CN1721833A - 汽车变速箱加载检测试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车变速箱加载检测试验台，其特征在于该装置包括实验台装置、电气传动系统；所说的实验台装置包括输入轴驱动交流电机、输入轴扭矩转速传感器、被试变速箱快速夹紧定位装置、输出一轴、输出二轴、输出轴转速编码器、输出轴加载直流电机、油箱及注放油系统；本发明有如下优越性：1.节能效果明显，电能回收率达70％以上；2.试验台采用卧式双层立体布置结构，节省了生产车间的场地占用面积，提高了生产效率；3.一机多用；4.采用工业控制计算机系统和测控仪表实现测试流程的自动控制；5.完善的联锁保护功能。

Description

汽车变速箱加载检测试验台

(一)技术领域：

本发明属于一种汽车变速箱加载检测装置，特别涉及一种汽车变速箱加载检测试验台。

(二)背景技术：

汽车变速箱加载检测试验台是制造厂变速箱产品下线检测必不可少的设备，对变速箱总成逐一进行加载检测试验；本试验台检测对象为各种车辆和工程机械等动力传动装置的手、自动变速箱、齿轮箱、减速机等。对变速箱在加载条件下进行驱动试验，即检测变速箱在试验规范给定的转速下各档位传递的扭矩、传动比、杂音或噪音和换档平顺性以及在规定扭矩下的掉档、脱档或乱档检测，从而对变速箱总成进行出厂合格性判断。并且通过对本试验台的试验数据分析和处理，为自动变速器及电控单元(ECU)的研制提供了大量的有用的试验数据。

(三)发明内容：

本发明的目的在于设计一种汽车变速箱加载检测试验台，其对变速箱在加载条件下进行驱动试验，即检测变速箱在试验规范给定的转速下各档位传递的扭矩、传动比、杂音或噪音和换档平顺性以及在规定扭矩下的掉档、脱档或乱档检测，从而对变速箱总成进行出厂合格性判断。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种汽车变速箱加载检测试验台，其特征在于该装置包括实验台装置、电气传动系统；所说的实验台装置包括输入轴驱动交流电机、输入轴扭矩转速传感器、被试变速箱快速夹紧定位装置、输出一轴、输出二轴、输出轴转速编码器、输出轴加载直流电机、油箱及注放油系统；所说的输入轴驱动交流电机的输出端连接输入轴扭矩转速传感器；输入轴扭矩转速传感器连接到过渡连接板的输入花键轴，在过渡连接板上有被试变速箱快速夹紧定位装置；在被试变速箱输出侧有两个输出轴孔，两个输出轴孔分别与两个输出轴连接，其中输出一轴通过皮带与输出轴加载直流电机的一侧轴伸连接；输出二轴通过皮带与输出轴加载直流电机的另一侧轴伸连接；输出轴减速机安装于输出轴和加载直流电机的轴伸之间；所说的输出轴加载直流电机与输出二轴连接的一侧轴伸套有输出轴转速编码器；所说的变速箱润滑油供油系统为被试变速箱提供经过加热后的符合试验规范温度的润滑油；所说的电气传动系统包括进线电抗器、矢量控制全数字交流变频调速装置、输入轴驱动交流电机、全数字四象限直流调速装置、被试变速箱、输出轴减速装置、输出加载直流电机、平波电抗器与励磁绕组；所说的进线电抗器连接到矢量控制全数字交流变频调速装置的进线端，矢量控制全数字交流变频调速装置的输出端连接到输入轴驱动交流电机，用于驱动被试变速箱的输入轴；在直流控制部分，三相交流电源通过进线电抗器连接到全数字四象限直流调速装置的进线端，其输出端连接到输出加载直流电机，用于驱动被试变速箱的输出轴。

上述所说的汽车变速箱加载检测试验台有计算机测控系统，包括工业控制计算机、I/O单元、通讯单元、检测仪表及传感器、信号调理及转换单元、润滑油温控仪表、变频调速装置、直流调速装置、电气控制装置与报警及连锁保护；

