CN114383841A - 一种变速箱离合器包载荷谱获取方法、系统及工程机械 - Google Patents

一种变速箱离合器包载荷谱获取方法、系统及工程机械 Download PDF

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    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G01M13/022—Power-transmitting couplings or clutches

Abstract

本发明公开了一种变速箱离合器包载荷谱获取方法、系统及工程机械，该方法包括：采集各离合器的输入转速、输出转速和油压，并根据采集结果计算出各离合器结合过程和脱开过程的滑摩功；采集变速箱冷却油温与离合器的滑摩功，并根据采集结果计算出各离合器结合完成后和脱开完成后的滑摩温度；采集变速箱挡位和方向信号，根据采集结果计算各离合器的结合次数和脱开次数；根据载荷谱获取流程对各离合器的滑摩功、各离合器的滑摩温度、各离合器的结合次数和脱开次数进行处理，获取载荷谱结果，本发明可以准确获取动力换挡变速箱离合器载荷谱，解决动力换挡变速箱离合器缺少载荷谱进行可靠性设计和实验校核的问题。

Description

一种变速箱离合器包载荷谱获取方法、系统及工程机械
技术领域
本发明涉及变速箱技术领域，具体涉及一种变速箱离合器包载荷谱获取方法、系统及工程机械。
背景技术
动力换挡变速箱配置有湿式离合器和液力变矩器，具有换挡过程动力不中断的特征，被广泛应用于多种非道路工程机械。工程机械作业过程中起步、换向和升降挡过程均需依靠动力换挡变速箱内部湿式离合器的结合和脱开动作实现，动力换挡变速箱离合器设计的可靠性，直接决定着变速箱的品质。
工程机械整机工作过程中，外部工况复杂，环境恶劣，变速箱离合器结合与脱开过程所承受的负载复杂多变。因此，设计动力换挡变速箱离合器载荷谱框架，准确获取动力换挡变速箱离合器实际载荷数据，对动力换挡变速箱离合器的可靠性设计和实验校核有重大意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变速箱离合器包载荷谱获取方法、系统及工程机械，以解决现有技术中导致的准确获取动力换挡变速箱离合器载荷谱数据困难的问题。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
一种变速箱离合器包载荷谱获取方法，包括：
采集各离合器的输入转速n In 、输出转速n Ou 和油压p Clu ，并根据采集结果计算出各离合器结合过程和脱开过程的滑摩功W slip ；
采集变速箱冷却油温T Sump 与离合器的滑摩功W slip ，并根据采集结果计算出各离合器结合完成后和脱开完成后的滑摩温度T Clu ；
采集变速箱挡位和方向信号，根据采集结果计算各离合器的结合次数N Cls 和脱开次数N Opn ；
根据载荷谱获取流程对各离合器的滑摩功W slip 、各离合器的滑摩温度T Clu 、各离合器的结合次数N Cls 和脱开次数N Opn 进行处理，获取载荷谱结果。
进一步地，根据离合器的输入转速n In 、输出转速n Ou 和油压p Clu 计算出滑摩功W slip 包括：
根据离合器的输入转速n In 、输出转速n Ou 和油压p Clu 计算出各离合器结合过程和脱开过程的滑摩功率P slip ；
对所述滑摩功率P slip 进行积分计算，获取离合器结合过程和脱开过程的滑摩功W slip 。
进一步地，根据载荷谱获取流程对各离合器的滑摩功W slip 进行处理，获取载荷谱结果包括：
