱体内部进行瞬态温度测量的试验台架系统，通过调节输入端转速、输出端飞轮组惯量、负载、离合器接合油压、冷却润滑油流量、挡位以实现对湿式离合器在不同工况下的温升及摩擦特性的监控和测试。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，针对现有车用湿式双离合器变速器的离合器温度测量技术中的不足之处，能够准确、实时地测量离合器在不同工况下接合时的温度变化规律，为离合器的设计与控制提供验证参数。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，包括驱动电机、第一转矩转速传感器、空心输入轴、湿式双离合器自动变速器安装架、过渡板、热电偶测温线、双离合器总成、湿式双离合器自动变速器箱体、改制输出轴、轴承座、第二转矩转速传感器、惯性飞轮组、制动器、制动器底座、冷却润滑油恒温系统、张力控制器、数据采集系统、变频器、信号调理电路、控制器、转换器、主控计算机；所述驱动电机与第一转矩转速传感器相连；空心输入轴的一端连接第一转矩转速传感器，另一端与离合器输入毂相连，空心输入轴支撑在湿式双离合器自动变速器安装架上；被试湿式双离合器自动变速器箱体安装在过渡板上，过渡板安装在湿式双离合器自动变速器安装架上；改制输出轴连接湿式双离合器自动变速器箱体内的主减速器从动齿轮，通过轴承座支撑，并与第二转矩转速传感器相连接；第二转矩转速传感器一端与惯性飞轮组相连；制动器伸出轴与惯性飞轮组相连接；所述冷却润滑油恒温系统进油口连接湿式双离合器自动变速器箱体的放油口，冷却润滑油恒温系统出油口连接湿式双离合器自动变速器箱体上的进油口，双离合器自动变速器箱体底部油底壳上布置的温度传感器信号接入冷却润滑油恒温系统进行温度监测；所述湿式双离合器自动变速器箱体的输入端的第一转矩转速传感器和输出端的第二转矩转速传感器采集到的转矩、转速信号以及热电偶测温线采集的温度信号通过数据采集系统发送到控制器；湿式双离合器自动变速器箱体内部的双离合器的油压信号、挡位信号及两个中间轴转速信号通过信号调理电路传送至控制器；所述热电偶测温线布置在双离合器总成内；所述主控计算机通过控制器发送指令，信号经过转换器转换发送至变频器以控制驱动电机转速；通过调节张力控制器的电流大小来控制制动器的扭矩；主控计算机通过控制器发送指令，信号经信号调理电路转化，以控制变速器挡位和离合器结合油压。

可选地，所述驱动电机通过第一梅花形弹性联轴器与第一转矩转速传感器相连。

可选地，所述空心输入轴通过内花键与离合器输入毂的外花键相连。

可选地，所述空心输入轴通过深沟球轴承支撑在湿式双离合器自动变速器安装架上。

可选地，所述转矩转速传感器与惯性飞轮组依靠第二梅花形弹性联轴器相连接。

可选地，所述制动器伸出轴与惯性飞轮组采用第三梅花形弹性联轴器连接。

可选地，双离合器总成内的摩擦钢片花键上加工有不同深度的孔以布置热电偶测温线热端，从离合器出油口位置引出热电偶测温线；在离合器齿毂盖上加工有斜孔以引出热电偶测温线；在离合器总成的导向轴中心轴线位置钻孔，以引出热电偶测温线至空心输入轴内部。

可选地，热电偶测温线热端使用高温胶粘接在摩擦钢片开的孔中，并使用高温胶粘接热电偶测温线和离合器齿毂盘，并在导向轴出线处使用密封胶堵塞防止漏油。

可选地，还包括集流环转子及集流环定子，热电偶测温线靠近热端部分的测温线连接到集流环转子，靠近热电偶测温线冷端部分的测温线连接到集流环定子。

本发明的有益效果在于：

1.本发明能够完全反映湿式离合器在湿式双离合器自动变速器箱体内部的实际运行工况下的温度变化情况，且无需单独加工湿式离合器的箱体和工装。

2.本发明结构紧凑，易于实施，能够模拟湿式离合器不同的接合工况，能够有效地对车用湿式双离合器自动变速器内部的湿式离合器温度进行实时测量，能够为湿式离合器的设计、温升控制和温度模型中参数标定提供试验数据参考。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的测控系统原理图；

