CN1945253A - 摩托车湿式离合器性能测试模拟实验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摩托车湿式离合器性能测试模拟实验台，它包括机座(1)、电机(2)、减速油箱(3)、制动器(4)、气缸(13)；减速油箱(3)内设有用于驱动被测离合器(5)主动齿轮(501)的减速机构(304)；减速油箱(3)上设有用于驱动减速机构(304)的输入轴(301)、用于与被测离合器(5)的主动轴(502)对接输出轴(302)、用于推动被测离合器(5)从动体(503)的拉杆(303)；减速油箱输入轴(301)由电机(2)驱动，制动器(4)设置在减速油箱输出轴(302)上，拉杆(303)由气缸(13)推动。本发明实验台能在实验室里对摩托车湿式离合器的性能进行测试。

Description

摩托车湿式离合器性能测试模拟实验台

技术领域

本发明涉及摩托车湿式离合器的测试设备，特别是在实验室对湿式离合器的性能进行测试的实验台。

背景技术

随着摩托车发动机转速和功率的提高以及道路上车流密度的增加，形成了离合器的接合频度高，使用条件日益严酷的工况。而离合器是摩托车至关重要的安全性装置，是摩托车传动系统的主要部件，其质量高低、性能好坏是行车安全的重要保障。随着需求量的不断增加，对摩托车湿式离合器性能也提出了更高的要求。

目前，对摩托车湿式离合器性能的测试主要是在实车上进行，工作效率低，成本高；因此，市场急需一种能在实验室对摩托车湿式离合器性能进行测试的实验台。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种摩托车湿式离合器性能测试模拟实验台，它能在实验室里对摩托车湿式离合器的性能进行测试。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

摩托车湿式离合器性能测试模拟实验台，它包括机座、电机、减速油箱、制动器、气缸；电机、减速油箱、气缸设置在机座上；

减速油箱内设有用于驱动被测离合器主动齿轮的减速机构；减速油箱上设有用于驱动减速机构的输入轴、用于与被测离合器的主动轴对接输出轴、用于推动被测离合器从动体(503)的拉杆；

减速油箱输入轴由电机驱动，制动器设置在减速油箱输出轴上，拉杆由气缸推动。

上述方案中，制动器包括制动盘制动器和空心轴磁粉制动器；

制动盘制动器包括套在减速油箱输出轴上的浮动体、固定在减速油箱输出轴上的制动盘、设置在浮动体上的制动片、设置在浮动体上的制动气缸；制动片设置在制动盘两侧，制动片由制动气缸驱动；

空心轴磁粉制动器的轴与减速油箱输出轴对接。

上述方案中，减速油箱输入轴上设有飞轮，减速油箱输出轴上设有飞轮。

上述方案中，减速油箱上设有用于加热减速油箱内润滑油的加热器。

上述方案中，电机为两台，其中的一台电机通过联轴器与减速油箱输入轴对接；另一台电机通过齿轮减速机构驱动减速油箱输入轴。

上述方案中，浮动体上设有悬臂，悬臂的端部与机座之间设有力传感器；

空心轴磁粉制动器上设有悬臂，悬臂的端部与机座之间设有力传感器。

上述方案中，减速油箱输入轴上和减速油箱输出轴上设有转速传感器。

上述方案中，拉杆与气缸之间设有拉压力传感器。

上述方案中，减速油箱内设有温度传感器。

上述方案中，拉杆与减速油箱之间设有位移传感器。

本发明摩托车湿式离合器性能测试模拟实验台工作时，将被测离合器放入减速油箱内，并在减速油箱内注入润滑油，被测离合器主动齿轮由减速机构驱动；被测离合器的主动轴与减速油箱输出轴对接，被测离合器从动体与拉杆连接。封闭减速油箱即可对被测离合器进行测试。