将滑摩功数据按照离合器进行分类；
将各离合器的滑摩功数据分级处理；
统计各离合器各级滑摩功出现次数及占比；
根据各离合器各级滑摩功出现次数及占比，获取离合器滑摩功载荷谱结果。
进一步地，根据载荷谱获取流程对各离合器滑摩温度T Clu 进行处理，获取载荷谱结果包括：
将滑摩温度数据按照离合器进行分类；
将各离合器的滑摩温度数据分级处理；
统计各离合器各级滑摩温度出现次数及占比；
根据各离合器各级滑摩温度次数及占比，获取离合器滑摩温度载荷谱结果。
进一步地，根据载荷谱获取流程对各离合器的结合次数N Cls 和脱开次数N Opn 进行处理，获取载荷谱结果，包括：
将动作次数数据按照离合器进行分类；
将各离合器的动作次数按照结合与脱开分类处理；
统计各离合器结合次数、脱开次数及结合次数占比和脱开次数占比；
根据各离合器结合次数、脱开次数及结合次数占比和脱开次数占比，获取离合器结合频次与脱开频次载荷谱结果。
本发明还公开了一种变速箱离合器包载荷谱获取系统，包括：
离合器滑摩功计算单元，用于采集各离合器的输入转速n In 、输出转速n Ou 和油压p Clu ，并根据采集结果计算出各离合器结合过程和脱开过程的滑摩功W slip ；
离合器滑摩温度计算单元，用于采集变速箱冷却油温T Sump 与离合器的滑摩功W slip ，并根据采集结果计算出各离合器结合完成后和脱开完成后的滑摩温度T Clu ；
离合器动作次数计算单元，用于采集变速箱挡位和方向信号，根据采集结果计算各离合器的结合次数N Cls 和脱开次数N Opn ；
离合器载荷谱数据采集与处理单元，用于根据载荷谱获取流程对各离合器的滑摩功W slip 、各离合器的滑摩温度T Clu 、各离合器的结合次数N Cls 和脱开次数N Opn 进行处理，获取载荷谱结果。
进一步地，所述离合器滑摩功计算单元
还用于根据离合器的输入转速n In 、输出转速n Ou 和油压p Clu 计算出各离合器结合过程和脱开过程的滑摩功率P slip ；
对所述滑摩功率P slip 进行积分计算，获取离合器结合过程和脱开过程的滑摩功W slip 。
进一步地，还包括动力换挡变速箱，所述离合器滑摩功计算单元、离合器滑摩温度计算单元及离合器动作次数计算单元均和所述动力换挡变速箱信号连接；所述离合器滑摩功计算单元、离合器滑摩温度计算单元及离合器动作次数计算单元均和所述离合器载荷谱数据采集与处理单元信号连接。
进一步地，所述动力换挡变速箱包括多个湿式离合器。
本发明还公开了一种工程机械，包括上述任一项所述的变速箱离合器包载荷谱获取系统。
根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：
1、本发明提供的变速箱离合器包载荷谱获取方法，通过载荷谱获取流程对离合器的滑摩功W slip 、滑摩温度T Clu 、结合次数N Cls 和脱开次数N Opn 进行处理，可以准确获取动力换挡变速箱离合器载荷谱，解决动力换挡变速箱离合器缺少载荷谱进行可靠性设计和实验校核的问题；
2、通过将滑摩功数据、滑摩温度数据按离合器分类并分级处理，可有效的获取载荷谱结果，保证了离合器载荷谱数据统计的便捷性和准确性；
3、本申请设计的变速箱离合器包载荷谱获取系统包括离合器载荷谱数据采集与处理单元，其连接的离合器滑摩功计算单元、离合器滑摩温度计算单元和离合器动作次数计算单元能够采集并获取离合器的滑摩功W slip 、滑摩温度T Clu 、结合次数N Cls 和脱开次数N Opn ，离合器载荷谱数据采集与处理单元对数据进行处理，可以方便准确地获取动力换挡变速箱离合器实际载荷谱，对变速箱离合器可靠性设计有重大意义。
