CN204477241U - 闭式功率传递的液力偶合器-变速箱性能试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种闭式功率传递的液力偶合器-变速箱性能试验台，包括原动机、动力合成箱、液力偶合器、第一试验变速箱、传动箱和第二试验变速箱；动力合成箱的第一个输入轴端通过联轴器与原动机的输出轴相连接，动力合成箱的输出轴端与液力偶合器的输入轴相连接，液力偶合器的输出轴与第一试验变速箱的高速轴相连接，第一试验变速箱的低速轴与传动箱的输入轴相连接，传动箱的输出轴与第二试验变速箱的低速轴相连接，第二试验变速箱的高速轴与动力合成箱的第二个输入轴端相连接。本实用新型通过设置动力合成箱，可以将被测变速箱输出端的机械能返回到被测变速箱的输入端，使变速箱输出能量成为试验动力；能量回收方式简单。

Description

闭式功率传递的液力偶合器-变速箱性能试验台

【技术领域】

本实用新型涉及液力机械传动性能的性能检测领域，特别涉及一种液力偶合器-变速箱性能试验台。

【背景技术】

液力偶合器、变速箱的寿命和机械效率是考核这类设备传动性能的重要指标。目前，测试这些设备性能的试验台有开式试验台和闭式试验台两类。开式试验台结构简单，安装方便，但试验所需要的动力不能再回馈使用，试验台功耗大、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试验。另一种是试验台功率流循环的闭式试验台，这种试验台可以回收试验所消耗的能量，试验台能量损失小，适用于功率较大、试验周期较长的试验。常见的闭式试验台形式有机械传动闭式试验台和电能传动闭式试验台。其中机械传动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；电能传动功率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试验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闭式功率传递的液力偶合器-变速箱性能试验台，该试验台采用液力-机械系统自行加载实现加载机械能直接回收，结构简单、加载性能良好。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

闭式功率传递的液力偶合器-变速箱性能试验台，包括原动机、动力合成箱、液力偶合器、第一试验变速箱、传动箱和第二试验变速箱；动力合成箱有两个输入轴端和一个输出轴端；动力合成箱的第一个输入轴端通过联轴器与原动机的输出轴相连接，动力合成箱的输出轴端与液力偶合器的输入轴相连接，液力偶合器的输出轴与第一试验变速箱的高速轴相连接，第一试验变速箱的低速轴与传动箱的输入轴相连接，传动箱输出轴与第二试验变速箱的低速轴相连接，第二试验变速箱的高速轴与动力合成箱的第二个输入轴端相连接。

优选的，动力合成箱的输出轴端通过第一传感器与液力偶合器的输入轴相连接，液力偶合器的输出轴通过第二传感器与第一试验变速箱的高速轴相连接，第一试验变速箱的低速轴通过第三传感器与传动箱的输入轴相连接，传动箱输出轴通过第五传感器与第二试验变速箱的低速轴相连接，第二试验变速箱的高速轴通过第四传感器与动力合成箱的第二个输入轴端相连接。

优选的，原动机为交流变频调速电机、交流电磁调速电机、直流调速电机或内燃机；动力合成箱和传动箱为齿轮传动、链条传动或同步齿形带传动。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型一种闭式功率传递的液力偶合器-变速箱性能试验台，通过设置动力合成箱，可以将被测变速箱输出端的机械能返回到被测变速箱的输入端，使变速箱输出能量成为试验动力；能量回收方式简单；原动机仅提供试验设备内部消耗的功率即可使整个试验台正常进行实验；本实用新型可以同时对两台变速箱和一台液力偶合器进行试验，结构简单、加载性能良好。

【附图说明】

图1为本实用新型的原理示意图。

图中：1为原动机、2为动力合成箱、3为第一传感器、4为液力偶合器、5为第二传感器、6为第一试验变速箱、7为第三传感器、8为传动箱、9为第五传感器、10为第二试验变速箱、11为第四传感器。

