CN209783899U - 一种湿式双离合器总成综合性能测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种湿式双离合器总成综合性能测试设备，其特征是在呈水平设置的测试平台上支撑湿式双离合器，并分别设置用于提供驱动力的驱动机构、用于控制离合器工作油温的温控机构、用于离合控制的离合控制机构、用于模拟动力传动的传动机构、用于模拟道路阻力矩的模拟机构和用于制动的液压加载制动机构。在动力输出轴上设置扭矩仪、在油道处设置油压传感器，在保温罩内设置温度传感器，用于实时检测离合器的控制油压与温度；本实用新型能够反映离合过程中离合器的温度、油压与各传递扭矩之间的相互关系，并能用于针对湿式双离合器的疲劳寿命进行测试。本实用新型用于湿式双离合器总成的综合性能测试中，为提高产品质量提供依据。

Description

一种湿式双离合器总成综合性能测试设备

技术领域

本实用新型涉及一种湿式双离合器总成性能综合测试设备，更具体地说是一种用于测定在不同油温下离合器控制油路油压、离合器传递的扭矩间相互关系的测试机，并能用于针对湿式双离合器的疲劳寿命进行测试。

背景技术

离合器安装在发动机与变速箱之间，用于切断或传递动力，在起步过程中将发动机发出的扭矩传递给变速箱输入轴，在换挡和停车时离合器从动盘与压盘以及飞轮分离切断动力的传输，以便于换挡和停车。

动力传输性能是评价离合器优劣的重要指标，研究离合器在结合和分离过程中的动力传递情况对于掌握离合器性能以及改进离合器设计具有重要意义；在公开号为CN108731937A、申请号为201810921988.3的专利申请文献中公开了一种干式双离合器总成综合性能测试设备，其是“在呈水平设置的测试平台上支撑干式双离合器，分别设置用于提供驱动力的驱动机构、用于离合控制的离合控制机构、用于模拟动力传动的传动机构、用于模拟道路阻力矩的模拟机构和用于加载制动的液压加载制动机构；在离合器输出轴上设置扭矩仪、在分离轴承和离合器压盘上设置位移传感器、在离合器压盘上设置压力传感器；其用于干式双离合器总成的综合性能测试。

干式双离合器的操纵机构采用的是分离轴承的结构，为机械式结构，湿式双离合器的操纵机构采用的是液压结构；干式双离合器的扭矩传递特性主要受结合压力和摩擦片本身的性质影响，而湿式离合器的扭矩传递特性中非常重要的影响因素是摩擦片密封腔里的冷却油的油温。基于上述差异，干式双离合器总成综合性能测试设备不能用于进行湿式双离合器性能测试。迄今为止尚未有关于湿式双离合器性能测试设备的公开报导。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种湿式双离合器总成综合性能测试设备，针对湿式双离合器离合过程中的结合压力及传递扭矩进行测试，通过测量获得湿式双离合器在不同油温下结合与分离过程中各个轴的扭矩和供油压力以及离合器摩擦片压力之间的变化关系，从而为提高产品质量提供依据。

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：

本实用新型中湿式双离合器中具有第一离合器和第二离合器，第一离合器输出轴为实心轴，第二离合器输出轴是套装在第一离合器输出轴上的空心轴；呈水平设置测试平台；本实用新型中湿式双离合器总成综合性能测试设备的特点是：在所述测试平台的中部支撑湿式双离合器，在所述测试平台上分别设置有驱动机构、传动机构、道路阻力矩模拟机构、液压加载制动机构、温控机构和离合控制机构；

所述驱动机构包括：在所述测试平台上固定设置调速电机，所述调速电机通过第一联轴器与动力输入轴相连，在所述动力输入轴上设置储能飞轮；所述动力输入轴通过第二联轴器与湿式双离合器的离合器毂相连，带动离合器毂旋转；

所述传动机构包括：第一单向离合器和第二单向离合器；第一离合器输出轴的轴端固定在第二单向离合器内圈上，第二离合器输出轴的轴端固定在第一单向离合器内圈上；第一单向离合器外圈与第二单向离合器外圈通过连接架连接在一起；第二单向离合器外圈利用紧固螺栓与动力输出轴固联；所述动力输出轴通过联轴器与道路阻力模拟轴的第一端相连；