附图说明
图1为本发明具体实施方式载荷谱获取系统的示意图；
图2为本发明具体实施方式载荷谱获取方法的流程图；
图3为本发明具体实施方式中滑摩功载荷谱框架图；
图4为本发明具体实施方式中滑摩温度载荷谱框架图；
图5为本发明具体实施方式中离合器结合和脱开频次框架图；
图6为本发明具体实施方式中滑摩功数据处理流程图；
图7为本发明具体实施方式中滑摩温度数据处理流程图；
图8为本发明具体实施方式中离合器动作处理流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明公开了一种动力换挡变速箱离合器包载荷谱获取系统，该动力换挡变速箱离合器载荷谱获取系统由离合器载荷谱数据采集与处理单元、离合器滑摩功计算单元、离合器滑摩温度计算单元、离合器动作次数计算单元以及动力换挡变速箱组成。其中，动力换挡变速箱由多个湿式离合器组成。
离合器载荷谱数据采集与处理单元分别和离合器滑摩功计算单元、离合器滑摩温度计算单元、离合器动作次数计算单元信号连接，离合器滑摩功计算单元、离合器滑摩温度计算单元、离合器动作次数计算单元分别和动力换挡变速箱信号连接。
离合器滑摩功计算单元实时采集各离合器的输入转速n In 、离合器输出转速n Ou 和离合器油压p Clu ，计算获得各离合器结合过程和脱开过程中的实时滑摩功率P slip ，对滑摩功率进行积分计算，从而获取每一次离合器结合过程和脱开过程的滑摩功W slip 。
离合器滑摩温度计算单元实时获取变速箱冷却油温T Sump 与离合器滑摩功W slip ，统计计算获得各离合器结合完成后和脱开完成后的滑摩温度T Clu 。
离合器动作次数计算单元实时获取变速箱挡位和方向信号，统计计算各离合器的结合次数N Cls 和脱开次数N Opn 。
离合器载荷谱数据采集与处理单元获取各离合器的滑摩功W slip 、离合器滑摩温度T Clu 、结合次数N Cls 和脱开次数N Opn ，根据离合器载荷谱获取流程，对数据进行处理，输出载荷谱结果。
本申请设计的变速箱离合器包载荷谱获取系统包括离合器载荷谱数据采集与处理单元，其连接的离合器滑摩功计算单元、离合器滑摩温度计算单元和离合器动作次数计算单元能够采集并获取离合器的滑摩功W slip 、滑摩温度T Clu 、结合次数N Cls 和脱开次数N Opn ，离合器载荷谱数据采集与处理单元对数据进行处理，可以方便准确地获取动力换挡变速箱离合器实际载荷谱，对变速箱离合器可靠性设计有重大意义。
本发明还提供了一种动力换挡变速箱离合器包载荷谱获取方法，该方法包括如下步骤：
步骤（1）、在配置动力换挡变速箱的主机产品上配置离合器载荷谱获取系统，该系统本申请公开的载荷谱获取系统。
该系统具体包括离合器滑摩功计算单元、离合器滑摩温度计算单元、离合器动作次数计算单元和离合器载荷谱数据采集与处理单元组成。
步骤（2）、实时获取动力换挡变速箱实际工作过程中各离合器载荷谱相关信号，包括离合器输入转速n In 、离合器输出转速n Ou 、离合器油压p Clu 和变速箱冷却油温T Sump 。
根据离合器输入转速n In 、离合器输出转速n Ou 、离合器油压p Clu 计算获取离合器的滑摩功率P slip ，然后再对滑摩功率P slip 进行积分计算，从而获取每一次离合器结合过程和脱开过程的滑摩功W slip 。
根据变速箱冷却油温T Sump 与离合器滑摩功W slip ，采用离合器热熔系数统计计算获得各离合器结合完成后和脱开完成后的滑摩温度T Clu 。
步骤（3）、设计离合器载荷谱框架。
