CN113340496A - 一种变速箱拖曳力矩测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速箱拖曳力矩测量系统，在变速箱的箱体对应输入轴齿轮位置处设有安装孔，磁电式转速传感器装配在安装孔中，且使磁电式转速传感器测头与输入轴齿轮的周面对应，输入轴齿轮旋转时，由于输入轴齿轮的齿顶与齿槽对应磁导不同，使磁电式转速传感器产生连续的高低电信号；所述信号采集器采集磁电式转速传感器产生的高低信号，并根据齿数转换成转速，离合器分离后根据输入轴转速降到零的时间计算出减速度，再乘以变速箱内旋转部件转动惯量，得到变速箱拖曳力矩。本发明能精确测量到变速箱拖曳力矩。

Description

一种变速箱拖曳力矩测量系统

技术领域

本发明涉及变速箱技术领域，尤其涉及一种变速箱拖曳力矩测量系统。

背景技术

汽车变速箱拖曳力矩大小直接影响变速箱的效率，目前测试变速箱拖曳力矩的方法有两种，第一种方法直接用扭力扳手转动变速箱输入轴，当输入轴转动起来时扭力扳手的扭矩值近似为变速箱拖曳力矩，该方法没办法精确测试拖曳力矩，而且会受到启动时惯性的影响，通常测出的扭矩值大于真实拖曳力矩。第二种方法用电机拖动变速箱转动，利用扭矩传感器测试当前时刻的扭矩值，该扭矩近似为变速箱拖曳力矩，该方法测到的扭矩耦合了电机转子旋转时阻力矩，也不能精确测到变速箱拖曳力矩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变速箱拖曳力矩测量系统，旨在解决现有技术中没有精确测量到变速箱拖曳力矩的测量系统。

实现上述目的的技术方案如下：

一种变速箱拖曳力矩测量系统，包括驱动电机、离合器、变速箱，所述驱动电机为变速箱提供转速；所述变速箱包括输入轴、中间轴、输出轴、输入轴齿轮、中间轴齿轮、中间轴二级齿轮、输出轴齿轮，输入轴、中间轴、输出轴分别可转动地安装在变速箱的箱体上，输入轴齿轮安装在输入轴，中间轴齿轮与中间轴二级齿轮分别安装在中间轴上，输出轴齿轮安装输出轴上，输入轴齿轮与中间轴齿轮相互啮合，中间轴二级齿轮与输出轴齿轮相互啮合，还包括磁电式转速传感器、信号采集器，在变速箱的箱体对应输入轴齿轮位置处设有安装孔，磁电式转速传感器装配在安装孔中，且使磁电式转速传感器测头与输入轴齿轮的周面对应，输入轴齿轮旋转时，由于输入轴齿轮的齿顶与齿槽对应磁导不同，使磁电式转速传感器产生连续的高低电信号；所述信号采集器采集磁电式转速传感器产生的高低信号，并根据齿数转换成转速，离合器分离后根据输入轴转速降到零的时间计算出减速度，再乘以变速箱内旋转部件转动惯量，得到变速箱拖曳力矩。

进一步地，所述的信号采集器采集磁电式转速传感器产生的高低信号，一个高低信号时间为t，输入轴转速n的计算式为：

式中，n为输入轴的转速，t为一个高低信号时间，

为输入轴齿轮齿数。

进一步地，当离合器分离后，所述的信号采集器采集输入轴转速从n降低到0的时间为T，减速度a的计算式如下：

。

进一步地，变速箱旋转部件转动惯量J的计算式如下：

式中，

为输入轴转动惯量，

为中间轴转动惯量，

为输出轴转动惯量，

为输入轴齿轮齿数，

为中间轴齿轮齿数，

为中间轴二级齿轮齿数，

为输出轴齿轮齿数。

进一步地，变速箱拖曳力矩F的计算式如下：

式中，J为变速箱旋转部件转动惯量，a为减速度。

本发明的优点为：本发明通过信号采集器采集磁电式转速传感器产生的高低信号，并根据齿数转换成转速，离合器分离后根据输入轴转速降到零的时间计算出减速度，再乘以变速箱内旋转部件转动惯量，得到变速箱拖曳力矩，这种信号采集方式以及计算方式能精确测量到变速箱拖曳力矩。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种变速箱拖曳力矩测量系统的示意图。

驱动电机1、离合器2、变速箱3，输入轴4、中间轴5、输出轴6、输入轴齿轮7、中间轴齿轮8、中间轴二级齿轮9、输出轴齿轮10，磁电式转速传感器11，信号采集器12。