所述道路阻力矩模拟机构采用盘式制动器和惯量模拟电机；所述盘式制动器包括摩擦制动盘，活塞和摩擦片；所述摩擦制动盘固定安装在道路阻力模拟轴上，由液压控制器控制活塞的移动使摩擦片对摩擦制动盘进行抱合，实现对离合器施加阻力矩以模拟道路阻力；所述惯量模拟电机的输出轴通过皮带和皮带轮向道路阻力模拟轴传递惯性力矩，用于模拟汽车的转动惯量；

所述液压加载制动机构是：在测试平台上固定设置制动装置，在所述制动装置中竖直方向上对称设置有制动活塞、制动摩擦片、制动摩擦片支架；所述制动摩擦片铆接在一对摩擦片支架的内侧；在一对制动摩擦片支架之间设置有回位弹簧；在所述制动活塞的作用下，制动摩擦片支架能上下移动，利用所述制动摩擦片对摩擦轮形成合抱实现加载；所述摩擦轮固联在制动轴的一端，所述制动轴的另一端通过第五联轴器与道路阻力模拟轴的第二端相连接；

所述温控机构是：在湿式双离合器的外部设置保温罩，在所述保温罩中，位于所述湿式双离合器的下方设置加热器，通过加热使所述湿式双离合器工作在设定的环境温度下；

所述离合控制机构是：设置由变量泵、溢流阀、三位四通电磁阀、油压表以及油箱组成的液压供油回路；所述三位四通电磁阀的A口和B口为液压输出端口；在所述湿式双离合器的主轴套上设置供油盘；在所述供油盘上有分别有第一离合器油道和第二离合器油道；第一离合器油道与液压供油回路中三位四通电磁阀的B口相连，第二离合器油道与液压供油回路中三位四通电磁阀的A口相连。

本实用新型湿式双离合器总成综合性能测试设备的特点也在于：按如下形式设置信号采集系统：在所述动力输出轴与道路阻力模拟轴的第一端之间通过联轴器设置有扭矩仪，用于实时测量离合器输出的叠加扭矩；分别设置第一离合器供油回路油压传感器和第二离合器供油回路油压传感器，通过实时检测获得离合器供油回路的油压信息；设置离合器温度传感器，通过实时检测获得离合器油温信息。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型能够反映离合过程中离合器的温度、油压与各传递扭矩之间的相互关系，并能用于针对湿式双离合器的疲劳寿命进行测试，其用于湿式双离合器总成的综合性能测试，为提高产品质量提供依据。

2、本实用新型中扭矩转递和检测结构简单，设置加热器，能够测定在不同冷却油油温下离合器结合压力与所传递扭矩的关系，为执行系统油压的控制提供数据支持。

3、本实用新型中设置带有电惯量模拟系统的道路阻力矩机构，使离合器更接近真实的工作状态，相比与传统的用固定质量飞轮来模拟惯量，该实用新型能够对模拟惯量进行无级调节，提高了测试结果的准确性。

4、本实用新型通过对供油回路的简化，能够准确控制并观测离合器的供油压力，在离合器分离完成时自动加载制动。

附图说明

图1为本实用新型总体的结构示意图；

图2为本实用新型液压加载制动机构示意图；

图3为本实用新型传感器布置示意图；

图4为本实用新型离合器液压供油系统示意图；

图5为本实用新型供油盘侧视图；

图中标号：1调速电机，2第一联轴器，3测试平台，4保护罩，5储能飞轮，6动力输入轴，7保温罩，8第二联轴器，9离合器毂，10第一离合器摩擦片外支架，11第一离合器，12第一离合器摩擦片内支架，13第二离合器摩擦片内支架，14第二离合器，15第二离合器摩擦片外支架，16第一离合器活塞，17第二离合器活塞，18膜片弹簧，19螺旋弹簧，20第一离合器油道，21第二离合器油道，22主轴套，23供油盘，24第二离合器输出轴，25第一单向离合器内圈，26第一单向离合器外圈,27第一单向离合器楔块，28连接架，29第一紧固螺栓，30第一离合器输出轴，31第二单向离合器外圈，32第二单向离合器楔块，33第二单向离合器内圈，34第二紧固螺栓，35动力输出轴，36第三联轴器，37扭矩仪，38第四联轴器，39道路阻力模拟轴，40安全罩，41皮带轮，42皮带，43摩擦制动盘，44盘式制动器，45活塞，46摩擦片，47惯量模拟电机，48第五联轴器，49制动轴，50制动装置，51防护网，52加热器，53制动下支架，54制动活塞，55制动摩擦片支架，56回位弹簧，57制动摩擦片，58摩擦轮，59制动上支架，60第一离合器控制油压传感器，61第二离合器控制油压传感器，62离合器温度传感器，63油箱，64溢流阀，65油压表，66变量泵，67三位四通电磁阀。

