專利名稱：汽車手動變速器試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種試驗設備，具體涉及一種汽車手動變速器試驗裝置。
背景技術：
汽車變速器是汽車的一個關鍵總成，其性能的好壞直接影響到汽車的動力性、經濟性和可靠性。為此，我國相關標準《QC / T568-1999汽車機械式變速器臺架試驗方法》和 《GB5372-85汽車變速器修理技術條件》中對汽車變速器定型試驗、新產品出廠檢驗及維修出廠檢驗的技術要求都做了相應的規定，并且明確要求進行臺架試驗。但是，我國目前只有規模較大的變速器生產廠擁有專業的變速器試驗臺。目前國內外產品從形式上分可分為開放功率流式(簡稱為“開式”)和封閉功率流式(簡稱為“閉式”)兩大類。變速器生產廠使用的試驗設備按反饋形式可分為電封閉和機械封閉兩類。機械封閉式需要增加陪試變速器、 傳動箱和加載器等一系列機械部件、結構復雜、噪聲大、傳動效率低、能量損耗大，運轉中不易改變載荷，力矩不易控制，試驗性能不夠穩定，通用性較差。電封閉式試驗臺的電能要返回電網，對電氣設備運行的同步、同相的要求較高，電氣設備復雜。這些設備結構和系統復雜，附屬設備多，需專用實驗室安置，且造價高。閉式試驗臺常用于變速器制造公司，用于耗時較長的壽命試驗。而對于變速器維修廠，要求修后的變速器換擋時齒輪嚙合靈活，互鎖、 自鎖、倒檔鎖裝置有效，不得有亂檔和自行跳檔現象，運行中無異響。無需進行壽命試驗，一般采用開式試驗臺。目前維修廠中使用的均為普通電機驅動，無加載裝置或功率吸收裝置， 只能對變速器進行短時磨合和空載換檔試驗。這類試驗設備，試驗結果無數據支持，試驗功能限制較多，實際效果不能滿足現代變速器維修的需要。這種狀況造成了手動變速器維修中的返修率高，工時、材料浪費等情況，并使得維修水平停滯不前。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種汽車手動變速器試驗裝置，通過測控系統對車輛行駛阻力進行控制，模擬變速器的實際運行工況，并實時采集處理運行和測試參數，實現量化分析，根據選定的試驗項目和程序進行測試并生成測試結果，進而對變速器的性能作出評價，從而降低手動變速器的返修率，減少工時、材料的浪費，提高維修水平。本實用新型的技術方案一種汽車手動變速器試驗裝置，它包括變頻電機、電磁離合器、傳動軸、輸入端聯軸器、輸入端連接軸、機架、輸出端連接軸、輸出端聯軸器、電渦流機、拉壓力傳感器、輸出軸轉速傳感器、平臺、導軌、滑塊、力臂、調節螺栓、步進電機、齒輪箱、絲杠、輸入軸轉速傳感器、變速器連接板和控制柜，機架上設置有變頻電機、電渦流機加載裝置，變頻電機的軸端設置有一個電磁離合器，電磁離合器的一端通過傳動軸與輸入軸聯軸器連接，輸入軸聯軸器的另一端與輸入端連接軸連接，傳動軸上設置有輸入軸轉速傳感器；電渦流機加載裝置的電渦流機轉子軸通過軸承、軸承座、支架固定在平臺上，電渦流機轉子軸一端通過輸出端聯軸器與輸出端連接軸連接，另一端設置有輸出軸轉速傳感器； 電渦流機定子兩側均與力臂連接，一側的力臂與拉壓力傳感器連接，另一側的力臂上設置有調節螺栓；平臺下設置有兩組滑塊，兩組滑塊設置在兩個導軌上，平臺與絲杠連接，絲杠通過齒輪箱與步進電機連接，變速器通過變速器連接板與機架連接，控制柜通過光纜與變頻電機連接；控制柜的正面設置有變頻器、打印機、工業控制計算機、鍵盤鼠標、顯示器和操作面板，工業控制計算機與打印機、鍵盤鼠標、顯示器連接；操作面板上設置有動力電源接通按鈕、動力電源關閉按鈕、電機調速旋鈕、變頻器設置面板、動力換向開關、加載電壓表、 加載電流表、電源開關、電磁離合器開關、加載調節旋鈕和電磁離合器控制方式轉換開關； 控制柜的后面設置有電源、加載控制單元、信號采集端子板、數據采集處理卡、轉速信號處理單元，電源與加載控制單元、信號采集端子板、數據采集處理卡、轉速信號處理單元連接； 電源開關與電磁離合器、打印機、工業控制計算機、電源和加載控制單元連接，變頻電機與變頻器連接，變頻器與動力電源接通按鈕和動力電源關閉按鈕、電機調速旋鈕、變頻器設置面板、動力換向開關連接；電磁離合器與電磁離合器開關、電磁離合器控制方式轉換開關連接，加載調節旋鈕與加載控制單元、加載電壓表、加載電流表、信號采集端子板連接，信號采集端子板與數據采集處理卡連接，轉速信號處理單元通過數據采集處理卡與工業控制計算機連接。