CN203606057U - 一种发动机惰轮负载动态测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种发动机惰轮负载动态测量装置，该装置包括模拟惰轮，应变测量电路；所述模拟惰轮由外环构件和轮毂构件构成，轮毂构件包含外圆，内圆和n个辐板，辐板连接外圆与内圆，外环构件通过一组轴承连接于外圆上；其中至少一个辐板上粘贴有应变片，应变片接入应变测量电路。测量时，将皮带环绕在发动机前端轮系和模拟惰轮上，在皮带运行过程中，皮带张力将压力通过外环构件传递到辐板，应变片发生形变，根据应变片的应变值通过计算即可得到皮带的动态张力。本实用新型结构简单，操作简便，能够解决发动机前端轮系功能及可靠性问题。
Description
技术领域
本实用新型属于发动机前端轮系系统开发技术领域，涉及一种发动机惰轮负载动态测量装置。
背景技术
发动机前端轮系各附件如水泵、发电机、空调、动力转向泵等均由皮带传动。
发动机皮带运行中的张力影响着自身的寿命，同时也对各附件的可靠性有着重要影响。皮带张力过小导致皮带滑动率、抖动量过大，各附件不能正常工作；皮带张力过大易造成各附件旋转轴磨损量过大、皮带断裂、张紧轮破坏等问题。保证发动机轮系的动态张力在合适范围内是发动机可靠性工程的重要环节。
目前，发动机皮带静态张力可以通过超声波装置测量，而其动态张力由于需要在整机点火状态进行测量，一直是测量学上的一个难点。在国外某专利中有相关的装置可以进行皮带动态张力测量，但结构复杂，实施较为困难，国内尚无此类装置。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作简便的发动机惰轮负载动态测量装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型的发动机惰轮负载动态测量装置包括模拟惰轮，应变测量电路；所述模拟惰轮由外环构件和轮毂构件构成，轮毂构件包含外圆，内圆和n个辐板，辐板连接外圆与内圆，外环构件通过一组轴承连接于外圆上；其中至少一个辐板上粘贴有应变片，应变片接入应变测量电路。
测量时，将皮带环绕在发动机前端轮系和模拟惰轮上，在皮带运行过程中，皮带张力将压力通过外环构件传递到辐板，应变片发生形变，根据应变片的应变值通过计算即可得到皮带的动态张力。
本实用新型通过测量应变片的形变，再通过计算得到皮带的动态张力，从而评价轮系设计的合理性，能够解决发动机前端轮系功能及可靠性问题。本实用新型结构简单，操作简便。
所述模拟惰轮的一个辐板上粘贴一个应变片，应变测量电路采用一个惠斯顿电桥，该应变片作为惠斯顿电桥的一个臂。
所述模拟惰轮的一个辐板上还可以两侧各粘贴两个应变片，应变测量电路采用一个惠斯顿电桥，同侧应变片接在惠斯顿电桥的对边，异侧应变片接在惠斯顿电桥的邻边。
采用上述两种技术方案进行测量时，应使粘贴应变片的辐板的中心线与模拟惰轮两侧皮带夹角的角平分线重合。
所述n个辐板中三个相邻的辐板上可以各粘贴一个应变片，两侧的辐板与中间的辐板之间的夹角相等，应变测量电路采用三个惠斯顿电桥，每个辐板上的应变片接入一个惠斯顿电桥作为该惠斯顿电桥的一个臂。
所述n个辐板中三个相邻的辐板上还可以每侧各粘贴两个应变片，两侧的辐板与中间的辐板之间的夹角相等，应变测量电路采用三个惠斯顿电桥，每个辐板上的四个应变片作为一个惠斯顿电桥的四个臂，同侧应变片接在惠斯顿电桥的对边，异侧应变片接在惠斯顿电桥的邻边。
当采用上述两种技术方案时，两侧的辐板与中间的辐板之间的夹角相等，皮带的动态张力利用相邻三个辐板上的应变片所测得数据和皮带的安装角度等数据通过计算得到。
其中F为皮带的动态张力，F合为相邻三个辐板上所受的合力，F1、F2、F3分别为三个辐板所受的力；θ为模拟惰轮两侧皮带夹角，α为各辐板与皮带包角平分线之间的夹角中最小的夹角，β为相邻辐板之间的夹角。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型的发动机惰轮负载动态测量装置结构图。
图2是测量惰轮动态负载时模拟惰轮与发动机前端轮系的位置关系示意图。
图3a、3b分别是辐板同侧粘贴应变片、异侧粘贴应变片位置示意图。
图4是的辐板处应变片标定示意图。
图5a、5b是测量时动态张力求解示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的发动机惰轮负载动态测量装置包括模拟惰轮，应变测量电路8。所述模拟惰轮由外环构件1和轮毂构件构成；轮毂构件包含外圆2，内圆3和n个辐板4，n个辐板4可以均匀分布也可以不均匀分布；辐板4连接外圆2与内圆3。外环构件1通过一组深沟球轴承连接于外圆2上，装配时保证深沟球轴承内表面与外圆2外表面的过盈装配。