本发明摩托车湿式离合器性能测试模拟实验台的优点在于：

1、本发明由电机模拟摩托车发动机，以制动器模拟摩托车启动、爬坡、制动时的状态，为对摩托车湿式离合器各种性能的测试创造了条件。

2、制动器包括制动盘制动器、空心轴磁粉制动器，制动盘制动器能模拟摩托车制动时的工作状态。空心轴磁粉制动器可通过调节模拟各种载荷、启动、爬坡时的工作状态。

3、减速油箱输入轴上设有飞轮，可模拟摩托车发动机启动时的工作状态；减速油箱输出轴上设有飞轮，可模拟摩托车发动机运行时的工作状态。

4、减速油箱上设有加热器，可加热减速油箱内的润滑油，提高离合器测试时的温度，模拟离合器的实际工作环境温度。

5、电机为两台，可模拟发动机高速和低速运行时的状态。

6、实验台上设有各种用于现场测试的传感器，各传感器的信号输出给计算机，用于对离合器性能的评价。

附图说明

图1为本发明实验台实施例的结构俯视图

图2为本发明实验台实施例的结构侧视图

图3为图1的A-A剖视图

图4为图1的B-B剖视放大图

具体实施方式

如图1、2所示的本发明摩托车湿式离合器性能测试模拟实验台实施例，它包括机座1、电机2、减速油箱3、制动器4、气缸13；电机2、减速油箱3、气缸13设置在机座1上。

如图1、4所示，减速油箱3内设有用于驱动被测离合器5主动齿轮501的减速机构304；减速油箱3上设有用于驱动减速机构304的输入轴301、用于与被测离合器5的主动轴502对接输出轴302、用于推动被测离合器5从动体503的拉杆303。

减速油箱输入轴301由电机2驱动，制动器4设置在减速油箱输出轴302上，拉杆303由气缸13推动。

减速油箱3上设有用于加热减速油箱3内润滑油的加热器305。减速油箱3内设有温度传感器8。减速油箱3上设有空气滤清器306。

如图1、2所示，制动器4包括制动盘制动器和空心轴磁粉制动器404；

制动盘制动器包括套在减速油箱输出轴302上的浮动体405、固定在减速油箱输出轴302上的制动盘401、设置在浮动体405上的制动片402、设置在浮动体405上的制动气缸403；制动片402设置在制动盘401两侧，制动片402由制动气缸403驱动。空心轴磁粉制动器404的轴与减速油箱输出轴302对接。

浮动体405上设有悬臂9，悬臂9的端部与机座1之间设有力传感器15。空心轴磁粉制动器404上设有悬臂9，悬臂9的端部与机座1之间设有力传感器15。

减速油箱输入轴301上设有两个飞轮12和转速传感器6。减速油箱输出轴302上设有飞轮16和转速传感器6。本实施例中，减速油箱输出轴302上的飞轮16和转速传感器6，设置在与减速油箱输出轴302对接为一体的空心轴磁粉制动器404的轴上。

拉杆303与气缸13之间设有拉压力传感器7。拉杆303与减速油箱3之间设有位移传感器10。

如图3所示，电机2为两台，其中的一台电机2通过联轴器11与减速油箱输入轴301对接；另一台电机2通过齿轮减速机构14驱动减速油箱输入轴301。该齿轮减速机构14由电机2驱动的齿轮和一飞轮12上的齿轮组成，两齿轮相互啮合。

本发明实施例：

电机2采用两台微型电机作动力，电机型号为DO4512型微型异步电动机，其转速为：2800r/min，输出功率15w。

减速油箱输入轴301上转速传感器6采用光电编码器为增量式PIE-256型，每秒输出脉冲数为256个，最高转速可达5000r/min，主要用于低速时转速的测量。

减速油箱输出轴302上设有转速传感器6采用光电编码器为ZLF-12-24BM-C12E型，每秒输出脉冲数为24个，其允许的最大转速为6000r/min，主要用于高速时转速的测量。

气缸13采用10Y-1D-FA-20N-10型气缸，为前弹簧，前法兰式，气缸内径20mm，气缸行程10mm，用于离合器轴向压力的测量。

制动气缸403为10Y-L-20N-10型，为前弹簧，L轴向脚架式，气缸内径20mm，气缸行程10mm，在测量湿式离合器动静摩擦力矩、动静摩擦系数时，对离合器的从动端进行制动。