图3为本发明中热电偶测温线布置的示意图；

图4为摩擦钢片开孔位置的示意图；

图5为本发明中改制输出轴的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图5，附图中的元件标号分别表示：1—驱动电机、2—第一梅花形弹性联轴器、3—第一转矩转速传感器、4—空心输入轴、5—深沟球轴承、6—轴承端盖、7—卡环、8—集流环、9—K型热电偶测温线、10—湿式双离合器自动变速器安装架、11—过渡板、12—双离合器总成、13—湿式双离合器自动变速器箱体、14—改制输出轴、15—轴承座、16—第二转矩转速传感器、17—第二梅花形弹性联轴器、18—惯性飞轮组、19—第三梅花形弹性联轴器、20—磁粉制动器、21—磁粉制动器底座、22—惯性飞轮组底座、23—转矩转速传感器及轴承座底座、24—湿式双离合器自动变速器安装架底座、25—转矩转速传感器底座、26—集流环定子、27—集流环转子、28—驱动电机底座、29—铸铁平台、30—冷却润滑油恒温系统、31—湿式双离合器自动变速器通讯接口、32—张力控制器、33—QuantumX数据采集系统、34—变频器、35—信号调理电路、36—AutoBox原型控制器、37—RS232/485转换器、38—主控计算机；39—离合器1、40—离合器2、41—离合器1活塞、42—离合器2活塞、43—油泵驱动齿轮、44—离合器2回位弹簧、45—离合器1回位弹簧、46—密封盘、47—导向轴、48—离合器输入毂、49—离合器1齿毂盘；50—离合器1摩擦钢片、51—离合器1出油口、52—摩擦钢片外径开孔处、53—摩擦钢片中径开孔处、54—摩擦钢片内径开孔处、55—摩擦钢片花键、56—改制输出轴焊接法兰、57—螺栓孔、58—第一锥轴承、59—第二锥轴承、60—第一精车区域、61—第二精车区域、62—第三精车区域。

本发明中的热电偶测温线采用了K型热电偶测温线，数据采集系统采用了QuantumX数据采集系统、控制器采用了AutoBox原型控制器、转换器采用了RS232/485转换器、制动器采用磁粉制动器。以下实施例均采用下位概念进行描述。

如图1所示，本发明涉及一种车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，驱动电机1通过第一梅花形弹性联轴器2与第一转矩转速传感器3相连；空心输入轴4左边通过法兰连接第一转矩转速传感器3，右边通过内花键与离合器输入毂外花键相连，空心输入轴4通过深沟球轴承5支撑在湿式双离合器自动变速器安装架10上；被试湿式双离合器自动变速器箱体13安装在过渡板11上，过渡板11安装在湿式双离合器自动变速器安装架10上；改制输出轴14通过法兰连接湿式双离合器自动变速器箱体内的主减速器从动齿轮，通过轴承座15支撑，并通过法兰与第二转矩转速传感器16相连接；第二转矩转速传感器16左端与惯性飞轮组18依靠第二梅花形弹性联轴器17相连接；磁粉制动器20的伸出轴与惯性飞轮组18左端采用第三梅花形弹性联轴器19连接。

如图2所示，本发明中湿式双离合器自动变速器箱体13的输入端转矩转速传感器3和输出端转矩转速传感器16采集到的转矩、转速信号以及K型热电偶测温线9采集到的温度信号通过QuantumX数据采集系统33发送到AutoBox原型控制器36；湿式双离合器自动变速器箱体13内部的离合器1、2油压信号、挡位信号及两个中间轴转速信号通过信号调理电路35传送至AutoBox原型控制器36，由主控计算机38通过ControlDesk软件读取；主控计算机38通过AutoBox原型控制器36发送指令，信号经过RS232/485转换器37转换发送至变频器34以控制驱动电机1；通过调节张力控制器32的电流大小来控制磁粉制动器20的扭矩；主控计算机38通过AutoBox原型控制器36发送指令，信号经信号调理电路35转化，发送到湿式双离合器自动变速器的通讯接口31，以控制变速器挡位和离合器1、2接合油压；冷却润滑油恒温系统30进油口连接湿式双离合器自动变速器箱体13的放油口，冷却润滑油恒温系统30出油口连接湿式双离合器自动变速器箱体13上的进油口，双离合器自动变速器箱体13底部油底壳上布置的温度传感器信号接入冷却润滑油恒温系统30进行温度监测。

如图3所示，在离合器齿毂盘49上使用电火花加工开有斜孔，以引出K型热电偶测温线9；在离合器总成的导向轴47中心轴线位置处钻孔，以引出K型热电偶测温线9至空心输入轴4内部；同时，因湿式双离合器自动变速器是产品化总成部件，离合器齿毂盘49与密封盘46之间留有的间隙非常小，因此引出测温线9时采用高温胶将其粘接在离合器齿毂盘49的壁面上，以防止试验时旋转的测温线接触到静止的密封盘46；在使用密封胶堵塞导向轴47中心孔时，应尽量拉直测温线，以防止测温线在离合器总成内部过长而造成缠绕和其它零部件接触。

如图4所示，由于钢片厚度较薄，因此采用电火花加工在花键55上加工有不同深度的K型热电偶测温线热端焊点布置孔，以探究湿式离合器径向温度分布情况。

如图5所示，湿式双离合器自动变速器的改制输出轴示意，改制输出轴14通过湿式双离合器自动变速器箱体内部的第一锥轴承58及第二锥轴承59支撑，轴上焊接有法兰56，法兰上开有螺栓孔57以和湿式双离合器自动变速器箱体内的主减速器从动齿轮装配；在第一精车区域60处精车加工，以和轴承座15内部的轴承装配，在第二精车区域61和第三精车区域62处精车加工，以和箱体上的油封配合。