具体实施方式

参见图1，本实施例中湿式双离合器是应用在普通乘用车中的一种离合器，具有第一离合器11和第二离合器14，第一离合器输出轴30为实心轴，第二离合器输出轴24是套装在第一离合器输出轴30上的空心轴，其第一离合器11用于控制奇数档位；第二离合器14用于控制偶数档位。

本实施例中湿式双离合器总成综合性能测试设备的结构形式为：呈水平设置测试平台3，在测试平台3的中部支撑湿式双离合器，在测试平台3上分别设置有驱动机构、传动机构、道路阻力矩模拟机构、液压加载制动机构、温控机构和离合控制机构。

如图1所示，驱动机构包括：在测试平台3上固定设置调速电机1，调速电机1通过第一联轴器2与动力输入轴6相连，在动力输入轴6上设置储能飞轮5；动力输入轴6通过第二联轴器8与湿式双离合器的离合器毂9相连，带动离合器毂9旋转；为保证安全，在储能飞轮5的外部设置保护罩4。

如图1所示，传动机构包括：第一单向离合器和第二单向离合器，第一离合器摩擦片外支架10与第二离合器摩擦片外支架15与主轴套22固连，第一离合器摩擦片内支架12与第二离合器摩擦片内支架13分别与第一离合器输出轴30和第二离合器输出轴24相连，所以动力通过离合器分别传递到个输出轴上；第一离合器输出轴30的轴端固定在第二单向离合器内圈33上，第二离合器输出轴24的轴端固定在第一单向离合器内圈25上，第一单向离合器外圈26及第二单向离合器外圈31通过第一紧固螺栓29与连接架28连接在一起；第二单向离合器外圈31利用第二紧固螺栓34与动力输出轴35固联；第一单向离合器与第二单向离合器的内外圈分别通过第一单向离合器楔块27和第二单向离合器楔块32来传递扭矩，动力输出轴35通过联轴器与道路阻力模拟轴39的第一端相连。

如图1所示，道路阻力矩模拟机构采用盘式制动器44和惯量模拟电机47；盘式制动器44包括摩擦制动盘43，活塞45和摩擦片46；摩擦制动盘43固定安装在道路阻力模拟轴39上，由液压控制器控制活塞45的移动使摩擦片46对摩擦制动盘43进行抱合，实现对离合器施加阻力矩以模拟道路阻力；惯量模拟电机47的输出轴通过皮带42和皮带轮41向道路阻力模拟轴39传递惯性力矩，用于模拟汽车的转动惯量，为保证安全，在皮带42和皮带轮41的外部设置安全罩40。

如图1和图2所示液压加载制动机构是在测试平台上固定设置制动装置50，由制动下支架53和制动上支架59构成制动支架，在制动装置50中竖直方向上，利用制动下支架53和制动上支架59对称设置制动活塞54、制动摩擦片57、制动摩擦片支架55；制动摩擦片57铆接在一对摩擦片支架55的内侧；在一对制动摩擦片支架55之间设置有回位弹簧56；在制动活塞54的作用下，制动摩擦片支架55能上下移动，利用制动摩擦片57对摩擦轮58形成合抱实现加载；摩擦轮58固联在制动轴49的一端，制动轴49的另一端通过第五联轴器48与道路阻力模拟轴39的第二端相连接。

如图1所示，温控机构是在湿式双离合器的外部设置保温罩7，在保温罩7中，位于湿式双离合器的下方设置加热器52，通过加热使湿式双离合器工作在设定的环境温度下，加热器52可以采用加热灯管，加热温度在30℃到150℃，在加热器52的外部设置防护网51。

