CN110954336B - 差速器性能检测机构 - Google Patents

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Abstract

差速器性能检测机构，包括机架、底板、检测记录装置。底板的左右两端各固设有一个电机支架，电机支架的上端固连有伺服电机。伺服电机的电机轴和联轴器的一端传动相连，另一端和扭矩传感器的一端相连。扭矩传感器的另一端和轴套的一端相连，轴套的另一端和花键传动轴的一端滑动可调相连。底板上还设有一对支撑架，两个支撑架分别和一根花键传动轴的自由端相邻，两根花键传动轴的自由端确定的圆柱面和支撑架上的V形支撑缺口的表面所在平面相离。两个支撑架之间设有差速器总成支撑架。差速器总成支撑架的上端设有两个差速器总成连接通孔，两个差速器总成连接通孔的轴线确定一个水平面。本发明是结构简单合理、使用方便可靠的多功能检测机构。

Description

差速器性能检测机构
技术领域
本发明涉及一种性能检测装置，具体涉及一种对汽车差速器的性能进行检测的装置。
背景技术
汽车差速器是一种将扭矩一分为二的装置，能够实现左、右【前、后】驱动轮以不同转速转动的机构，可以满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，以减少轮胎与地面的摩擦。现随着汽车工业的发展，汽车使用新能源替代石油，实现减排是全球关注的重点。降低汽车能耗对汽车传动效率影响越来越重要，提高电驱动力总成传动效率成为业界关注的重点和技术难点，差速器作为汽车传动系统重要组成，差速器总成力矩损耗、功率损耗、传动效率检测尤为重要。以“差速器+检测”为专利名称关键词，分别以“总成”、“总成+效率”和“总成+效率+耗”为摘要关键词检索中国专利申请和授权文件，检索到的专利个数【授权和公开的】依次约为11项、6项和0项，由此也可见相关方面的研究是不多的。其中，以以“差速器+检测”为专利名称关键词、以“总成+效率”为摘要关键词检索到的6个中国专利申请和授权文件，其中两个是发明和实用套写的、三个是发明公开加授权再加避重放弃实用的、最后一个是实用专利，因此实际上只有三个专利文件。这些都说明现有有关汽车差速器总成力矩损耗、功率损耗、传动效率、正\反启动力矩等检测项目研究的并不多且有的话也没有公开。而实际上针对差速器转弯行驶工况下，对差速器总成力矩损耗、功率损耗、传动效率检测、正\反启动力矩检测分析是非常必要，因为可以为差速器的设计、仿真提供有效的依据。
发明内容
本发明的主要发明目的，是提供一种汽车差速器性能检测机构以求在同一个检测机构上就能对汽车差速器总成力矩损耗、功率损耗、传动效率检测、正\反启动力矩进行检测分析，从而有利于设计生产出性能良好的汽车差速器总成。
本发明所用的技术方案是：一种差速器性能检测机构，包括安装在检测机构的机架上的底板，机架上设有检测记录装置，底板的左右两端各固设有一个电机支架，电机支架的立壁的外侧面的上端固连有伺服电机，伺服电机的电机轴穿过电机支架的立壁和联轴器的一端传动相连，联轴器的另一端和固定在扭矩传感器安装架上端的扭矩传感器的一端相连，扭矩传感器的另一端和轴套的一端相连，轴套的另一端和花键传动轴的一端滑动可调相连；底板上还设有一对上端设有V形支撑缺口的支撑架，两个支撑架分别和一根花键传动轴的自由端相邻，两根花键传动轴的自由端确定的圆柱面和支撑架上的V形支撑缺口的表面所在平面相离；底板在两个支撑架之间还设有用来和差速器总成相连的差速器总成支撑架，差速器总成支撑架的上端设有两个差速器总成连接通孔，两个差速器总成连接通孔的轴线确定一个水平面。
这里所述的检测记录装置包含电源模块、伺服电机及扭矩传感器电机参数测量采集模块和工控机，所述电源模块用于为所述伺服电机、高精度扭矩传感器和伺服电机及扭矩传感器参数测量采集模块供电，所述伺服电机、扭矩传感器参数测量采集模块用于对所述伺服电机和高精度扭矩传感器的电参数进行采集、转换和计算【包含转速、旋转角度、扭矩的测量及曲线的生成】，所述工控机用于控制所述电机参数测量采集模块工作。另外，所述检测记录装置还可以加设过限保护装置，一旦出现过限工况，检测记录装置就会自动报警，记录报警状态，且切断供电电源，以保证设备和人员安全。
作为优选，轴套在和花键传动轴相连的一端上设有定位销安装螺孔，定位销和定位销安装螺孔细牙螺纹连接，花键传动轴上设有定位销相应部位适配的沉孔，定位销的头部和所述沉孔过渡配合以锁定花键传动轴和轴套的连接。电机支架、扭矩传感器安装架、支撑架、差速器总成支撑架四者的下端均通过螺栓连接结构固定在底板。扭矩传感器通过螺栓固定在扭矩传感器安装架上。
利用本发明对差速器总成的力矩损耗、功率损耗、传动效率、正\反启动力矩进行检测分析前，首先把本发明安装调试固定好好，使本发明的形位公差都处在合格的状态下，然后：
一、利用本发明检测差速器总成的力矩损耗、功率损耗、传动效率，具体检测过程如下：
1：松开定位销对花键传动轴的锁定，把花键传动轴往相应的轴套内推入一定的距离，以便能把待检测的差速器总成放到差速器总成支撑架上；
2：把待检测的差速器总成在差速器总成支撑架上放好；
3：把其中一根花键传动轴往差速器总成一端轴孔内初步推到位，再利用两个穿过差速器总成支撑架上差速器总成连接通孔的螺栓把差速器总成和差速器总成支撑架的上端固定连接好；然后再把另一根花键传动轴往差速器总成另一端的轴孔内推送；
4.调整花键传动轴的位置，利用定位销锁定花键传动轴的位置；
5：开始对差速器总成的力矩损耗、功率损耗、传动效率进行检测作业如下：
开启输入侧【即左侧的】的伺服电机，通过花键传动轴匀速带动差速器总成半轴齿轮旋转，记录转速VIN、扭矩TIN、功率PIN，通过差速器总成内部半轴齿轮与行星齿轮啮合传递，带动输出侧【即右侧的】花键传动轴，动力传递到输出侧扭矩传感器、伺服电机，记录转速VOUT、扭矩TOUT、功率POUT，差速器性能检测机构本身的传递效率ηao：
则差速器总成力矩损耗Tloss；