试验时，为了模拟湿式离合器不同的接合工况，通过控制驱动电机1转速来模拟发动机的输出转速，通过控制磁粉制动器20负载扭矩来模拟实车负载大小，通过调整惯性飞轮组18惯量来模拟实车惯量大小，通过冷却润滑油恒温系统30将双离合器自动变速器箱体13内的冷却润滑油温度控制在设定值，以模拟离合器接合时不同的初始油温；通过主控制计算机38上的ControlDesk软件来设定挡位、给定离合器接合油压、控制主油路压力控制阀和离合器冷却控制阀来给定离合器冷却流量；通过QuantumX数据采集系统33将采集的转矩、转速和温度数据保存到主控计算机38，探究不同接合工况下湿式离合器的温度变化规律。

上述仅针对湿式双离合器自动变速器的离合器1的温度测量方案展开，对于湿式离合器2的温度测量，其温度试验方案与此类似。该试验台架系统可通过更换安装过渡板、输出端零部件安装座和更改空心输入轴花键尺寸即可针对不同型号的湿式双离合器自动变速器来做湿式离合器温度测量试验。该试验台架系统除了进行湿式离合器温度测量试验以外，还可以进行离合器磨损试验、同步器接合特性试验。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，其特征在于：

包括驱动电机、第一转矩转速传感器、空心输入轴、湿式双离合器自动变速器安装架、过渡板、热电偶测温线、双离合器总成、湿式双离合器自动变速器箱体、改制输出轴、轴承座、第二转矩转速传感器、惯性飞轮组、制动器、制动器底座、冷却润滑油恒温系统、张力控制器、数据采集系统、变频器、信号调理电路、控制器、转换器、主控计算机；

所述驱动电机与第一转矩转速传感器相连；空心输入轴的一端连接第一转矩转速传感器，另一端与双离合器输入毂相连，空心输入轴支撑在湿式双离合器自动变速器安装架上；被试湿式双离合器自动变速器箱体安装在过渡板上，过渡板安装在湿式双离合器自动变速器安装架上；改制输出轴连接湿式双离合器自动变速器箱体内的主减速器从动齿轮，通过轴承座支撑，并与第二转矩转速传感器相连接；第二转矩转速传感器一端与惯性飞轮组相连；制动器伸出轴与惯性飞轮组相连接；

所述冷却润滑油恒温系统进油口连接湿式双离合器自动变速器箱体的放油口，冷却润滑油恒温系统出油口连接湿式双离合器自动变速器箱体上的进油口，湿式双离合器自动变速器箱体底部油底壳上布置的温度传感器信号接入冷却润滑油恒温系统进行温度监测；

所述湿式双离合器自动变速器箱体的输入端的第一转矩转速传感器和输出端的第二转矩转速传感器采集到的转矩、转速信号以及热电偶测温线采集的温度信号通过数据采集系统发送到控制器；湿式双离合器自动变速器箱体内部的双离合器的油压信号、挡位信号及两个中间轴转速信号通过信号调理电路传送至控制器；所述热电偶测温线布置在双离合器总成内；

所述主控计算机通过控制器发送指令，信号经过转换器转换发送至变频器以控制驱动电机转速；通过调节张力控制器的电流大小来控制制动器的扭矩；主控计算机通过控制器发送指令，信号经信号调理电路转化，以控制湿式双离合器自动变速器挡位和双离合器结合油压。

2.如权利要求1中所述的车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，其特征在于：所述驱动电机通过第一梅花形弹性联轴器与第一转矩转速传感器相连。

3.如权利要求1中所述的车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，其特征在于：所述空心输入轴通过内花键与双离合器输入毂的外花键相连。

4.如权利要求1中所述的车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，其特征在于：所述空心输入轴通过深沟球轴承支撑在湿式双离合器自动变速器安装架上。

5.如权利要求1中所述的车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，其特征在于：所述的第一转矩转速传感器和第二转矩转速传感器与惯性飞轮组依靠第二梅花形弹性联轴器相连接。

6.如权利要求1中所述的车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，其特征在于：所述制动器伸出轴与惯性飞轮组采用第三梅花形弹性联轴器连接。

7.如权利要求1中所述的车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，其特征在于：双离合器总成内的摩擦钢片花键上加工有不同深度的孔以布置热电偶测温线热端，从双离合器出油口位置引出热电偶测温线；在双离合器齿毂盖上加工有斜孔以引出热电偶测温线；在双离合器总成的导向轴中心轴线位置钻孔，以引出热电偶测温线至空心输入轴内部。

8.如权利要求1中所述的车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，其特征在于：热电偶测温线热端使用高温胶粘接在摩擦钢片开的孔中，并使用高温胶粘接热电偶测温线和双离合器齿毂盘，并在导向轴出线处使用密封胶堵塞防止漏油。

9.如权利要求1中所述的车用湿式双离合器自动变速器试验台架系统，其特征在于：还包括集流环转子及集流环定子，热电偶测温线靠近热端部分的测温线连接到集流环转子，靠近热电偶测温线冷端部分的测温线连接到集流环定子。

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