本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果( 1)采用風冷式電渦流機作加載裝置，并設計了加載扭矩測試裝置，實現了連續定量加載和輸出扭矩測試；(2)應用傳感器、單片機和工業控制計算機技術進行數據采集處理，實現了數據的自動化處理和檢測指標的數字化；(3)設計了步進電機驅動的位置調整機構，既能適應不同型號變速器測試要求，又提高了整機的自動化程度；(4)將電磁離合器應用于試驗臺，動作柔和、操作方便；(5)動力輸入連接裝置設計科學合理，既解決了變速器安裝時的對中問題，又簡化了結構。(6)專用測試軟件實現了人機對話，便于操作，易于升級，具有數字、曲線、模擬二次儀表等多種顯示方式，可自動生成測試報表，并隨時查詢歷史測試數據；(7)可實時測試轉速、速比、實際車速、輸出扭矩、輸出功率、傳動效率、溫度和振動等參數值。(8)通過測控系統對車輛行駛阻力進行控制，模擬變速器的實際運行工況，并實時采集處理運行和測試參數，實現量化分析，根據選定的試驗項目和程序進行測試并生成測試結果，進而對變速器的性能作出評價，從而降低手動變速器的返修率，減少工時、材料的浪費，提高維修水平。
圖1是本實用新型的主視圖；圖2是本實用新型的俯視圖；圖3是本實用新型的右視圖；圖4本實用新型中控制柜的結構示意圖；圖5是圖4的后視圖；[0019]圖6本實用新型中數據采集處理系統的結構方框圖；圖7本實用新型中測控軟件模塊的結構方框圖；圖8本實用新型的電路方框圖。
具體實施方式
一種汽車手動變速器試驗裝置，它包括變頻電機1、電磁離合器2、傳動軸3、輸入端聯軸器4、輸入端連接軸5、機架6、輸出端連接軸7、輸出端聯軸器8、電渦流機9、拉壓力傳感器10、輸出軸轉速傳感器11、平臺12、導軌13、滑塊14、力臂15、調節螺栓16、步進電機 17、齒輪箱18、絲杠19、輸入軸轉速傳感器20、變速器連接板21和控制柜22，如圖1、圖2、 圖3所示，機架6上設置有變頻電機1、電渦流機加載裝置，變頻電機1的軸端設置有一個電磁離合器2，電磁離合器2的一端通過傳動軸3與輸入軸聯軸器4連接，輸入軸聯軸器4的另一端與輸入端連接軸5連接，傳動軸3上設置有輸入軸轉速傳感器20 ；電渦流機加載裝置的電渦流機9轉子軸通過軸承、軸承座、支架固定在平臺12上，電渦流機9轉子軸一端通過輸出端聯軸器8與輸出端連接軸7連接，另一端設置有輸出軸轉速傳感器11 ；電渦流機 9定子兩側均與力臂15連接，一側的力臂15與拉壓力傳感器10連接，另一側的力臂15上設置有調節螺栓16，調節螺栓16調節自由間隙以保護拉壓力傳感器10 ；平臺12下設置有兩組滑塊14，兩組滑塊14設置在兩個導軌13上，平臺12與絲杠19連接，絲杠19通過齒輪箱18與步進電機17連接，平臺12在導軌13上可做直線往復運動，變速器通過變速器連接板21與機架6連接，控制柜22通過電纜與變頻電機1連接；試驗時，變速器安裝于變速器連接板21上，輸入端連接軸5與變速器輸入軸連接，輸出軸與輸出端連接軸7連接。變頻電機1驅動電磁離合器2、傳動軸3、輸入端聯軸器4、輸入端連接軸5、變速器輸入軸旋轉， 電渦流機9通過輸出端聯軸器8、輸出端連接軸7給變速器輸出軸施加反向阻力。電磁離合器2用于接通或切斷動力傳遞。輸入端轉速傳感器11用于表征變速器輸入軸5的轉速， 而設置于電渦流機9上的輸出軸轉速傳感器11和拉壓力傳感器10用來表征變速器輸出軸轉速和加載阻力。