CN204359528U - 一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，动力合成箱连接驱动电机、液压马达和被测驱动桥的输入轴；被测驱动桥的左输出轴与左侧传动箱的输入轴端连接；左侧传动箱的输出轴端与陪试驱动桥的左输入轴连接；被测驱动桥的右输出轴与右侧传动箱的第一个输入轴端连接，转向电机的输出轴与右侧传动箱的第二个输入轴端连接，右侧传动箱的输出轴端与陪试驱动桥的右输入轴连接；陪试驱动桥的输出端与加载液压泵连接；加载液压泵的输出油口与液压马达的输入油口之间布置有液压管道。本实用新型所布置的液压系统可以将被测驱动桥输出端的机械能返回到被测驱动桥的输入端，使驱动桥输出能量成为试验动力；能量回收方式简单。

Description

一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置

【技术领域】

本实用新型属于车辆结构性能测试技术领域，特别涉及一种对车辆驱动桥性能进行测试的装置。

【背景技术】

目前，驱动桥的动力性能测试试验的台架一般分为两种，一种是试验台功率流不封闭的开放式驱动桥试验台。开放式试验台结构简单，安装方便，但是驱动桥的输出功率不能再回馈使用，试验台能耗大、试验成本高，通常这种试验台适用于试验功率较小或者试验周期短的驱动桥试验。另一种是试验台功率流循环的封闭式试验台，这种试验台可以回收试验所消耗的能量，试验能量损失小，适用于功率较大、试验周期较长的驱动桥试验。常见的封闭式试验台形式有机械封闭式驱动桥试验台和电能封闭式驱动桥试验台。其中机械封闭式试验台最显著的优点是节能，可以降低运行成本，但由于相对于开放式试验台，其增加了传动装置和伺服加载装置，组成就相对复杂，价格也就相对要贵一些；电能封闭式试验台机械结构简单且紧凑，功率损失小，效率高，减少发热，但其功率回收方式是将驱动桥输出的机械能转化为电能，再通过电网加以回收，电力系统结构、技术复杂、成本大。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，其结构简单、加载性能良好，能够有效的对试验加载功率进行回收，以解决上述现有产品所存的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，包括驱动电机、动力合成箱、输入传感器、被测驱动桥、右输出传感器、转向电机、右侧传动箱、油箱、加载液压泵、陪试驱动桥、左侧传动箱、左输出传感器、加载阀和液压马达；动力合成箱有两个输入轴端和一个输出轴端，其第一输入轴端与驱动电机相连接，第二输入轴端与液压马达连接，动力合成箱的输出轴端通过输入传感器与被测驱动桥的输入轴相连接；左侧传动箱有一个输入轴端和一个输出轴端，被测驱动桥的左输出轴通过左输出传感器与左侧传动箱的输入轴端连接；左侧传动箱的输出轴端与陪试驱动桥的左输入轴连接；右侧传动箱有两个输入轴端和一个输出轴端，被测驱动桥的右输出轴通过右输出传感器与右侧传动箱的第一个输入轴端连接，转向电机的输出轴与右侧传动箱的第二个输入轴端连接，右侧传动箱的输出轴端与陪试驱动桥的右输入轴连接；陪试驱动桥的输出端与加载液压泵的输入轴连接；加载液压泵的输出油口与液压马达的输入油口之间布置有液压管道，在液压管道上设置有加载阀。

优选的，所述驱动电机和转向电机均为调速电机。

优选的，所述液压管道上还设置有防吸空单向阀和安全阀。

优选的，防吸空单向阀的进油口通过滤油器连接油箱，加载阀的输出油口和安全阀的输出油口连通油箱。

优选的，加载液压泵的输出油口与液压马达的输入油口用管路连接，构成闭式系统的高压管路；液压马达的输出油口与加载液压泵的输入油口用管路连接，构成闭式系统的低压管路；与加载液压泵同轴连接有补油泵，补油泵的输入油口通过滤油器连接油箱，补油泵输出油口通过补油单向阀连接低压管路；在补油泵的输出油口与补油单向阀之间的管路上设置有补油溢流阀；在液压马达的输出油口与加载液压泵的输入油口之间的低压管路上，布置有背压溢流阀。

优选的，左侧传动箱和右侧传动箱为链条传动或齿轮传动；所述加载阀为溢流阀、节流阀或换向阀；所述加载液压泵为定量泵或变量泵；所述液压马达为定量马达或变量马达。

优选的，输入传感器、被测驱动桥左输出传感器、被测驱动桥右输出传感器用于检测所在轴的转速和转矩两个参数。

对于开式液压系统，加载阀、安全阀的输出油口通油箱；对于闭式液压系统，加载阀、安全阀的输出油口通低压管路。

与现有的驱动桥试验台比较，本实用新型的有益效果为：所布置的液压系统可以将被测驱动桥输出端的机械能返回到被测驱动桥的输入端，使驱动桥输出能量成为试验动力；能量回收方式简单；通过加载阀的液压油流量小，可以减小加载阀阀芯的质量和受力情况，同时能够实现不断变化的动载荷加载，更加贴近车辆的实际道路行驶工况，从而提高试验的结果的可靠性；利用转向电机，可以灵活地调节被测驱动桥的转弯半径大小，方便测量不同工况下驱动桥总成的疲劳寿命。