离合器滑摩功载荷谱框架如图3所示，定义多个滑摩功等级W i ，分别统计各离合器滑摩功在滑摩功等级W i （i=1，2，3…）中出现的次数。
离合器滑摩温度载荷谱框架如图4所示，定义多个滑摩温度等级T i ，分别统计各离合器滑摩结束时滑摩温度值在温度等级T j （j=1，2，3…）出现的次数。
离合器结合和脱开频次结果框架如图5所示，分别统计各离合器结合次数、脱开次数以及占比值。
步骤（4）、设计离合器滑摩功、滑摩温度、动作次数数据处理流程，如图6、图7、图8所示。
步骤（4-1）、根据不同离合器将滑摩功、滑摩温度、动作次数数据进行分类。如滑摩功数据可按离合器分为离合器1的滑摩功数据、离合器2的滑摩功数据…离合器R的滑摩功数据。同理，滑摩温度可按离合器分为离合器1的滑摩温度数据、离合器2的滑摩温度数据…离合器R的滑摩温度数据。再统计离合器1、离合器2…离合器R的结合次数和脱开次数。
步骤（4-2）、相同离合器的滑摩功数据和滑摩温度数据，按照滑摩功和滑摩温度载荷谱框架进行分级处理，离合器动作次数数据按照离合器脱开和结合进行分类处理。
步骤（4-3）、针对相同离合器统计各级滑摩功和滑摩温度的次数及占比，统计离合器结合和脱开次数；针对不同离合器统计离合器结合次数占比与脱开次数占比。
步骤（4-4）、按照离合器滑摩功、滑摩温度载荷谱框架，以及离合器结合和脱开频次结果框架输出载荷谱结果。
步骤（5）、设计与运行离合器载荷谱数据自动处理系统，根据离合器滑摩功、滑摩温度、动作频次数据处理流程以及离合器载荷谱框架，设计离合器载荷谱数据自动处理系统。
步骤（6）、输出离合器载荷谱结果，将离合器滑摩功载荷谱、离合器滑摩温度载荷谱、离合器结合频次和脱开频次载荷谱结果进行汇总输出。
通过上述方法，可以方便、准确地获取动力换挡变速箱离合器载荷谱，解决动力换挡变速箱离合器设计过程中可靠性试验校核缺少载荷谱的问题。
本发明还提供了一种工程机械，工程机械具有动力换挡变速箱，该工程机械配置了本发明提供的动力换挡变速箱离合器包载荷谱获取系统。
本发明提供的动力换挡变速箱离合器包载荷谱的获取方法、系统及工程机械，可以准确获取动力换挡变速箱离合器载荷谱，解决动力换挡变速箱离合器缺少载荷谱进行可靠性设计和实验校核的问题。
根据动力换挡变速箱和其内部湿式离合器特征数据，设计离合器滑摩功、滑摩温度载荷谱获取与统计方法，提高离合器载荷谱编制的准确性。依据离合器滑摩功、滑摩温度、动作频次载荷数据处理流程，设计离合器载荷谱数据处理系统，自动输出载荷谱结果，保证了离合器载荷谱数据统计的便捷性和准确性。
通过采用本专利离合器载荷谱获取系统及方法，可以方便准确地获取动力换挡变速箱离合器实际载荷谱，对变速箱离合器可靠性设计有重大意义。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种变速箱离合器包载荷谱获取方法，其特征在于，包括：
采集各离合器的输入转速n In 、输出转速n Ou 和油压p Clu ，并根据采集结果计算出各离合器结合过程和脱开过程的滑摩功W slip ；
采集变速箱冷却油温T Sump 与离合器的滑摩功W slip ，并根据采集结果计算出各离合器结合完成后和脱开完成后的滑摩温度T Clu ；
采集变速箱挡位和方向信号，根据采集结果计算各离合器的结合次数N Cls 和脱开次数N Opn ；
根据载荷谱获取流程对各离合器的滑摩功W slip 、各离合器的滑摩温度T Clu 、各离合器的结合次数N Cls 和脱开次数N Opn 进行处理，获取载荷谱结果。
2.根据权利要求1所述的变速箱离合器包载荷谱获取方法，其特征在于，根据离合器的输入转速n In 、输出转速n Ou 和油压p Clu 计算出滑摩功W slip 包括：