如圖4、圖5所示，控制柜22的正面設置有變頻器23、打印機M、工業控制計算機25、鍵盤鼠標沈、顯示器32和操作面板，工業控制計算機25與打印機M、鍵盤鼠標沈、顯示器32連接；操作面板上設置有動力電源接通按鈕27、動力電源關閉按鈕28、電機調速旋鈕四、變頻器設置面板30、動力換向開關31、加載電壓表33、加載電流表34、電源開關35、電磁離合器開關36、加載調節旋鈕37和電磁離合器控制方式轉換開關38 ；控制柜 22的后面設置有電源39、加載控制單元40、信號采集端子板41、數據采集處理卡42、轉速信號處理單元43，電源39與加載控制單元40、信號采集端子板41、數據采集處理卡42、轉速信號處理單元43連接；電源開關35與電磁離合器2、打印機對、工業控制計算機25、電源39和加載控制單元40連接，變頻電機1與變頻器23連接，變頻器23與動力電源接通按鈕27和動力電源關閉按鈕28、電機調速旋鈕四、變頻器設置面板30、動力換向開關31連接；電磁離合器2與電磁離合器開關36、電磁離合器控制方式轉換開關38連接，加載控制單元40與加載調節旋鈕37、加載電壓表33、加載電流表34、信號采集端子板41連接，信號采集端子板41與數據采集處理卡42連接，轉速信號處理單元43通過數據采集處理卡42 與工業控制計算機25連接。電源開關35為各硬件的供電電源開關，為工業控制計算機25、 打印機對、加載控制單元40、電磁離合器2和電源39提供電源，電源39為輸入/輸出端子板41、數據采集處理卡42、轉速信號處理單元43提供低壓電源。變頻電機1由變頻器23 驅動，驅動電源由動力電源接通按鈕觀和動力電源關閉按鈕27控制，控制參數通過變頻器設置面板30設定，電機調速旋鈕四用于電機轉速的調節控制，動力換向開關31可設定電機的旋轉方向。電磁離合器2的接通和切斷由電磁離合器開關36控制，也可采用線控方式控制，控制方式的轉換由電磁離合器控制方式轉換開關38選擇。加載控制單元40提供手動和自動兩種控制方式，旋轉加載調節旋鈕37即可實現加載電流的手動控制，加載電壓表 33、加載電流表34同時顯示加載電壓和電流值；加載控制電流也可由內置于工業控制計算機的測控軟件給定，并通過數據采集處理卡42和信號采集端子板41輸出給加載控制模塊， 實現加載電流的控制，加載電壓表33、加載電流表34同時顯示加載電壓和電流值。信號采集端子板42負責信號的輸入和輸出，轉速信號處理單元43負責轉速信號的調理，數據采集處理卡42負責數據的采集和模/數、數/模等轉換處理，顯示器32負責測控軟件各界面的顯不。如圖6所示，傳感器、信號采集端子板41、數據采集處理卡42和工業控制計算機 25組成數據采集處理系統，裝在試驗臺架上的轉速和拉壓力傳感器10將表征被測變速器的輸入、輸出轉速和加載阻力信號取出，轉速信號經轉速信號處理單元通過RS232串行通訊接口進入工業控制計算機25，拉力傳感器10采集到的信號通過信號采集端子板41進入數據采集處理卡42進行處理；從被測變速器上采集的變速器油溫信號通過信號采集端子板41進入數據采集處理卡42，振動測試儀采集的振動信號通過RS232串行通訊接口進入工業控制計算機25。置于工業控制計算機25中的數據采集處理卡42將各種模擬信號和模擬脈沖信號轉換為處理器可識別的數字信號。工業控制計算機25從數據采集處理卡42獲得各種參數的數據，并通過其輸出控制信號。電渦流機9加載控制電流的控制可由工業控制計算機25自動控制，也可以由控制柜22上的旋鈕和開關手動控制。加載控制電壓由內置于工業控制計算機25的測控軟件或控制按鈕給定，并通過數據采集卡和端子板輸出給加載控制模塊，實現加載電流的控制。變頻器23和電磁離合器2的控制由控制柜上的相應旋鈕或開關控制。圖7所示，測控軟件由登錄模塊、主控模塊、檢測控制模塊、數據庫模塊、標定模塊、輸入/輸出模塊組成。主控模塊負責各模塊間的協調和控制；登錄模塊負責用戶基本信息、變速器信息的輸入和存儲；輸入輸出模塊負責與數據采集硬件傳來的數字信號進行通訊，以顯示或打印的方式輸出數據和曲線，與外接設備聯機或者通過局域網與其他設備和網絡協同工作；檢測控制模塊負責變速器試驗的試驗項目分類與測試過程的程序控制；數據庫模塊負責各種登錄信息、檢測信息、檢測結果的統一存儲和調用；標定模塊負責設備臺架與參數精度的定期標定；升級模塊提供升級接口，便于軟件和數據庫的整體版本升級。
