CN203732268U - 发动机曲轴模拟装置及使用该模拟装置的变速箱试验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发动机曲轴模拟装置及使用该模拟装置的变速箱试验系统，模拟装置包括电机和过渡支架，过渡支架上转动装配有轴向沿前后方向延伸且用于与所述电机配合输出设定转速及扭矩以模拟发动机曲轴的转轴总成，转轴总成的前端为与所述电机的动力输出轴传动连接的动力输入端、后端为用于与待试验变速箱的输入轴传动连接的动力输出端，且转轴总成上具有用于模拟曲轴转动惯量的惯量模拟结构。本实用新型所提供的发动机曲轴模拟装置中的动力源为电机，不会消耗燃油和机油，不产生废气，同时，采用惯量模拟结构来模拟发动机曲轴的转动惯量，提高使用该模拟装置的变速箱试验系统的试验精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发动机曲轴模拟装置及使用该模拟装置的变速箱试验系统。
背景技术
在发动机变速箱出厂时，一般需要对变速箱抽检以进行性能和耐久试验。目前多是将变速箱固定在发动机上，将发动机及变速箱整体放置在试验台架上，再将变速箱的输出轴与加载设备连接。测试时，发动机点火运转，发动机的曲轴向待试验的变速箱输入动力，同时，由加载装置根据试验要求向变速箱的输出轴进行加载。
在上述试验过程中，需要采用真正的发动机向变速箱提供试验时所需的输入动力，发动机运转需要消耗燃油和机油，同时，为降低发动机热量就需要配置制冷设备，还会消耗各类冷却液，试验成本较高。另外，燃烧也会产生相应的废气，造成环境污染。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种发动机曲轴模拟装置，以解决现有技术中采用真正的发动机来提供试验所需输入动力而消耗燃油和机油的技术问题；同时，本实用新型还提供一种使用上述模拟装置的变速箱试验系统。
为实现上述目的，本实用新型所提供的发动机曲轴模拟装置的技术方案是：发动机曲轴模拟装置，包括电机和过渡支架，过渡支架上转动装配有轴向沿前后方向延伸且用于与所述电机配合输出设定转速及扭矩以模拟发动机曲轴的转轴总成，转轴总成的前端为与所述电机的动力输出轴传动连接的动力输入端、后端为动力输出端，且转轴总成上具有用于模拟曲轴转动惯量的惯量模拟结构。
所述的转轴总成包括作为所述惯量模拟结构且向所述转轴总成的动力输出端传递动力的惯量盘。
所述的转轴总成还包括对应布置在所述惯量盘前后两侧的联轴器和过渡转轴，过渡转轴转动装配在过渡支架上，惯量盘通过所述联轴器与所述电机的动力输出轴传动连接，联轴器的前端即为所述转轴总成的动力输入端、其后端与所述惯量盘传动连接，过渡转轴的前端与所述惯量盘传动连接、其后端即为所述转轴总成的动力输出端。
所述的过渡转轴通过轴承结构转动装配在过渡支架上，所述轴承结构包括固定装配在所述过渡支架上的轴承座和位于轴承座与过渡转轴之间的沿过渡转轴的轴向布置的两个轴承，所述两轴承中的其中一个轴承形成固定支承、另一个轴承形成用于补偿过渡转轴的热膨胀的游动支承。
所述的轴承座上设有两个分别用于对两轴承进行热量监控的温度传感器，两温度传感器分别具有用于输出检测信号的信号输出端。
所述的联轴器、惯量盘及过渡转轴同轴布置。
所述的电机的动力输出轴上还传动连接有扭矩传感器，扭矩传感器具有用于输出检测信号的信号输出端。