拉压力传感器7为LTR-1型，最大测量范围为10kg，用于测量离合器的轴向压紧力。

力传感器15采用负荷传感器，为LSR-2型，最大测量范围为100kg，测量所得的力(单位N)与距离的乘积即为所需力矩。

空心轴磁粉制动器404选用CZK-0.3型空心轴式磁粉制动器，其额定转矩为3N·M，激磁电流0.6A，允许滑差功率为40W，用于模拟摩托车在4°35′坡道上起步时的坡道阻力矩。

位移传感器10采用电感调频式位移传感器BWG型，最大量程10mm，结合离合器静摩擦力矩、静摩擦系数、动摩擦力矩、动摩擦系数以及轴向压力，轴向位移的测试结果完成位移——扭距特性的测试。

加热器305为电加热器，电加热器选用GYY2-220/1型，热电阻选用WZPK-330型，保证离合器所侵浴的油温温度在373k±5k。

减速油箱的减速机构304为三级齿轮传动，一级轴齿轮齿数为36齿，二级轴两个齿轮的齿数为15齿和28齿，模拟离合器齿数为36齿，所以传动比为： $i=\frac{36\×15}{28\×36}=\frac{15}{28},$ 当异步电动机达到最大转速时，离合器的转速可以达到 $2800\×\frac{15}{28}=1500r/\min .$ 齿轮减速机构14的齿轮齿数为12，飞轮上齿轮齿数为24，所以当异步电机达到最高转速时，离合器的转速为 $2800\×\frac{12}{24}\×\frac{15}{28}=750r/\min .$

电机2为两台，其中的一台电机2通过联轴器11与减速油箱输入轴301对接；可以用来测量湿式离合器的动摩擦系数。

另一台电机2通过齿轮减速机构14驱动减速油箱输入轴301，可以用来测量湿式离合器的静摩擦力矩和静摩擦系数。

本发明实验台实施例可以测试以下几个项目：

(1)静摩擦力矩与静摩擦系数的测定；

(2)动摩擦力矩与动摩擦系数的测定；

(3)离合器轴向压紧力的测量；

(4)离合器摩擦片磨损量的测量；

(5)高速旋转下摩擦片磨损量的测量。

本发明实验台实施例的测试原理为：

(1)静动摩擦系数以及静动摩擦力矩的测定：

在被测离合器侵浴入减速箱润滑油中，油温温度为373k±5k的条件下，进行下述测量：

因为异步电动机通过减速齿轮的减速之后，转矩大，而速度低，可以用来测量湿式离合器的静摩擦力矩和静摩擦系数(这时只用图1在右边电机2)。对离合器进行磨合，使摩擦盘接触面积达到80％，再使其处于接合状态，制动气缸使离合器从动部分制动，然后利用电机自离合器主动部分向从动部分缓慢的施加扭转负荷，主动部分刚刚开始打滑时的力矩即为需测量的静摩擦力矩。左负荷传感器与三级轴的距离为0.14m，所以此时的力矩值等于负荷传感器的测量值(单位N)乘以0.14。

因为异步电动机通过减速箱的减速之后，转速大，而转矩小(只用图1在左边电机2)，可以用来测量湿式离合器的动摩擦系数和动摩擦力矩：异步电动机将摩托车发动机的最大扭矩时的转速换算到离合器轴上(1500r/min)，当达到一定转速并稳定运转后切断电源，制动气缸制动，使离合器从动部分停止转动，而主动部分在配重块的驱动下克服摩擦阻力继续旋转，使摩擦片产生滑摩，通过负荷传感器此时的负荷(单位N)，乘以左负荷传感器与三级轴的距离0.14m，即为被试离合器从动部分固定，主动部分以不同转速强制滑摩时的动摩擦力矩

(2)离合器压盘轴向压紧力的测量：

轴向压紧力是离合器总成中弹簧对摩擦片的压紧力，即弹簧在总成中的预压缩力。离合器摩擦片的接合与分离，是通过气缸13来完成的。气缸13拉动离合器从动部分，在离合器从动部分与主动部分分离的过程中，当左负荷传感器数值突变的时候的位移传感器的测量力即为离合器压盘轴向压紧力，通过观察位移传感器和拉压力传感器的数值，可以得到离合器轴向压紧力与位移的关系。