權利要求1. 一種汽車手動變速器試驗裝置，它包括變頻電機(1)、電磁離合器(2)、傳動軸(3)、 輸入端聯軸器(4)、輸入端連接軸(5)、機架(6)、輸出端連接軸(7)、輸出端聯軸器(8)、電渦流機(9)、拉壓力傳感器(10)、輸出軸轉速傳感器(11)、平臺(12)、導軌(13)、滑塊(14)、力臂(15)、調節螺栓(16)、步進電機(17)、齒輪箱(18)、絲杠(19)、輸入軸轉速傳感器(20)、 變速器連接板(21)和控制柜(22 )，其特征是機架(6 )上設置有變頻電機(1)、電渦流機加載裝置，變頻電機(1)的軸端設置有一個電磁離合器(2)，電磁離合器(2)的一端通過傳動軸 (3)與輸入軸聯軸器(4)連接，輸入軸聯軸器(4)的另一端與輸入端連接軸(5)連接，傳動軸(3)上設置有輸入軸轉速傳感器(20);電渦流機加載裝置的電渦流機(9)轉子軸通過軸承、軸承座、支架固定在平臺(12)上，電渦流機(9)轉子軸一端通過輸出端聯軸器(8)與輸出端連接軸(7)連接，另一端設置有輸出軸轉速傳感器(11);電渦流機(9)定子兩側均與力臂(15)連接，一側的力臂(15)與拉壓力傳感器(10)連接，另一側的力臂(15)上設置有調節螺栓(16);平臺(12)下設置有兩組滑塊(14)，兩組滑塊(14)設置在兩個導軌(13)上，平臺(12)與絲杠(19)連接，絲杠(19)通過齒輪箱(18)與步進電機(17)連接，變速器通過變速器連接板(21)與機架(6 )連接，控制柜(22 )通過電纜與變頻電機(1)連接；控制柜(22 ) 的正面設置有變頻器(23)、打印機(24)、工業控制計算機(25)、鍵盤鼠標(26)、顯示器(32) 和操作面板，工業控制計算機(25)與打印機(24)、鍵盤鼠標(26)、顯示器(32)連接；操作面板上設置有動力電源接通按鈕(27)、動力電源關閉按鈕(28)、電機調速旋鈕(29)、變頻器設置面板(30)、動力換向開關(31)、加載電壓表(33)、加載電流表(34)、電源開關(35)、電磁離合器開關(36 )、加載調節旋鈕(37 )和電磁離合器控制方式轉換開關(38 )；控制柜(22 ) 的后面設置有電源(39)、加載控制單元(40)、信號采集端子板(41)、數據采集處理卡(42)、 轉速信號處理單元(43)，電源(39)與加載控制單元(40)、信號采集端子板(41)、數據采集處理卡(42)、轉速信號處理單元(43)連接；電源開關(35)與電磁離合器(2)、打印機(24)、 工業控制計算機(25 )、電源(39 )和加載控制單元(40 )連接，變頻電機(1)與變頻器(23 )連接，變頻器(23)與動力電源接通按鈕(27)和動力電源關閉按鈕(28)、電機調速旋鈕(29)、 變頻器設置面板(30)、動力換向開關(31)連接；電磁離合器(2)與電磁離合器開關(36)、電磁離合器控制方式轉換開關(38 )連接，加載調節旋鈕(37 )與加載控制單元00)、加載電壓表(33)、加載電流表(34)、信號采集端子板(41)連接，信號采集端子板(41)與數據采集處理卡(42 )連接，轉速信號處理單元(43 )通過數據采集處理卡(42 )與工業控制計算機(25 ) 連接。
專利摘要本實用新型涉及一種汽車手動變速器試驗裝置，機架上設置有變頻電機，變頻電機的軸端設置有一個電磁離合器，電磁離合器的一端與輸入軸聯軸器連接，輸入軸聯軸器的另一端與輸入端連接軸連接，傳動軸上設置有輸入軸轉速傳感器；電渦流機固定在平臺上，電渦流機轉子軸一端通過輸出端聯軸器與輸出端連接軸連接，另一端設置有輸出軸轉速傳感器；電渦流機定子一側的力臂與拉壓力傳感器連接，另一側的力臂上設置有調節螺栓；平臺下設置有滑塊，滑塊設置在導軌上，平臺與絲杠連接，絲杠通過齒輪箱與步進電機連接，變速器通過變速器連接板與機架連接，控制柜通過電纜與變頻電機連接。本實用新型可對手動機械式變速器進行不解體臺架試驗，試驗結果可作為其性能評價的依據。
文檔編號G01M13/02GK202110062SQ20112020857
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月20日 優先權日2011年6月20日
發明者龐奪峰, 溫金中, 王文君, 鹿建平 申請人:山西省交通科學研究院