本实用新型所提供的使用上述模拟装置的变速箱试验系统的技术方案是：变速箱试验系统，包括用于向待试验的变速箱提供输入动力的发动机曲轴模拟装置，该模拟装置包括电机和过渡支架，过渡支架上转动装配有轴向沿前后方向延伸且用于与所述电机配合输出设定转速及扭矩以模拟发动机曲轴的转轴总成，转轴总成的前端为与所述电机的动力输出轴传动连接的动力输入端、后端为用于与待试验变速箱的输入轴传动连接的动力输出端，且转轴总成上具有用于模拟曲轴转动惯量的惯量模拟结构。
所述的转轴总成包括作为所述惯量模拟结构且向所述转轴总成的动力输出端传递动力的惯量盘；所述的转轴总成还包括与所述惯量盘同轴且对应布置在所述惯量盘前后两侧的联轴器和过渡转轴，过渡转轴转动装配在过渡支架上，惯量盘通过所述联轴器与所述电机的动力输出轴传动连接，联轴器的前端即为所述转轴总成的动力输入端、其后端与所述惯量盘传动连接，过渡转轴的前端与所述惯量盘传动连接、其后端即为所述转轴总成的动力输出端。
所述的过渡转轴通过轴承结构转动装配在过渡支架上，所述轴承结构包括固定装配在所述过渡支架上的轴承座和位于轴承座与过渡转轴之间并沿前后方向轴向布置的两个轴承，所述两轴承中的其中一个轴承形成固定支承、另一个轴承形成用于补偿过渡转轴的热膨胀的游动支承；所述的轴承座悬置于过渡支架的朝向所述电机的一侧，所述过渡支架的背离所述轴承座的一侧设有便于固定安装待试验变速箱的固定部。
本实用新型的有益之处是：本实用新型所提供的发动机曲轴模拟装置及使用该模拟装置的变速箱试验系统中，由电机和转轴总成配合输出设定的转速及扭矩以模拟发动机曲轴的动力输出，同时，由惯量模拟结构模拟发动机曲轴的转动惯量，这样，由电机通过转轴总成向外输出发动机曲轴所输出的扭矩和转速，以实现对发动机曲轴的模拟，在使用时，将待试验的变速箱的动力输入轴与转轴总成的动力输出端传动连接，即可提供变速箱试验时所需的驱动力，通过转轴总成实现电机和待试验的变速箱的动力传递，这样可以减少轴向力对电机一端的冲击。与现有技术中的真实发动机相比，本实用新型所提供的发动机曲轴模拟装置中的动力源为电机，不会消耗燃油和机油，不产生废气，同时还可以有效降低变速箱的试验成本。同时，采用惯量模拟结构来模拟发动机曲轴的转动惯量，可以有效提高模拟装置的精度，提高使用该模拟装置的变速箱试验系统的试验精度。
进一步的，采用惯量盘作为惯量模拟结构，惯量盘不仅可以起到惯量模拟的作用，还可以起到传递动力以简化转轴总成结构的作用。
进一步的，转轴总成不仅包括惯量盘，还包括联轴器及过渡转轴，使得转轴总成的结构简单，设计制造成本低，检修维护简单。而使联轴器、惯量盘及过渡转轴同轴布置，这样可以进一步减小转轴总成所占据的空间。
进一步的，轴承结构采用双轴承，且其中一个形成游动支承，这样可以通过作为游动支承的轴承的移动来对过渡转轴的热膨胀进行补偿。
进一步的，采用温度传感器对两轴承的工作温度进行监控，防止轴承损坏时急剧发热，对模拟装置起到安全监控的作用。
进一步的，设置扭矩传感器可以对电机所输出的扭矩进行检测，再由扭矩传感器的信号输出端输出检测信号，以便于根据扭矩传感器的测量结果实现对电机的闭环控制。
附图说明
图1是本实用新型所提供的发动机曲轴模拟装置的一种实施例的结构示意图；
图2是图1中过渡支架和过渡转轴装配结构示意图；