【具体实施方式】

下面通过实施例来说明本实用新型的具体实施方式。

请参阅图1所述，本实用新型一种闭式功率传递的液力偶合器-变速箱性能试验台，包括原动机1(图1中为变频调速电机)、动力合成箱2(图中为齿轮传动)、第一传感器3、液力偶合器4、第二传感器5、第一试验变速箱6、第三传感器7、传动箱8(图中为齿轮传动)、第五传感器9、第二试验变速箱10和第四传感器11。

动力合成箱2有两个输入轴端和一个输出轴端。其中第一个输入轴端通过联轴器与原动机1相连接，动力合成箱2的输出轴端通过第一传感器3与液力偶合器4的输入轴相连接，液力偶合器4的输出轴通过第二传感器5与第一试验变速箱6的高速轴相连接，第一试验变速箱6的低速轴通过第三传感器7与传动箱8的输入轴相连接，传动箱8的输出轴通过第五传感器9与第二试验变速箱10的低速轴相连接，第二试验变速箱10的高速轴通过第四传感器11与动力合成箱2的第二个输入轴端相连接。

第一传感器3、第二传感器5、第三传感器7、第四传感器11和第五传感器9都测试其所在轴的转矩和转速两个参数。

本实施例中的动力合成箱2为齿轮传动，动力合成箱2的输出轴转速与其第二个输入轴转速满足如下关系：

式中：i_合成为动力合成箱2的传动比，其具体数值应根据所用液力偶合器4的性能决定，一般小于0.97；n_合出为动力合成箱2输出轴的转速；n_合入为动力合成箱2第二输入轴的转速。

本实施例中的第一试验变速箱6、第二试验变速箱10的外形结构完全相同，两个变速箱的档位数相同，且两个变速箱的各档位的高速轴与低速轴的转速比相同。在本实施例中，第一试验变速箱6、第二试验变速箱10的动力传递方向不同，本实施例中动力是从第一试验变速箱6的高速轴进入，动力是从第一试验变速箱6的低速轴输出；动力是从第二试验变速箱10的低速轴进入，动力是从第二试验变速箱10的高速轴输出。也就是说，当第一试验变速箱6、第二试验变速箱10采用相同的档位进行试验时，如果第一试验变速箱6以某一档位转速比进行减速，则第二试验变速箱10以与该转速比相同的比例进行增速。

本实施例中的传动箱8为齿轮传动，传动箱8的输出轴转速与其输入轴转速相同。

按照上述原理进行结构设计以后，动力合成箱2的传动比i_合成与液力偶合器4的传动比i_偶合之间有如下关系：

式中：n_涡轮为液力偶合器4涡轮的转速；n_泵轮为液力偶合器4泵轮的转速。

具体工作原理：

确定试验变速箱的档位数，并将第一试验变速箱6、第二试验变速箱10都按照确定的档位数挂上相同的档位。

确定液力偶合器4泵轮的转速，按照所需要的泵轮转速设定原动机1的启动状态。

启动原动机1，原动机1驱动系统内的各传动元件转动。由于动力合成箱2内各转动元件之间的传动比已知、第一试验变速箱6的档位数及转速比已知、传动箱8的输入轴与输出轴的转速相同、第二试验变速箱10的档位数及转速比已知，所以在原动机1的转速确定的条件下，系统内所有传动元件的转速都是确定的；也就是说，液力偶合器2的泵轮和涡轮的转速是确定的。

由液力偶合器的工作原理可知，对给定的液力偶合器来说，在其泵轮、涡轮的转速确定以后，如果该液力偶合器内的工作液确定，该液力偶合器的泵轮转矩、涡轮转矩也就确定了。也就是说，这时泵轮会产生一个转矩驱动涡轮。

本实施例的动力传递路线如下：

启动原动机1，原动机1通过联轴器、动力合成箱2、第一传感器3、带动动液力偶合器4的泵轮轴转动，原动机1通过动力合成箱2、第四传感器11、第二试验变速箱10、第五传感器9、传动箱8、第三传感器7、第一试验变速箱6、第二传感器5、带动液力偶合器4的涡轮轴转动。根据液力偶合器的工作原理，液力偶合器4的泵轮在原动机1启动的过程中会逐步产生转矩驱动液力偶合器4的涡轮转动，液力偶合器4的涡轮通过第二传感器5驱动第一试验变速箱6的高速轴转动，第一试验变速箱6的低速轴通过第三传感器7驱动传动箱8的输入轴转动，传动箱8的输出轴通过第五传感器9驱动第二试验变速箱10的低速轴转动，第二试验变速箱10的高速轴通过第四传感器11驱动动力合成箱2的第二输入轴转动，动力合成箱2的输出轴通过第一传感器3驱动液力偶合器4的泵轮转动，实现试验耗能的回收。