【附图说明】

图1为本实用新型第1实施例的一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置的原理图；

图2为本实用新型第2实施例的一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置的原理图。

图中：1为驱动电机、2为动力合成箱、3为输入传感器、4为被测驱动桥、5为右输出传感器、6为转向电机、7为右侧传动箱、8为油箱、9为滤油器、10为加载液压泵、11为陪试驱动桥、12为左侧传动箱、13为左输出传感器、14为防吸空单向阀、15为加载阀、16为安全阀、17为液压马达、18为补油泵、19为补油溢流阀、20为补油单向阀、21为背压溢流阀。

【具体实施方式】

第1实施例

请参阅图1所示，本实用新型一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，主要包括驱动电机1(图1中为调速电机)、动力合成箱2、输入传感器3、被测驱动桥4、右输出传感器5、转向电机6(图1中为调速电机)、右侧传动箱7、油箱8、滤油器9、加载液压泵10、陪试驱动桥11、左侧传动箱12、左输出传感器13、防吸空单向阀14、加载阀15(图1中为电磁比例溢流阀)、安全阀16和液压马达17。

动力合成箱2有两个输入轴端和一个输出轴端，其第一输入轴端与驱动电机1相连接，第二输入轴端与液压马达17连接，动力合成箱2的输出轴端通过输入传感器3与被测驱动桥4的输入轴相连接。左侧传动箱12有一个输入轴端和一个输出轴端，被测驱动桥4的左输出轴通过左输出传感器13与左侧传动箱12的输入轴端连接；左侧传动箱12的输出轴端与陪试驱动桥11的左输入轴连接。右侧传动箱7有两个输入轴端和一个输出轴端，被测驱动桥4的右输出轴通过右输出传感器5与右侧传动箱7的第一个输入轴端连接，转向电机6的输出轴与右侧传动箱7的第二个输入轴端连接，右侧传动箱7的输出轴端与陪试驱动桥11的右输入轴连接。陪试驱动桥11的输出端与加载液压泵10的输入轴连接。加载液压泵10的输出油口与液压马达17的输入油口之间布置有液压管道，在液压管道上设置有防吸空单向阀14、加载阀15(电磁比例溢流阀)、安全阀16。

输入传感器3、左输出传感器13、右输出传感器5都检测所在轴的转速和转矩两个参数。

具体工作原理：

根据机械设计原理，可以得出本实用新型中的主要构件转速关系如下：

$\frac{n_{21}+n_{22}}{2}=\frac{n_1}{i_1}---\left(\text{1}\right)$

n₂₂＝i₂n₃   (2)

$n_{21}=\frac{{2n}_1}{i_1}-n_{22}---\left(3\right)$

n₁＝i₁i₂i₃n₄   (4)

其中：n₁被测驱动桥4的输入轴转速；n₂₁为被测驱动桥4的左输出轴转速；n₂₂为被测驱动桥4的右输出轴转速；n₃转向电机6的转速；n₄为加载液压泵10的转速；i₁为被测驱动桥4的总传动比；左侧传动箱12、右侧传动箱7的传动比都是i₂；i₃为陪试驱动桥11的总传动比。

需要说明的是，本实用新型中陪试驱动桥11的传动比是通常所说的驱动桥传动比的倒数。

由公式(1)可知，被测驱动桥4的左右输出轴转速的平均值仅与被测驱动桥的输入转速n₁有关，而与转向电机6的转速n₃无关。左右输出轴转速的平均值反映的是所模拟车辆的平均速度，所以，在试验中仅调整n₁就可以改变所模拟的车辆行驶速度。

由公式(2)可知，被测驱动桥4的右输出轴转速n₂₂仅与转向电机6的转速n₃有关，也就是说，通过控制转向电机6的速度n₃，就可以控制n₂₂。

结合公式(2)、(3)可知，当控制系统使n₂₂＝n₁/i₁时，n₂₁＝n₂₂＝n₁/i₁，这时被测驱动桥的左右两端转动速度相等，相当于模拟车辆直线行驶的工况；当控制系统使n₂₂增加一个Δn，即n₂₂＝n₁/i₁+Δn时，n₂₁＝n₁/i₁-Δn，这时被测驱动桥4的左输出轴的转速与右输出轴的转速不相等，相当于模拟车辆转弯行驶的工况，这时从公式(1)可以看出所模拟的车辆速度没有改变。