上述所说的变速箱加载检测实验台采用卧式双层结构、分为上下两层布置。

本发明的工作原理如下所述：

输入轴驱动电机，用以驱动被试变速箱的输入轴，采用交流异步电动机及西门子矢量变频调速控制技术模拟发动机的工况为变速箱提供规定的扭矩、转速和功率；输出轴加载电机，通过减速装置连接到变速箱的输出轴，采用直流电机及四象限工作西门子整流及逆变技术，提供一定的反向扭矩功率，模拟不同的路况，车重及风阻等综合条件下的载荷，并将试验过程能耗回馈供电网络回收利用，实现电封闭加载；输入扭矩转速传感器，安装与输入轴驱动电机和变速器输入轴之间，测取变速箱输入轴转速和扭矩的大小，即输入加载转矩；输出轴减速机安装于变速箱输出轴和加载电机轴之间，将加载电机施加的扭矩和转速转换为与变速箱各档位匹配的扭矩和转速；变速箱润滑油供油系统为被试变速箱提供经过加热后的符合试验规范温度的润滑油；快速装卡及定位装置在试件定位过程中，输入和输出轴驱动电机工作于低速震荡蠕动方式，便于试件与驱动轴的快速对接；定位完成后由气动液压装置进行压紧，牢固的安装在试验台架上。电气传动装置用于安装驱动输入和输出轴的交直流电机的变频调速装置、整流逆变装置及控制电器等。计算机测控系统主要功能是采集试验数据，自动控制试验过程，试验数据分析和处理，形成报表并打印，对被试件进行合格性分析和判断。本系统由大量传感器和检测仪表采集试验过程的输入轴和输出轴的转速、转矩、功率、油温、油位、档位、噪声、离合器位置、试件位置等数据和状态信号，传送给测控主计算机，计算机根据所选定的试验规范，按所要求的流程和状态信号自动控制试验过程的转速、转矩、功率等工况参数，并监测试验过程异常情况，进行报警和联锁保护。计算机测控系统采用高可靠性工业控制计算机为控制主机，扩展数据采集和控制板卡及信号调理单元。测试系统软件主要由图形化测控组态软件和C语言编写，主要测试界面有流程图、模拟图、仪表图、实时趋势曲线、历史数据记录、数据报表打印、试件性能分析等。

本发明有如下优越性：1、采用变频技术、整流及逆变技术和计算机控制技术实现先进的电封闭加载技术；模拟变速箱的载荷及路况条件，仿真变速箱实车动力匹配及搭载工况条件，并将试验过程的能耗回馈电网加以回收利用，而不对电网造成冲击更不会影响用户其它电气设备的正常工作，节能效果明显，电能回收率达70％以上；2、试验台采用卧式双层立体布置结构，比传统的平面布置结构更利于合理布置和安装，机械和电气传动部件结构紧凑，大大节省了生产车间的场地占用面积，节省了测试人员吊装和搬运试件的往返时间，加快了生产节奏，进一步提高了生产效率；此为国内首创；3、适用于多种型号的手动和自动变速箱的测试，做到一机多用；手动变速箱有8A，7A，5A等；自动变速箱有3AP，4AP等；4、采用工业控制计算机系统和测控仪表实现测试流程的自动控制；5、完善的联锁保护功能，例如：当测试过程出现掉档、脱档或空档以及乱档等意外情况而发生飞车现象时，系统具备失扭保护功能，从而避免设备和人身伤害事故的发生等；6、被试件气/液转换快速装卡机构，为使被试变速箱与发动机上的安装方式一致，并可靠地固定在台架上，采用气/液转换装置将气源压力转换为液压压紧力，将试件牢固地压紧在台架上；7、定量加注油和排油系统，试验前为变速箱加注规定量的润滑油，试验结束后将润滑油抽回贮油箱。

(四)附图说明：

附图1为试验台架结构图；

附图2为电气传动系统；

附图3为计算机测控系统；

其中1为输入轴驱动交流电机，2为输入轴扭矩转速传感器，01为上层板，02为下层板，3为被试变速箱快速夹紧定位装置，4为被试变速箱，5为输出一轴，6为输出二轴，7为输出轴转速编码器，8为输出轴加载直流电机，9为变速箱润滑油供油系统，10为连轴节，11为输出轴减速机、12为皮带，13为进线电抗器，14为矢量控制全数字交流变频调速装置，15为平波电抗器，16为励磁绕组，17为全数字四象限直流调速装置，18为工业控制计算机，19为I/O单元，20为通讯单元，21为信号调理及转换单元、22为检测仪表及传感器、23为报警及连锁保护、24为润滑油温控仪表、25为变频调速装置、26为直流调速装置、27电气控制装置、28为过渡连接板、29为过渡连接板的输入花键轴、81为输出轴加载直流电机输出轴，82为输出轴加载直流电机输出轴。