由于各种能量损失，第二试验变速箱10的高速轴的输出功率肯定不足于驱动液力偶合器3的泵轮转动，所以，在动力合成箱2内，第二试验变速箱10的动力与原动机1的动力合流后，由动力合成箱2的输出轴通过第一传感器3驱动液力偶合器4的泵轮转动。

这样一来，加载所需要的功率得到了回收利用，原动机1实际上仅提供试验设备内部消耗的功率。

通过分析第一传感器3和第二传感器5的数据，可以得知液力偶合器4的性能数据；通过分析第二传感器5和第三传感器7的数据，可以得知第一试验变速箱6的性能数据；通过分析第五传感器9和第四传感器11的数据，可以得知第二试验变速箱10的性能数据。

在原动机1转速不变的条件下，由液力偶合器的工作原理可知，通过改变液力偶合器内工作液的多少，可以改变液力偶合器4的泵轮、涡轮的转矩，实现改变试验载荷。

改变原动机1的转速，就可以进行不同输入转速情况下的试验。

同时且以同样的方式改变第一试验变速箱6、第二试验变速箱10的档位数，就可以对变速箱以不同档位工作的情况进行测试。

当进行试验时第一试验变速箱6、第二试验变速箱10所采用的档位数不同时，可以使液力偶合器4获得与(2)式计算值不同的i_偶合，也就是说此时液力偶合器4的传动比i_偶合不等于动力合成箱2的传动比，而是按第一试验变速箱6、第二试验变速箱10和动力合成箱2的传动关系计算得出的一个数值，且可以通过改变第一试验变速箱6、第二试验变速箱10的档位数，实现不一样的i_偶合，得到液力偶合器4不同传动比下的试验数据。

本实用新型合于对高速轴与低速轴在其箱体两端的变速箱进行试验，可以同时对两台变速箱和一台液力偶合器进行试验。

Claims (3)

1.闭式功率传递的液力偶合器-变速箱性能试验台，其特征在于，包括原动机(1)、动力合成箱(2)、液力偶合器(4)、第一试验变速箱(6)、传动箱(8)和第二试验变速箱(10)；

动力合成箱(2)有两个输入轴端和一个输出轴端；动力合成箱(2)的第一个输入轴端通过联轴器与原动机(1)的输出轴相连接，动力合成箱(2)的输出轴端与液力偶合器(4)的输入轴相连接，液力偶合器(4)的输出轴与第一试验变速箱(6)的高速轴相连接，第一试验变速箱(6)的低速轴与传动箱(8)的输入轴相连接，传动箱(8)输出轴与第二试验变速箱(10)的低速轴相连接，第二试验变速箱(10)的高速轴与动力合成箱(2)的第二个输入轴端相连接。

2.根据权利要求1所述的闭式功率传递的液力偶合器-变速箱性能试验台，其特征在于，动力合成箱(2)的输出轴端通过第一传感器(3)与液力偶合器(4)的输入轴相连接，液力偶合器(4)的输出轴通过第二传感器(5)与第一试验变速箱(6)的高速轴相连接，第一试验变速箱(6)的低速轴通过第三传感器(7)与传动箱(8)的输入轴相连接，传动箱(8)输出轴通过第五传感器(9)与第二试验变速箱(10)的低速轴相连接，第二试验变速箱(10)的高速轴通过第四传感器(11)与动力合成箱(2)的第二个输入轴端相连接。

3.根据权利要求1所述的闭式功率传递的液力偶合器-变速箱性能试验台，其特征在于，原动机(1)为交流变频调速电机、交流电磁调速电机、直流调速电机或内燃机；动力合成箱(2)和传动箱(8)为齿轮传动、链条传动或同步齿形带传动。