由公式(4)可知，在传动比i₁、i₂、i₃给定的条件下，加载液压泵10的转速n₄与被测驱动桥4的输入转速n₁之间有确定的关系，而与转向电机6的转速n₃无关，从这一点可以看出，加载液压泵10的排出的液压油流量不受转向电机6的转速n₃变化的影响，方便调试。

本实用新型一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置的测试方法，包括：

首先调整加载阀15(电磁比例溢流阀)使系统处于空载状态；按需要模拟的车辆运行速度启动驱动电机1，启动转向电机6，保证转向电机6的转速(也就是在模拟直线运行的状态下起步)，使系统运转。此时驱动电机1将动力传给动力合成箱2，动力合成箱2通过内部齿轮驱动液压马达17以及被测驱动桥4转动。被测驱动桥4左输出轴输出的动力通过左侧传动箱12传递给陪试驱动桥11的左输入轴；被测驱动桥4右输出轴输出的动力进入右侧传动箱7，与转向电机6的动力合流后传递给陪试驱动桥11的右输入轴。陪试驱动桥11的输出动力驱动加载液压泵10转动。由于电磁比例溢流阀15的设定压力值在卸载状态，使液压系统处于卸载状态，被测驱动桥4、陪试驱动桥11、加载液压泵10、液压马达17等都处于空转状态。

可以看出，在驱动电机1的转速、转向电机6的转速、动力合成箱2的传动比、被测驱动桥4的总传动比、左侧传动箱12的传动比、右侧传动箱7的传动比、陪试驱动桥11的总传动比都给定的条件下，被测驱动桥4的各转动元件、加载液压泵10、液压马达17的转速均可以确定。由于液压马达17为定量马达，则液压马达17存在一个正常运转所需要的流量；加载液压泵10为变量泵，在加载液压泵10的排量也给定的条件下，加载液压泵10存在一个正常排出的流量；通过调整加载液压泵10的排量，使加载液压泵10排出的液压油流量略大于液压马达17转动所需要的液压油流量；液压管路多余的液压油流量会选择通过电磁比例溢流阀15排出，由于此时电磁比例溢流阀15的设定压力值仍然在卸载状态，系统仍然没有建立起压力，加载液压泵10没有负载，液压马达17也没有驱动力，整个系统继续处于空载状态。

调整驱动电机1的转速，使被测驱动桥4达到所要模拟的车辆行驶速度；调整转向电机6的转速，使被测驱动桥4以所要模拟的车辆转弯半径运行。

调整电磁比例溢流阀15的设定工作压力，液压系统中从加载液压泵10的输出油口到液压马达17进油口之间的液压管路内的液压油中会建立起液压油压力，这个液压油压力传递到加载液压泵10，使加载液压泵10承受负荷，这些负荷施加到陪试驱动桥11的输出轴上，这些负荷的一部分通过陪试驱动桥11的左输入轴端、左侧传动箱12施加到被测驱动桥4的左输出轴上，这些负荷的另一部分通过陪试驱动桥11的右输入轴端进入右侧传动箱7与转向电机6的扭矩合流后施加到被测驱动桥4的右输出轴上，继而给被测驱动桥4加载；具有压力的液压油流到液压马达17，液压马达17产生的动力进入动力合成箱2，驱动被测驱动桥4旋转。

由于系统各种能量损失，液压马达17的驱动功率肯定小于驱动加载液压泵10所需要的功率，所损耗的一部分功率由驱动电机1通过动力合成箱2进行补偿，另一部分由转向电机6通过右侧传动箱7进行补偿。

如果在调试过程中由于各种原因，出现加载液压泵10排出的液压油流量小于液压马达17转动所需要的液压油流量的情况时，在从加载液压泵10输出油口到液压马达17输入油口之间的液压管路内的液压油会出现负压，也就是出现吸空现象，这时防吸空单向阀14接通给液压管路内补油防止吸空。该实施例为开式系统，加载液压泵10、防吸空单向阀14从油箱吸油，加载阀15、安全阀16、液压马达17向油箱排油。

第2实施例

请参阅图2所示，与第1实施例比较，第2实施例的液压回路采用闭式系统，动力合成箱2为链条传动，左侧传动箱12、右侧传动箱7为链条传动，液压马达17为变量马达，加载阀15为电磁换向阀。