如图1和图4所示，离合控制机构是设置由变量泵66、溢流阀64、三位四通电磁阀67、油压表65以及油箱63组成的液压供油回路；三位四通电磁阀67的A口和B口为液压输出端口。当三位四通电磁阀67位于左位时，A口输出压力油，通过主轴套22上的环形槽与第一离合器11的供油油路使液压油推动第一离合器活塞16，使第一离合器结合，第二离合器油路与油箱相连，并在膜片弹簧18的作用下处于分离状态；同理，当三位四通电磁阀67位于右位时，第二离合器活塞16被推动，第二离合器结合，第一离合器卸载，并在螺旋弹簧19的作用下分离。当三位四通电磁阀67处在中位时，第一离合器与第二离合器的油路与油箱相连，所以第一离合器与第二离合器均处于分离状态；溢流阀64和油压表65用于对油压进行控制与观测。

如图1和图5所示，在湿式双离合器的主轴套22上设置供油盘23，供油盘23的底部为圆环，利用圆环套装在主轴套22上，供油盘23的上部竖向设置油道，油道包括第一离合器油道20和第二离合器油道21；第一离合器油道20与液压供油回路中三位四通电磁阀67的B口相连，第二离合器油道21与液压供油回路中三位四通电磁阀67的A口相连。

具体实施中，按如下形式设置信号采集系统：在动力输出轴35与道路阻力模拟轴39的第一端之间通过第三联轴器36和第四联轴器38设置有扭矩仪37，用于实时测量离合器输出的叠加扭矩；如图3所示，分别设置第一离合器供油回路油压传感器60和第二离合器供油回路油压传感器61，通过实时检测获得离合器供油回路的油压信息；设置离合器温度传感器62，通过实时检测获得离合器油温信息。

在测试过程中，首先利用液压控制器设定预加负载并通过工控机设置需要测量的温度，然后控制加热器52开启对离合器进行加热。当温度传感器监测到保温罩内的温度稳定在预设温度±10℃的范围内时，可以认为离合器的温度达到了实验温度。这时计算机关闭加热器52停止加热。计算机采用闭环控制，以保证离合器的油温稳定在±10℃。当离合器油温达到实验要求时，工控机通过电机控制器控制调速电机1以设定的速度转动，带动离合器毂9旋转，从而带动被测离合器旋转。

待转速稳定后，变量泵66启动、惯量模拟电机47启动，工控机控制三位四通电磁阀67处于左位，液压油进入第一离合器油道使第一离合器11结合，由于第一单向离合器只能单向的从内圈向外圈传递扭矩，所以从实心轴传递的扭矩只能通过第二单向离合器的外圈传给动力输出轴35，而不会反向传递到空心轴，所以不会影响到第二离合器。利用油压传感器对油道的油压进行检测，当油压达到最大值时，表明第一离合器已完全结合；这时由工控机控制三位四通电磁阀67使其位于右位，使第二离合器14进行结合，同理，扭矩通过第一单向离合器的外圈26与连接架28传到第二单向离合器的外圈31，最终传到动力输出轴35，而不会影响到第一离合器；待第二离合器完全结合后，工控机控制三位四通电磁阀67使其位于中位，这时，液压控制回路处于卸载的状态，第一离合器和第二离合器在回位弹簧的作用下均处于分离状态。然后控制液压控制器控制液压加载制动装置给制动轴49加载制动，单向离合器虽然不能反向传递驱动力矩，但是可以反向传递制动力矩，因为当制动时，内圈的速度相对与外圈的速度放方向与驱动时相同，所以从制动轴49传来的制动力矩可以给离合器制动，直至离合器停止转动。离合器停止转动后，可以选择在该温度下继续进行下一组测试，也可以控制加热装置加热到下一测量温度进行测试。在测试过程中，扭矩仪37实时测量动力输出轴输出的扭矩。离合器温度传感器62实时测量保温罩内的温度，第一离合器供油回路油压传感器60和第二离合器供油回路油压传感器61实时测量离合器供油压力的油压信息，根据各检测信息绘制离合器在不同油温下结合分离过程中控制油压-扭矩关系图。