(五)具体实施方式：

实施例：一种汽车变速箱加载检测试验台，其特征在于该装置包括实验台装置(见附图1)与电气传动系统(见附图2)；所说的实验台装置包括输入轴驱动交流电机1、输入轴扭矩转速传感器2、被试变速箱快速夹紧定位装置3、输出一轴5、输出二轴6、输出轴转速编码器7、输出轴加载直流电机8、油箱及注放油系统9；所说的输入轴驱动交流电机1的输出端连接输入轴扭矩转速传感器2；输入轴扭矩转速传感器2连接到过渡连接板28的输入花键轴29，在过渡连接板28上有被试变速箱快速夹紧定位装置3；在被试变速箱4输出侧有两个输出轴孔，两个输出轴孔分别与两个输出轴连接，其中输出一轴5通过皮带12与输出轴加载直流电机8的一侧轴伸82连接；输出二轴6通过皮带12与输出轴加载直流电机8的另一侧轴伸81连接；输出轴减速机11安装于输出轴5、6和加载直流电机8的轴伸81、82之间；所说的输出轴加载直流电机8与输出二轴6连接的一侧轴伸82套有输出轴转速编码器7；所说的油箱及注放油系统9为被试变速箱4提供经过加热后的符合试验规范温度的润滑油；

所说的电气传动系统(见附图2)包括进线电抗器13、矢量控制全数字交流变频调速装置14、输入轴驱动交流电机1、全数字四象限直流调速装置17、被试变速箱4、输出轴减速装置11、输出加载直流电机8、平波电抗器15与励磁绕组16；在交流控制部分，三相交流电源通过进线电抗器13连接到矢量控制全数字交流变频调速装置14的进线端，矢量控制全数字交流变频调速装置14的输出端连接到输入轴驱动交流电机1，用于驱动被试变速箱的输入轴；在直流控制部分，三相交流电源通过进线电抗器13连接到全数字四象限直流调速装置的进线端17，其输出端连接到输出加载直流电机8，用于驱动被试变速箱的输出轴。

上述所说的汽车变速箱加载检测试验台有计算机测控系统(见附图3)，包括工业控制计算机18、I/O单元19、通讯单元20、检测仪表及传感器22、信号调理及转换单元21、润滑油温控仪表24、变频调速装置25、直流调速装置26、电气控制装置27与报警及连锁保护23；

上述所说的变速箱加载检测实验台采用卧式双层结构、分为上下两层布置。上下两层之间有上层板01相隔并支撑上部分装置，下层有下层板02支撑。

Claims (3)

1、一种汽车变速箱加载检测试验台，其特征在于该装置包括实验台装置、电气传动系统；所说的实验台装置包括输入轴驱动交流电机、输入轴扭矩转速传感器、被试变速箱快速夹紧定位装置、输出一轴、输出二轴、输出轴转速编码器、输出轴加载直流电机、油箱及注放油系统；所说的输入轴驱动交流电机的输出端连接输入轴扭矩转速传感器；输入轴扭矩转速传感器连接到过渡连接板的输入花键轴，在过渡连接板上有被试变速箱快速夹紧定位装置；在被试变速箱输出侧有两个输出轴孔，两个输出轴孔分别与两个输出轴连接，其中输出一轴通过皮带与输出轴加载直流电机的一侧轴伸连接；输出二轴通过皮带与输出轴加载直流电机的另一侧轴伸连接；输出轴减速机安装于输出轴和加载直流电机的轴伸之间；所说的输出轴加载直流电机与输出二轴连接的一侧轴伸套有输出轴转速编码器；所说的变速箱润滑油供油系统为被试变速箱提供经过加热后的符合试验规范温度的润滑油；所说的电气传动系统包括进线电抗器、矢量控制全数字交流变频调速装置、输入轴驱动交流电机、全数字四象限直流调速装置、被试变速箱、输出轴减速装置、输出加载直流电机、平波电抗器与励磁绕组；所说的进线电抗器连接到矢量控制全数字交流变频调速装置的进线端，矢量控制全数字交流变频调速装置的输出端连接到输入轴驱动交流电机，用于驱动被试变速箱的输入轴；在直流控制部分，三相交流电源通过进线电抗器连接到全数字四象限直流调速装置的进线端，其输出端连接到输出加载直流电机，用于驱动被试变速箱的输出轴。

2、根据权利要求1所说的一种汽车变速箱加载检测试验台，其特征在于所说的汽车变速箱加载检测试验台有计算机测控系统，包括工业控制计算机、I/O单元、通讯单元、检测仪表及传感器、信号调理及转换单元、润滑油温控仪表、变频调速装置、直流调速装置、电气控制装置与报警及连锁保护。

3、根据权利要求1所说的一种汽车变速箱加载检测试验台，其特征在于所说的变速箱加载检测实验台采用卧式双层结构、分为上下两层布置。

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