Tloss=TIN-TOUT；
则差速器总成功率损耗Ploss=PIN-POUT/ηao；
则差速器总成传动效率η=PINηa/ POUT。
以上各项数值的记录、相应的计算和计算结果的记录与展示都由安装在机架上的相关检测记录装置自动完成，可以自动生成动态数据曲线，自动化程度高。
二、利用本发明检测差速器总成正\反启动力矩：
此时的具体检测过程与利用本发明检测差速器总成力矩损耗、功率损耗、传动效率时的具体检测过程不同的是：利用本发明检测差速器总成正\反启动力矩时右侧的花键传动轴和被检测差速器总成是相分离的，具体检测过程如下：
正\反启动伺服电机，左侧花键传动轴带动差速器总成半轴齿轮旋转，从而可从扭矩传感器得出差速器总成正\反启动力矩T正\T反。
同样，相关试验数据的记录、计算及记录和结果展示也由安装在机架上的相关检测记录装置自动完成，自动化程度高。
如上所述，利用本发明就能对汽车差速器总成力矩损耗、功率损耗、传动效率检测、正\反启动力矩进行检测、记录和分析，从而有利于设计生产出性能良好的汽车差速器总成。因此本发明是一种结构简单合理、使用方便可靠的非常优秀的汽车差速器的性能检测机构。
附图说明
图1：本发明的结构示意图；
图2：本发明的主视示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图1、图2所示，本发明包括安装在检测机构的机架上的底板1。机架上设有检测记录装置。机架的具体结构因系简单技术在此不做赘述。而所述的检测记录装置包含电源模块、伺服电机及扭矩传感器电机参数测量采集模块和工控机，所述电源模块用于为所述伺服电机、高精度扭矩传感器和伺服电机及扭矩传感器参数测量采集模块供电，所述伺服电机、扭矩传感器参数测量采集模块用于对所述伺服电机和高精度扭矩传感器的电参数进行采集、转换和计算【包含转速、旋转角度、扭矩的测量及曲线的生成】，所述工控机用于控制所述电机参数测量采集模块工作。另外，所述检测记录装置上还有过限保护装置，一旦出现过限工况，检测记录装置就会自动报警，记录报警状态，且切断供电电源，以保证设备和人员安全。检测记录装置各组成部分相互之间及它们和底板上相应构件之间的电连接，因系简单技术，在此不做赘述。
底板1的左右两端各固设有一个电机支架3，电机支架3的立壁的外侧面的上端固连有伺服电机2，伺服电机2的电机轴穿过电机支架3的立壁和联轴器4【优选为扰性联轴器】的一端传动相连，联轴器4的另一端和固定在扭矩传感器安装架5.1上端的高精度扭矩传感器5的一端传动相连，扭矩传感器5的另一端和轴套6的一端传动相连，轴套6的另一端和花键传动轴7的一端滑动可调相连；底板1上还设有一对上端设有V形支撑缺口的支撑架8，两个支撑架8分别和一根花键传动轴7的自由端相邻，两根花键传动轴7的自由端确定的圆柱面和支撑架8上的V形支撑缺口的表面所在平面相离；底板1在两个支撑架8之间还设有用来和差速器总成11相连的差速器总成支撑架9，差速器总成支撑架9的上端设有两个差速器总成连接通孔，两个差速器总成连接通孔的轴线确定一个水平面。其中，轴套6在和花键传动轴7相连的一端上设有定位销安装螺孔，定位销10的中端设有一段细牙螺纹，定位销10和定位销安装螺孔细牙螺纹连接，花键传动轴7上设有和定位销10头部过渡配合的沉孔，定位销10的头部和所述沉孔过渡配合以锁定花键传动轴7和轴套6的连接。电机支架3、扭矩传感器安装架5.1、支撑架8、差速器总成支撑架9四者的下端均通过螺栓连接结构固定在底板1。扭矩传感器5通过螺栓固定在扭矩传感器安装架5.1上。
以上所述的伺服电机2、联轴器4、扭矩传感器5、轴套6和花键传动轴7等具体结构细节和工作原理因系简单技术和公知技术，在此不做赘述。
利用本发明检测差速器总成的力矩损耗、功率损耗、传动效率，具体检测过程如下：
1：松开定位销对花键传动轴的锁定，把花键传动轴往相应的轴套内推入一定的距离，以便能把待检测的差速器总成放到差速器总成支撑架上；
2：把待检测的差速器总成在差速器总成支撑架上放好；
3：把其中一根花键传动轴往差速器总成一端轴孔内初步推到位，再利用两个穿过差速器总成支撑架上差速器总成连接通孔的螺栓把差速器总成和差速器总成支撑架的上端固定连接好；然后再把另一根花键传动轴往差速器总成另一端的轴孔内推送；
4.调整花键传动轴的位置，利用定位销锁定花键传动轴的位置；
5：开始对差速器总成的力矩损耗、功率损耗、传动效率进行检测作业如下：
开启输入侧【即左侧的】的伺服电机，通过花键传动轴匀速带动差速器总成半轴齿轮旋转，记录转速VIN、扭矩TIN、功率PIN，通过差速器总成内部半轴齿轮与行星齿轮啮合传递，带动输出侧【即右侧的】花键传动轴，动力传递到输出侧扭矩传感器、伺服电机，记录转速VOUT、扭矩TOUT、功率POUT，差速器性能检测机构本身的传递效率ηao：
则差速器总成力矩损耗Tloss；
Tloss=TIN-TOUT；
则差速器总成功率损耗Ploss=PIN-POUT/ηao；
则差速器总成传动效率η=PINηa/ POUT。
以上各项数值的记录、相应的计算和计算结果的记录与展示都由安装在机架上的相关检测记录装置自动完成，自动化程度高。
利用本发明检测差速器总成正\反启动力矩时的具体检测过程与利用本发明检测差速器总成力矩损耗、功率损耗、传动效率时的具体检测过程不同的是：利用本发明检测差速器总成正\反启动力矩时的，具体检测过程如下：
正\反启动伺服电机，左侧花键传动轴带动差速器总成半轴齿轮旋转，从而可从扭矩传感器得出差速器总成正\反启动力矩T正\T反。
同样，相关试验数据的记录、计算及记录和结果展示也由安装在机架上的相关检测记录装置自动完成，自动化程度高。
以上所述之具体实施例仅为本发明较佳的实施方式，而并非以此限定本发明的具体实施结构和实施范围。事实上，依据本发明所述之形状、结构和设计目的也可以作出一些等效的变化。因此，凡依照本发明所述之形状、结构和设计目的所作出的一些等效变化理应均包含在本发明的保护范围内，也即这些等效变化都应该受到本发明的保护。