Claims (2)

1.一种湿式双离合器总成综合性能测试设备，在所述湿式双离合器中具有第一离合器(11)和第二离合器(14)，第一离合器输出轴(30)为实心轴，第二离合器输出轴(24)是套装在第一离合器输出轴(30)上的空心轴；所述综合性能测试设备具有呈水平的测试平台(3)，其特征是：在所述测试平台(3)的中部支撑湿式双离合器，在所述测试平台(3)上分别设置有驱动机构、传动机构、道路阻力矩模拟机构、液压加载制动机构、温控机构和离合控制机构；

所述驱动机构包括：在所述测试平台(3)上固定设置调速电机(1)，所述调速电机(1)通过第一联轴器(2)与动力输入轴(6)相连，在所述动力输入轴(6)上设置储能飞轮(5)；所述动力输入轴(6)通过第二联轴器(8)与湿式双离合器的离合器毂(9)相连，带动离合器毂(9)旋转；

所述传动机构包括：第一单向离合器和第二单向离合器；第一离合器输出轴(30)的轴端固定在第二单向离合器内圈(33)上，第二离合器输出轴(24)的轴端固定在第一单向离合器内圈(25)上；第一单向离合器外圈(26)与第二单向离合器外圈(31)通过连接架(28)连接在一起；第二单向离合器外圈(31)利用紧固螺栓(34)与动力输出轴(35)固联；所述动力输出轴(35)通过联轴器与道路阻力模拟轴(39)的第一端相连；

所述道路阻力矩模拟机构采用盘式制动器(44)和惯量模拟电机(47)；所述盘式制动器(44)包括摩擦制动盘(43)，活塞(45)和摩擦片(46)；所述摩擦制动盘(43)固定安装在道路阻力模拟轴(39)上，由液压控制器控制活塞(45)的移动使摩擦片(46)对摩擦制动盘(43)进行抱合，实现对离合器施加阻力矩以模拟道路阻力；所述惯量模拟电机(47)的输出轴通过皮带(42)和皮带轮(41)向道路阻力模拟轴(39)传递惯性力矩，用于模拟汽车的转动惯量；

所述液压加载制动机构是：在测试平台上固定设置制动装置(50)，在所述制动装置(50)中竖直方向上对称设置有制动活塞(54)、制动摩擦片(57)、制动摩擦片支架(55)；所述制动摩擦片(57)铆接在一对摩擦片支架(55)的内侧；在一对制动摩擦片支架(55)之间设置有回位弹簧(56)；在所述制动活塞(54)的作用下，制动摩擦片支架(55)能上下移动，利用所述制动摩擦片(57)对摩擦轮(58)形成合抱实现加载；所述摩擦轮(58)固联在制动轴(49)的一端，所述制动轴(49)的另一端通过第五联轴器(48)与道路阻力模拟轴(39)的第二端相连接；

所述温控机构是：在湿式双离合器的外部设置保温罩(7)，在所述保温罩(7)中，位于所述湿式双离合器的下方设置加热器(52)，通过加热使所述湿式双离合器工作在设定的环境温度下；

所述离合控制机构是：设置由变量泵(66)、溢流阀(64)、三位四通电磁阀(67)、油压表(65)以及油箱(63)组成的液压供油回路；所述三位四通电磁阀(67)的A口和B口为液压输出端口；在所述湿式双离合器的主轴套(22)上设置供油盘(23)；在所述供油盘(23)上分别有第一离合器油道(20)和第二离合器油道(21)；第一离合器油道(20)与液压供油回路中三位四通电磁阀(67)的B口相连，第二离合器油道(21)与液压供油回路中三位四通电磁阀(67)的A口相连。

2.根据权利要求1所述的湿式双离合器总成综合性能测试设备，其特征是：按如下形式设置信号采集系统：在所述动力输出轴(35)与道路阻力模拟轴(39)的第一端之间通过联轴器设置有扭矩仪(37)，用于实时测量离合器输出的叠加扭矩；分别设置第一离合器供油回路油压传感器(60)和第二离合器供油回路油压传感器(61)，通过实时检测获得离合器供油回路的油压信息；设置离合器温度传感器(62)，通过实时检测获得离合器油温信息。