(3)摩擦盘磨损量的测定：

确定实验载荷相当于摩托车满载常用起步挡在坡道角度为4°35′的坡道上起步时的当量惯量和坡道阻力矩(右负荷传感器测量值乘以0.09m)，由磁粉制动器转换到离合器轴上，按每分钟2个循环(每次接合的滑磨时间为2.5±0.5s)进行连续模拟起步循环实验。每接合10000次测量一次摩擦力矩(负荷传感器测量值乘以0.14m)，并卸下离合器在摩擦盘中径处测量其摩擦盘厚度，每次在相同位置测量不少于三点，取其平均值，即为湿式离合器耐久实验中的摩擦片磨损量。

(4)高速旋转下摩擦片磨损量的测量：

在减速箱油温温度为373k±5k的条件下，使电机2转速逐渐加速，达到最大转速，在达到规定转速时，转速增加量不得超过150rad/s，连续旋转1min，关断电源，卸下离合器，测量离合器摩擦片的磨损量。

本发明实施例模拟的条件完全符合国家标准QC/T 66-93对摩托车湿式离合器测试的条件。

Claims (10)

1、摩托车湿式离合器性能测试模拟实验台，其特征在于：它包括机座(1)、电机(2)、减速油箱(3)、制动器(4)、气缸(13)；电机(2)、减速油箱(3)、气缸(13)设置在机座(1)上；

减速油箱(3)内设有用于驱动被测离合器(5)主动齿轮(501)的减速机构(304)；减速油箱(3)上设有用于驱动减速机构(304)的输入轴(301)、用于与被测离合器(5)的主动轴(502)对接输出轴(302)、用于推动被测离合器(5)从动体(503)的拉杆(303)；

减速油箱输入轴(301)由电机(2)驱动，制动器(4)设置在减速油箱输出轴(302)上，拉杆(303)由气缸(13)推动。

2、如权利要求1所述的实验台，其特征在于：制动器(4)包括制动盘制动器和空心轴磁粉制动器(404)；

制动盘制动器包括套在减速油箱输出轴(302)上的浮动体(405)、固定在减速油箱输出轴(302)上的制动盘(401)、设置在浮动体(405)上的制动片(402)、设置在浮动体(405)上的制动气缸(403)；制动片(402)设置在制动盘(401)两侧，制动片(402)由制动气缸(403)驱动；

空心轴磁粉制动器(404)的轴与减速油箱输出轴(302)对接。

3、如权利要求1所述的实验台，其特征在于：减速油箱输入轴(301)上设有飞轮(12)，减速油箱输出轴(302)上设有飞轮(16)。

4、如权利要求1所述的实验台，其特征在于：减速油箱(3)上设有用于加热减速油箱(3)内润滑油的加热器(305)。

5、如权利要求1所述的实验台，其特征在于：电机(2)为两台，其中的一台电机(2)通过联轴器(11)与减速油箱输入轴(301)对接；另一台电机(2)通过齿轮减速机构(14)驱动减速油箱输入轴(301)。

6、如权利要求2所述的实验台，其特征在于：浮动体(405)上设有悬臂(9)，悬臂(9)的端部与机座(1)之间设有力传感器(15)；

空心轴磁粉制动器(404)上设有悬臂(9)，悬臂(9)的端部与机座(1)之间设有力传感器(15)。

7、如权利要求1所述的实验台，其特征在于：减速油箱输入轴(301)上和减速油箱输出轴(302)上设有转速传感器(6)。

8、如权利要求1所述的实验台，其特征在于：拉杆(303)与气缸(13)之间设有拉压力传感器(7)。

9、如权利要求1所述的实验台，其特征在于：减速油箱(3)内设有温度传感器(8)。

10、如权利要求1所述的实验台，其特征在于：拉杆(303)与减速油箱(3)之间设有位移传感器(10)。

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