Claims (1)

1.一种差速器性能检测机构，包括安装在检测机构的机架上的底板（1），机架上设有检测记录装置，其特征是：底板（1）的左右两端各固设有一个电机支架（3），电机支架（3）的立壁的外侧面的上端固连有伺服电机（2），伺服电机（2）的电机轴穿过电机支架（3）的立壁和联轴器（4）的一端传动相连，联轴器（4）的另一端和固定在扭矩传感器安装架（5.1）上端的扭矩传感器（5）的一端相连，扭矩传感器（5）的另一端和轴套（6）的一端相连，轴套（6）的另一端和花键传动轴（7）的一端滑动可调相连；底板（1）上还设有一对上端设有V形支撑缺口的支撑架（8），两个支撑架（8）分别和一根花键传动轴（7）的自由端相邻，两根花键传动轴（7）的自由端确定的圆柱面和支撑架（8）上的V形支撑缺口的表面所在平面相离；底板（1）在两个支撑架（8）之间还设有用来和差速器总成（11）相连的差速器总成支撑架（9），差速器总成支撑架（9）的上端设有两个差速器总成连接通孔，两个差速器总成连接通孔的轴线确定一个水平面；
其中右侧的花键传动轴（7）的左端可与被检测差速器总成（11）相分离；
轴套（6）在和花键传动轴（7）相连的一端上设有定位销安装螺孔，定位销（10）和定位销安装螺孔细牙螺纹连接，花键传动轴（7 ）上设有和定位销（10）相应部位适配的沉孔，定位销（10）的头部和所述沉孔过渡配合以锁定花键传动轴（7）和轴套（6）的连接；
电机支架（3）、扭矩传感器安装架（5.1）、支撑架（8）、差速器总成支撑架（9）四者的下端均通过螺栓连接结构固定在底板（1）；
扭矩传感器（5）通过螺栓固定在扭矩传感器安装架（5.1）上。
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