图3是使用如图1所示模拟装置的变速箱试验系统的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种发动机曲轴模拟装置的实施例，该实施例中的模拟装置包括基座10，基座10上沿前后方向依次布置有电机1和过渡支架7，此处的电机1可根据需要控制扭矩及转速输出的变频电机，过渡支架7上转动装配有轴向沿前后方向延伸且用于与所述电机配合输出设定转速及扭矩以模拟发动机曲轴的转轴总成，转轴总成的前端为与所述电机的动力输出轴传动连接的动力输入端、后端为动力输出端，且转轴总成上具有用于模拟曲轴转动惯量的惯量模拟结构。此处的转轴总成包括沿前后方向依次布置的联轴器3、惯量盘4及过渡转轴9，此处的惯量盘4作为所述惯量模拟结构且向所述转轴总成的动力输出端传递动力，且联轴器3、惯量盘4及过渡转轴9同轴布置，惯量盘4通过联轴器3与所述电机1的动力输出轴传动连接，联轴器3的前端即为所述转轴总成的动力输入端、其后端与所述惯量盘传动连接，过渡转轴9的前端为与所述惯量盘4传动连接的动力输入端91、后端为所述转轴总成的动力输出端92，惯量盘4与所述过渡转轴9花键联接，具体来说，在惯量盘4上同轴固设有矩形花键套5，矩形花键套5的内周面设有内花键，而在过渡转轴9的前部的动力输入端91上对应设有与矩形花键套5的内花键吻合适配的外花键。
在本实施例中，在电机1的动力输出轴上还传动连接有扭矩传感器2，扭矩传感器2具有用于输出检测信号的信号输出端。
本实施例中，过渡支架7上的轴承结构包括固定装配在所述过渡支架7上的轴承座6和位于轴承座6与过渡转轴9之间的沿过渡转轴9的轴向布置的前轴承13、后轴承15，上述轴承座6悬置于过渡支架7的朝向电机1的前侧，此处的前轴承13形成分别由中间轴套、止动螺母17、前端盖12对其进行双向固定的固定支承，而后轴承15形成一侧由中间轴套定位、另一侧与后端盖16间隙配合的游动支承，游动支承用于补偿过渡转轴9的热膨胀。另外，在轴承座上配套的设有用于对前、后轴承进行润滑降温的润滑冷却系统，在轴承座6上对应设有进油口和泄油口，在泄油口处对应可拆装配有堵头11。
由于过渡转轴9在转动过程中容易出现发热，一旦轴承损坏时，前、后轴承处的温度会急剧升高，为便于对模拟装置进行监控，在轴承座6上设有分别用于对两轴承进行热量监控的温度传感器12，两温度传感器12分别具有用于输出检测信号的信号输出端。
本实施例中，根据模拟需要，由电机1和转轴总成配合向外输出设定的扭矩和转速以模拟发动机曲轴的动力输出，电机1的动力输出轴向外输出的动力经联轴器3、惯量盘4、过渡转轴9向外输出设定扭矩和转速的动力，进而可代替发动机以进行试验或测试要求。
上述实施例中，在电机和过渡转轴之间传动连接有惯量盘，由惯量盘作为转轴总成的惯量模拟结构，在其他实施例中，也可以在转轴总成上设置配重块来作为惯量模拟结构以实现对发动机曲轴的转动惯量的模拟。
上述实施例中，电机采用变频电机，在其他实施例中，电机也可以根据实际需要采用普通电机。
上述实施例中，转轴总成包括联轴器、惯量盘及过渡转轴，在其他实施例中，转轴总成也可以选用其他形式，如给电机配置变速箱来控制模拟装置向外输出的扭矩及转速。
如图3所示，一种变速箱试验系统的实施例，该实施例中的变速箱试验系统包括用于向待试验的变速箱200提供输入动力的发动机曲轴模拟装置100，此处的发动机曲轴模拟装置100的结构与上述图1、图2所示的模拟装置的结构相同，在此不再赘述，测试时，将待试验的变速箱200对应安装在模拟装置的过渡支架的背离电机的后侧，同时，将过渡转轴的动力输出端与待试验变速箱的输入轴传动连接。在连接装配好后，电机可以通过联轴器、惯量盘、过渡转轴向变速箱输出试验动力，完成对变速箱的试验要求。
Claims (10)