如图2所示，测量时，将皮带7环绕于发电机11、模拟惰轮12、水泵13、曲轴皮带轮14和动力转向泵15、皮带张紧轮16上。
试验测量前在辐板4上按正确位置粘贴应变片5，并且将粘贴有应变片的 辐板4通过力传感器6标定其力值与应变信号的关系，如图4所示。可以在辐板4的侧面粘贴一个应变片或者在辐板4的两侧各粘贴两个应变片（如图3a、3b、所示）。
所述应变测量电路8可以采用一个惠斯顿电桥。
当采用在一个辐板4上粘贴一个应变片进行测量时，应使该辐板4的中心线与模拟惰轮两侧皮带夹角的角平分线重合，并将该应变片5作为惠斯顿电桥的一个臂。
当采用在一个辐板4的两侧各粘贴两个应变片进行测量时，应使该辐板4的中心线与模拟惰轮两侧皮带夹角的角平分线重合，同侧应变片接在惠斯顿电桥的对边，异侧应变片接在惠斯顿电桥的邻边。
所述应变测量电路8还可以采用三个惠斯顿电桥。
当采用三个相邻的辐板4上各粘贴一个应变片进行测量时，每个辐板4上的应变片接入一个惠斯顿电桥，作为惠斯顿电桥的一个臂。
当采用三个相邻的辐板上每侧各粘贴两个应变片进行测量时，每个辐板4上的四个应变片作为一个惠斯顿电桥的四个臂；同侧应变片接在惠斯顿电桥的对边，异侧应变片接在惠斯顿电桥的邻边。
以n等于6为例，如图5a、5b所示，正确安装发动机惰轮负载动态测量装置，测量模拟惰轮两侧皮带的动态张力，模拟惰轮不传递扭矩，因此两侧皮带7的张力值F相等，其合力方向为皮带7包角平分线。分解各部分力值，得以下关系：
其中F为皮带7的动态张力，F合为相邻三个辐板上所受的合力，F1、F2、F3分别为三个辐板所受的力；θ为模拟惰轮两侧皮带夹角，α为各辐板与皮带包角平分线之间的夹角中最小的夹角。
Claims (5)
1.一种发动机惰轮负载动态测量装置，其特征在于包括模拟惰轮（12），应变测量电路（8）；所述模拟惰轮（12）由外环构件（1）和轮毂构件构成，轮毂构件包含外圆(2)，内圆(3)和n个辐板(4)，辐板(4)连接外圆(2)与内圆(3)，外环构件（1）通过一组轴承连接于外圆(2)上；其中至少一个辐板(4)上粘贴有应变片（5），应变片（5）接入应变测量电路（8）。
2.根据权利要求1所述的发动机惰轮负载动态测量装置，其特征在于所述模拟惰轮（12）的一个辐板（4）上粘贴一个应变片（5），应变测量电路（8）采用一个惠斯通电桥，该应变片（5）作为惠斯通电桥的一个臂。
3.根据权利要求1所述的发动机惰轮负载动态测量装置，其特征在于所述模拟惰轮的一个辐板（4）的两侧各粘贴两个应变片（5），应变测量电路（8）采用一个惠斯顿电桥，同侧应变片接在惠斯顿电桥的对边，异侧应变片接在惠斯顿电桥的邻边。
4.根据权利要求1所述的发动机惰轮负载动态测量装置，其特征在于所述n个辐板中三个相邻的辐板（4）上各粘贴一个应变片（5），两侧的辐板与中间的辐板之间的夹角相等，应变测量电路（8）采用三个惠斯顿电桥，每个辐板上的应变片接入一个惠斯顿电桥作为该惠斯顿电桥的一个臂。
5.根据权利要求1所述的发动机惰轮负载动态测量装置，其特征在于所述n个辐板中三个相邻的辐板（4）的每侧各粘贴两个应变片（5），两侧的辐板与中间的辐板之间的夹角相等，应变测量电路（8）采用三个惠斯通电桥，每个辐板上的四个应变片作为一个惠斯通电桥的四个臂，同侧应变片接在惠斯通电桥的对边，异侧应变片接在惠斯通电桥的邻边。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN104458094A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-03-25 | 无锡永凯达齿轮有限公司 | 汽车发动机皮带动态张力的采集单元 |
| CN105547562A (zh) * | 2014-10-24 | 2016-05-04 | 爱吉尔电子股份公司 | 用于纺织设备的纱线张力传感器 |
| CN107490448A (zh) * | 2016-08-17 | 2017-12-19 | 宝沃汽车（中国）有限公司 | 一种旋转件动态扭矩测量装置 |
| CN110411761A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-11-05 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种自动张紧轮可靠性验证试验台架 |
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