專利名稱：車用分離軸承測試臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及試驗室車用分離軸承測試裝置，更具體地說是試驗用機械式變速箱分離 軸承測試臺。
背景技術(shù)：
在變換擋位和對汽車進行制動之前，需要中斷動力傳遞，為此，在發(fā)動機與變速器之間 設(shè)置離合器，離合器的工作狀態(tài)是其主動和從動部分在駕駛員操縱下徹底分離，或柔和結(jié)合。 分離軸承位于變速箱中離合器與輸入軸之間，由于離合器壓板、分離杠桿與發(fā)動機曲軸同步 運轉(zhuǎn)，當(dāng)需要執(zhí)行離合器分離動作時，通過分離軸承使分離杠桿一邊旋轉(zhuǎn)一邊沿離合器輸出 軸軸向移動，從而保證離合器接合平順、分離柔和、減少磨損，延長離合器及整個傳動系的 使用壽命。
目前對分離軸承疲勞壽命進行考量大致分為整車試驗和臺架試驗兩種測試方式。其中整 車試驗是將分離軸承安裝在整車變速箱內(nèi)，由駕駛員在特定試驗廠進行驅(qū)車試驗，以此檢測 分離軸承壽命，采用這種方法完全模擬汽車實際行駛時的過程，但是安裝復(fù)雜、成本高、能 量消耗大且安全系數(shù)不高；實驗室簡單臺架模式是在變頻調(diào)速器及電機的驅(qū)動下，帶動離合 器旋轉(zhuǎn)，被試分離軸承由另一組變頻調(diào)速器及電機的驅(qū)動，并經(jīng)減速器和凸輪機構(gòu)作往復(fù)運 動，采用這種方式具有安裝簡易、成本低、能量消耗小，但是無法模擬分離軸承在整車行駛 中工況，無法考察溫升高低或安裝位置好壞對分離軸承影響。因此不能反映真實情況下分離 軸承壽命。
在分離軸承疲勞壽命試驗測試過程中要求離合器動作快慢可控，同時能夠長時間準(zhǔn)確可 靠地進行離合器的開合動作。疲勞壽命試驗需要數(shù)以萬計次的變速器離合器的離合及分離軸 承動作，顯然，這一試驗要求難以手動實現(xiàn)，手動控制也難以保證試驗精度。

實用新型內(nèi)容
本實用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種車用分離軸承測試臺， 以滿足分離軸承疲勞壽命測試的要求，并且安裝簡易、布置方便、控制可靠，可以較為真實 地反映分離軸承在整車行駛中使用壽命。
本實用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案-
本實用新型車用分離軸承測試臺的結(jié)構(gòu)特點是
設(shè)置安裝有待測分離軸承的離合器于車用變速箱中，所述車用變速箱通過變速箱夾具固 定設(shè)置在測試平臺上；分別設(shè)置驅(qū)動單元和加載單元，所述驅(qū)動單元是以驅(qū)動電機為動力源，驅(qū)動電機的輸出軸與變速箱輸入軸聯(lián)接；所述加載單元是以左加載電機提供左側(cè)加載力矩， 左加載電機通過變速箱左傳動軸與變速箱左輸出軸聯(lián)接；以右加載電機為提供右側(cè)加載力 矩，右加載電機通過變速箱右傳動軸和變速箱右輸出軸聯(lián)接；在所述驅(qū)動電機、左加載電機 和右加載電機的輸出軸上分別串聯(lián)設(shè)置驅(qū)動單元扭矩傳感器、左加載扭矩傳感器和右加載扭 矩傳感器；設(shè)置離合器執(zhí)行機構(gòu)，以離合器執(zhí)行機構(gòu)中油壓可控的輸出油路為分離軸承提供 分離液壓動力。
本實用新型車用分離軸承測試臺的結(jié)構(gòu)特點也在于
在所述測試臺上設(shè)置分動器加載單元，所述分動器加載單元是以分動器加載電機通過分 動器傳動軸與分動器聯(lián)接，在所述分動器加載電機的輸出軸上串聯(lián)設(shè)置分動器扭矩傳感器。
所述離合器執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)置是由立柱和機構(gòu)平臺構(gòu)成"L "型臺架，離合器操作機 構(gòu)通過離合器安裝板固定設(shè)置在立柱上朝向機構(gòu)平臺所在的一側(cè)，離合桿呈懸置，離合桿桿 端的離合器踏板懸置于機構(gòu)平臺的上方;在所述機構(gòu)平臺上，固定設(shè)置氣壓可控的無桿氣缸， 固聯(lián)在無桿氣缸上的作動板抵壓在離合器踏板的踏壓面上。
本實用新型配套設(shè)置基于PLC控制的分離軸承測試流程，在各電機前端加裝扭矩傳感 器，通過扭矩傳感器讀入數(shù)值并針對不同變速箱進行相應(yīng)加載扭矩的大小調(diào)整，通過離合器 執(zhí)行機構(gòu)控制輸出油路中管路油壓的變化為分離軸承動作提供動力，并可通過PLC控制離合 器執(zhí)行機構(gòu)氣壓大小，從而對離合器踏板往復(fù)運動的時間快慢次數(shù)進行控制設(shè)定，模擬整車 運行時工況，從而更加真實地反映被測分離軸承性能和壽命。
與已有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在
1、本實用新型針對汽車分離軸承測試，在保留現(xiàn)有分離軸承臺架測試系統(tǒng)的安裝簡易、 成本低、能量消耗少等優(yōu)點基礎(chǔ)上，極為有效地模擬了整車運行工況，更加真實地反映了被 測分離軸承性能和壽命。