1.发动机曲轴模拟装置，其特征在于：包括电机和过渡支架，过渡支架上转动装配有轴向沿前后方向延伸且用于与所述电机配合输出设定转速及扭矩以模拟发动机曲轴的转轴总成，转轴总成的前端为与所述电机的动力输出轴传动连接的动力输入端、后端为动力输出端，且转轴总成上具有用于模拟曲轴转动惯量的惯量模拟结构。
2.根据权利要求1所述的发动机曲轴模拟装置，其特征在于：所述的转轴总成包括作为所述惯量模拟结构且向所述转轴总成的动力输出端传递动力的惯量盘。
3.根据权利要求2所述的发动机曲轴模拟装置，其特征在于：所述的转轴总成还包括对应布置在所述惯量盘前后两侧的联轴器和过渡转轴，过渡转轴转动装配在过渡支架上，惯量盘通过所述联轴器与所述电机的动力输出轴传动连接，联轴器的前端即为所述转轴总成的动力输入端、其后端与所述惯量盘传动连接，过渡转轴的前端与所述惯量盘传动连接、其后端即为所述转轴总成的动力输出端。
4.根据权利要求3所述的发动机曲轴模拟装置，其特征在于：所述的过渡转轴通过轴承结构转动装配在过渡支架上，所述轴承结构包括固定装配在所述过渡支架上的轴承座和位于轴承座与过渡转轴之间的沿过渡转轴的轴向布置的两个轴承，所述两轴承中的其中一个轴承形成固定支承、另一个轴承形成用于补偿过渡转轴的热膨胀的游动支承。
5.根据权利要求4所述的发动机曲轴模拟装置，其特征在于：所述的轴承座上设有两个分别用于对两轴承进行热量监控的温度传感器，两温度传感器分别具有用于输出检测信号的信号输出端。
6.根据权利要求3所述的发动机曲轴模拟装置，其特征在于：所述的联轴器、惯量盘及过渡转轴同轴布置。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的发动机曲轴模拟装置，其特征在于：所述的电机的动力输出轴上还传动连接有扭矩传感器，扭矩传感器具有用于输出检测信号的信号输出端。
8.变速箱试验系统，其特征在于：包括用于向待试验的变速箱提供输入动力的发动机曲轴模拟装置，该模拟装置包括电机和过渡支架，过渡支架上转动装配有轴向沿前后方向延伸且用于与所述电机配合输出设定转速及扭矩以模拟发动机曲轴的转轴总成，转轴总成的前端为与所述电机的动力输出轴传动连接的动力输入端、后端为用于与待试验变速箱的输入轴传动连接的动力输出端，且转轴总成上具有用于模拟曲轴转动惯量的惯量模拟结构。
9.根据权利要求8所述的变速箱试验系统，其特征在于：所述的转轴总成包括作为所述惯量模拟结构且向所述转轴总成的动力输出端传递动力的惯量盘；所述的转轴总成还包括与所述惯量盘同轴且对应布置在所述惯量盘前后两侧的联轴器和过渡转轴，过渡转轴转动装配在过渡支架上，惯量盘通过所述联轴器与所述电机的动力输出轴传动连接，联轴器的前端即为所述转轴总成的动力输入端、其后端与所述惯量盘传动连接，过渡转轴的前端与所述惯量盘传动连接、其后端即为所述转轴总成的动力输出端。
10.根据权利要求9所述的变速箱试验系统，其特征在于：所述的过渡转轴通过轴承结构转动装配在过渡支架上，所述轴承结构包括固定装配在所述过渡支架上的轴承座和位于轴承座与过渡转轴之间并沿前后方向轴向布置的两个轴承，所述两轴承中的其中一个轴承形成固定支承、另一个轴承形成用于补偿过渡转轴的热膨胀的游动支承；所述的轴承座悬置于过渡支架的朝向所述电机的一侧，所述过渡支架的背离所述轴承座的一侧设有便于固定安装待试验变速箱的固定部。
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