具体测试方法如下：

加载液压泵10的输出油口与液压马达17的输入油口用管路连接，构成闭式系统的高压管路；液压马达17的输出油口与加载液压泵10的输入油口用管路连接，构成闭式系统的低压管路；与加载液压泵10同轴连接有补油泵18，补油泵18的进油口通过滤油器9从油箱8吸油，补油泵18输出的液压油通过补油单向阀20向低压管路补充液压油，弥补系统的液压油泄漏；在补油泵18与补油单向阀20之间的管路上设置有补油溢流阀19，补油溢流阀19保护补油回路；在液压马达17的输出油口与加载液压泵10的输入油口之间的低压管路上，布置有背压溢流阀21，背压溢流阀21的设定压力低于补油溢流阀19的设定压力，补油泵18补入的多余油量从背压溢流阀21流回油箱8，背压溢流阀21还有一个作用是保持低压管路压力稳定。

从加载阀15输出的液压油通向低压管路，从安全阀16输出的液压油通向低压管路。

当电磁换向阀15接通时，系统处于卸载状态，当电磁换向阀15断开时，系统负载由安全阀16决定。

采用变量液压马达17以后，在加载液压泵10的排量确定的条件下，调整液压马达17的排量，可以使加载阀15工作于稳定的状态下；在液压马达17的排量确定的条件下，调整加载液压泵10的排量，可以使加载阀15工作于稳定的状态下。第2实施例可以增加该试验台的工作范围。

利用这个实施例的方案可以对被测驱动桥施加突变负荷。

这个实施例在制作大功率系统时可以减小液压油箱8的容积。

第2实施例的其他结构原理与第1实施例相同。

Claims (9)

1.一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，其特征在于，包括驱动电机(1)、动力合成箱(2)、输入传感器(3)、被测驱动桥(4)、右输出传感器(5)、转向电机(6)、右侧传动箱(7)、油箱(8)、加载液压泵(10)、陪试驱动桥(11)、左侧传动箱(12)、左输出传感器(13)、加载阀(15)和液压马达(17)；动力合成箱(2)有两个输入轴端和一个输出轴端，其第一输入轴端与驱动电机(1)相连接，第二输入轴端与液压马达(17)连接，动力合成箱(2)的输出轴端通过输入传感器(3)与被测驱动桥(4)的输入轴相连接；左侧传动箱(12)有一个输入轴端和一个输出轴端，被测驱动桥(4)的左输出轴通过左输出传感器(13)与左侧传动箱(12)的输入轴端连接；左侧传动箱(12)的输出轴端与陪试驱动桥(11)的左输入轴连接；右侧传动箱(7)有两个输入轴端和一个输出轴端，被测驱动桥(4)的右输出轴通过右输出传感器(5)与右侧传动箱(7)的第一个输入轴端连接，转向电机(6)的输出轴与右侧传动箱(7)的第二个输入轴端连接，右侧传动箱(7)的输出轴端与陪试驱动桥(11)的右输入轴连接；陪试驱动桥(11)的输出轴与加载液压泵(10)输入轴连接；加载液压泵(10)的输出油口与液压马达(17)的输入油口之间布置有液压管道，在液压管道上设置有加载阀(15)。

2.根据权利要求1所述的一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，其特征在于，所述驱动电机和转向电机均为调速电机。

3.根据权利要求1所述的一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，其特征在于，所述液压管道上还设置有防吸空单向阀(14)和安全阀(16)。

4.根据权利要求3所述的一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，其特征在于，防吸空单向阀(14)的进油口通过滤油器(9)连接油箱(8)。

5.根据权利要求3所述的一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，其特征在于，加载液压泵(10)的输出油口与液压马达(17)的输入油口用管路连接，构成闭式系统的高压管路；液压马达(17)的输出油口与加载液压泵(10)的输入油口用管路连接，构成闭式系统的低压管路；与加载液压泵(10)同轴连接有补油泵(18)，补油泵(18)的进油口通过滤油器(9)连接油箱(8)，补油泵(18)输出油口通过补油单向阀(20)连接低压管路；在补油泵(18)与补油单向阀(20)之间的管路上设置有补油溢流阀(19)；在液压马达(17)的输出油口与加载液压泵(10)的输入油口之间的低压管路上，布置有背压溢流阀(21)。

6.根据权利要求1所述的一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，其特征在于，左侧传动箱(12)和右侧传动箱(7)为链条传动或齿轮传动；所述加载阀(15)为溢流阀、节流阀或换向阀；所述加载液压泵(10)为定量泵或变量泵；所述液压马达(17)为定量马达或变量马达。

7.根据权利要求1所述的一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，其特征在于，输入传感器(3)、被测驱动桥左输出传感器(13)、被测驱动桥右输出传感器(5)用于检测所在轴的转速和转矩两个参数。

8.根据权利要求5所述的一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，其特征在于，加载阀(15)、安全阀(16)的输出油口通低压管路。

9.根据权利要求3所述的一种可自动模拟车辆转向的闭式驱动桥测试装置，其特征在于，加载阀(15)、安全阀(16)的输出油口通油箱(8)。