具体实施方式

下面结合图1对本发明进行说明。

一种变速箱拖曳力矩测量系统，包括驱动电机1、离合器2、变速箱3，所述驱动电机1为变速箱提供转速；所述变速箱包括输入轴4、中间轴5、输出轴6、输入轴齿轮7、中间轴齿轮8、中间轴二级齿轮9、输出轴齿轮10，输入轴4、中间轴5、输出轴6分别可转动地安装在变速箱3的箱体上，输入轴齿轮7安装在输入轴4，中间轴齿轮8与中间轴二级齿轮9分别安装在中间轴5上，输出轴齿轮10安装输出轴6上，输入轴齿轮7与中间轴齿轮8相互啮合，中间轴二级齿轮9与输出轴齿轮10相互啮合，还包括磁电式转速传感器11、信号采集器12，在变速箱3的箱体对应输入轴齿轮7位置处设有安装孔，磁电式转速传感器11装配在安装孔中，且使磁电式转速传感器11测头与输入轴齿轮7的周面对应，输入轴齿轮7旋转时，由于输入轴齿轮7的齿顶与齿槽对应磁导不同，使磁电式转速传感器11产生连续的高低电信号；所述信号采集器12采集磁电式转速传感器11产生的高低信号，并根据齿数转换成转速，离合器分离后根据输入轴4转速降到零的时间计算出减速度，再乘以变速箱内旋转部件转动惯量，得到变速箱拖曳力矩。

本实施例中，磁电式转速传感器11测头与输入轴齿轮7之间的间距至少为5mm。磁电式转速传感器11产生的高低信号为高电平和低电平信号。

本实施例中，所述的信号采集器12采集磁电式转速传感器11产生的高低信号，一个高低信号时间为t，输入轴4转速n的计算式为：

式中，n为输入轴4的转速，t为一个高低信号时间，

为输入轴齿轮7齿数。

本实施例中，当离合器分离后，所述的信号采集器采集输入轴转速从n降低到0的时间为T，减速度a的计算式如下：

。

本实施例中，变速箱旋转部件转动惯量J的计算式如下：

式中，

为输入轴4转动惯量，

为中间轴5转动惯量，

为输出轴6转动惯量，

为输入轴齿轮7齿数，

为中间轴齿轮8齿数，

为中间轴二级齿轮9齿数，

为输出轴齿轮10齿数。

本实施例中，变速箱拖曳力矩F的计算式如下：

式中，J为变速箱旋转部件转动惯量，a为减速度。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种变速箱拖曳力矩测量系统，其特征在于，包括驱动电机（1）、离合器（2）、变速箱（3），所述驱动电机（1）为变速箱提供转速；所述变速箱包括输入轴（4）、中间轴（5）、输出轴（6）、输入轴齿轮（7）、中间轴齿轮（8）、中间轴二级齿轮（9）、输出轴齿轮（10），输入轴（4）、中间轴（5）、输出轴（6）分别可转动地安装在变速箱（3）的箱体上，输入轴齿轮（7）安装在输入轴（4），中间轴齿轮（8）与中间轴二级齿轮（9）分别安装在中间轴（5）上，输出轴齿轮（10）安装输出轴（6）上，输入轴齿轮（7）与中间轴齿轮（8）相互啮合，中间轴二级齿轮（9）与输出轴齿轮（10）相互啮合，其特征在于，还包括磁电式转速传感器（11）、信号采集器（12），在变速箱（3）的箱体对应输入轴齿轮（7）位置处设有安装孔，磁电式转速传感器（11）装配在安装孔中，且使磁电式转速传感器（11）测头与输入轴齿轮（7）的周面对应，输入轴齿轮（7）旋转时，由于输入轴齿轮（7）的齿顶与齿槽对应磁导不同，使磁电式转速传感器（11）产生连续的高低电信号；所述信号采集器（12）采集磁电式转速传感器（11）产生的高低信号，并根据齿数转换成转速，离合器分离后根据输入轴（4）转速降到零的时间计算出减速度，再乘以变速箱内旋转部件转动惯量，得到变速箱拖曳力矩。

2.如权利要求1所述的一种变速箱拖曳力矩测量系统，其特征在于，所述的信号采集器（12）采集磁电式转速传感器（11）产生的高低信号，一个高低信号时间为t，输入轴（4）转速n的计算式为：

式中，n为输入轴（4）的转速，t为一个高低信号时间，

为输入轴齿轮（7）齿数。

3.如权利要求1所述的一种变速箱拖曳力矩测量系统，其特征在于，当离合器分离后，所述的信号采集器采集输入轴转速从n降低到0的时间为T，减速度a的计算式如下：

。

4.如权利要求1所述的一种变速箱拖曳力矩测量系统，其特征在于，变速箱旋转部件转动惯量J的计算式如下：

式中，

为输入轴（4）转动惯量，

为中间轴（5）转动惯量，

为输出轴（6）转动惯量，

为输入轴齿轮（7）齿数，

为中间轴齿轮（8）齿数，

为中间轴二级齿轮（9）齿数，

为输出轴齿轮（10）齿数。

5.如权利要求1所述的一种变速箱拖曳力矩测量系统，其特征在于，变速箱拖曳力矩F的计算式如下：

式中，J为变速箱旋转部件转动惯量，a为减速度。

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