根据离合器的输入转速n In 、输出转速n Ou 和油压p Clu 计算出各离合器结合过程和脱开过程的滑摩功率P slip ；
对所述滑摩功率P slip 进行积分计算，获取离合器结合过程和脱开过程的滑摩功W slip 。
3.根据权利要求1所述的变速箱离合器包载荷谱获取方法，其特征在于，根据载荷谱获取流程对各离合器的滑摩功W slip 进行处理，获取载荷谱结果包括：
将滑摩功数据按照离合器进行分类；
将各离合器的滑摩功数据分级处理；
统计各离合器各级滑摩功出现次数及占比；
根据各离合器各级滑摩功出现次数及占比，获取离合器滑摩功载荷谱结果。
4.根据权利要求1所述的变速箱离合器包载荷谱获取方法，其特征在于，根据载荷谱获取流程对各离合器滑摩温度T Clu 进行处理，获取载荷谱结果包括：
将滑摩温度数据按照离合器进行分类；
将各离合器的滑摩温度数据分级处理；
统计各离合器各级滑摩温度出现次数及占比；
根据各离合器各级滑摩温度次数及占比，获取离合器滑摩温度载荷谱结果。
5.根据权利要求1所述的变速箱离合器包载荷谱获取方法，其特征在于，根据载荷谱获取流程对各离合器的结合次数N Cls 和脱开次数N Opn 进行处理，获取载荷谱结果，包括：
将动作次数数据按照离合器进行分类；
将各离合器的动作次数按照结合与脱开分类处理；
统计各离合器结合次数、脱开次数及结合次数占比和脱开次数占比；
根据各离合器结合次数、脱开次数及结合次数占比和脱开次数占比，获取离合器结合频次与脱开频次载荷谱结果。
6.一种变速箱离合器包载荷谱获取系统，其特征在于，包括：
离合器滑摩功计算单元，用于采集各离合器的输入转速n In 、输出转速n Ou 和油压p Clu ，并根据采集结果计算出各离合器结合过程和脱开过程的滑摩功W slip ；
离合器滑摩温度计算单元，用于采集变速箱冷却油温T Sump 与离合器的滑摩功W slip ，并根据采集结果计算出各离合器结合完成后和脱开完成后的滑摩温度T Clu ；
离合器动作次数计算单元，用于采集变速箱挡位和方向信号，根据采集结果计算各离合器的结合次数N Cls 和脱开次数N Opn ；
离合器载荷谱数据采集与处理单元，用于根据载荷谱获取流程对各离合器的滑摩功W slip 、各离合器的滑摩温度T Clu 、各离合器的结合次数N Cls 和脱开次数N Opn 进行处理，获取载荷谱结果。
7.根据权利要求6所述的变速箱离合器包载荷谱获取系统，其特征在于，所述离合器滑摩功计算单元
还用于根据离合器的输入转速n In 、输出转速n Ou 和油压p Clu 计算出各离合器结合过程和脱开过程的滑摩功率P slip ；
对所述滑摩功率P slip 进行积分计算，获取离合器结合过程和脱开过程的滑摩功W slip 。
8.根据权利要求6所述的变速箱离合器包载荷谱获取系统，其特征在于，还包括动力换挡变速箱，所述离合器滑摩功计算单元、离合器滑摩温度计算单元及离合器动作次数计算单元均和所述动力换挡变速箱信号连接；所述离合器滑摩功计算单元、离合器滑摩温度计算单元及离合器动作次数计算单元均和所述离合器载荷谱数据采集与处理单元信号连接。
9.根据权利要求8所述的变速箱离合器包载荷谱获取系统，其特征在于，所述动力换挡变速箱包括多个湿式离合器。
10.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求6至9任一项所述的变速箱离合器包载荷谱获取系统。
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