2、 本實用新型適當(dāng)配置即可適應(yīng)兩驅(qū)或四驅(qū)變速箱用分離軸承試驗，適用性能強。
3、 本實用新型通過配套布置多種傳感器，可以方便地檢測當(dāng)前電機轉(zhuǎn)速、電機扭矩、 變速箱加載扭矩、踏板作用力及管路油壓等參數(shù)，可以反映分離軸承溫升和安裝位置對 其性能和使用壽命的影響，為試驗提供可靠數(shù)據(jù)支持。
4、 本實用新型通過離合器執(zhí)行機構(gòu)控制輸出油路中油壓變化帶動分離軸承的動作，從 而實現(xiàn)離合器的適時分離和結(jié)合。同時可通過控制系統(tǒng)準(zhǔn)確控制離合器開合時間，開合次數(shù)， 實現(xiàn)分離軸承的可控測試試驗。
5、 本實用新型采用電加載模式，驅(qū)動電機工作在電動 態(tài)，各加載電機工作在發(fā)電狀態(tài)，從而做到能量的回收利用，節(jié)能效果好。
6、本實用新型運行穩(wěn)定，使用壽命長，無油源污染。


圖1為本實用新型分離軸承試驗臺平面示意圖。
圖2為驅(qū)動單元示意圖。
圖3為左加載單元示意圖。
圖4為離合器執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為變速箱結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為離合器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號l驅(qū)動電機、2驅(qū)動單元扭矩傳感器、3離合器、4變速箱、5、左加載扭矩 傳感器、6、左加載電機、7右加載電機、8右加載扭矩傳感器、9變速箱右傳動軸、10變速 箱左傳動軸、ll分動器傳動軸、12分動器加載扭矩傳感器、13分動器加載電機、14離合器 執(zhí)行機構(gòu)、15輸出油路、16變速箱夾具、17驅(qū)動單元前軸承座、18驅(qū)動單元后軸承座、19 減速箱、20左加載單元軸承座、21立柱、22離合器操作機構(gòu)、23離合桿、24踏板、25作 動板、26氣缸滑臺、27無桿氣缸、28變速箱輸入軸、29變速箱左輸出軸、30變速箱右輸 出軸、31摩擦盤、32飛輪、33壓板、34分離軸承、35機構(gòu)平臺、36回位彈簧。
以下通過具體實施方式
，并結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
參見圖l、圖5和圖6，安裝待測分離軸承34的離合器3于車用變速箱4中，車用變速 箱4通過變速箱夾具16固定設(shè)置在測試平臺上；分別設(shè)置驅(qū)動單元和加載單元，驅(qū)動單元 是以驅(qū)動電機1為動力源，驅(qū)動電機1的輸出軸與變速箱輸入軸28相連；加載單元是以左 加載電機6提供左側(cè)加載力矩，左加載電機6的輸出軸通過變速箱左傳動軸10與變速箱左 輸出軸29相連；以右加載電機7提供右側(cè)加載力矩，右加載電機7的輸出軸通過變速箱右 傳動軸9與變速箱右輸出軸30聯(lián)接，左加載加電機和右加載電機之間位置可調(diào)；設(shè)置離合 器執(zhí)行機構(gòu)14,以其油壓可控的輸出油路15為分離軸承34提供分離液壓。
具體實施中，如需進行四驅(qū)變速箱分離軸承試驗，需在待測變速箱上設(shè)置分動器，同時 在測試臺上設(shè)置分動器加載單元，分動器加載單元是以分動器加載電機13通過分動器傳動 軸11與分動器聯(lián)接，分動器加載單元是以分動器加載電機13通過分動器輸出軸11與分動 器聯(lián)接完成四驅(qū)變速箱分離軸承疲勞壽命試驗。
圖l、圖2和圖3所示，在驅(qū)動電機l、左加載電機6和右加載電機7的輸出軸上分別串聯(lián)設(shè)置有驅(qū)動單元扭矩傳感器2、左加載扭矩傳感器5和右加載扭矩傳感器8,在分動器 加載電機13的輸出軸上串聯(lián)設(shè)置分動器加載扭矩傳感器12。通過扭矩傳感器讀入數(shù)值并針 對不同變速箱進行相應(yīng)加載扭矩大小調(diào)整，從而模擬整車運行時工況。
參見圖1、圖4，離合器執(zhí)行機構(gòu)14結(jié)構(gòu)是由立柱21和機構(gòu)平臺35構(gòu)成"L"型臺架， 離合器操作機構(gòu)22通過離合器安裝板固定設(shè)置在立柱21上朝向機構(gòu)平臺35所在的一側(cè)， 離合桿23呈懸置，離合桿桿端的離合器踏板24懸置于機構(gòu)平臺35的上方；在所述機構(gòu)平 臺上，固定設(shè)置氣壓可控的無桿氣缸27，通過氣缸滑臺26固聯(lián)在無桿氣缸27上的作動板 25抵壓在離合器踏板的踏壓面上?？刂茻o桿氣缸27以往復(fù)運動從而帶動離合器踏板的往復(fù) 踏動，同時通過PLC控制氣壓大小，從而對離合器踏板往復(fù)運動的時間快慢次數(shù)進行控制設(shè) 定。
參見圖2，驅(qū)動單元由驅(qū)動電機l、驅(qū)動單元前軸承座17、驅(qū)動單元扭矩傳感器2、驅(qū) 動單元后軸承座18構(gòu)成，他們共同固定在一塊鑄鐵平板上，鑄鐵平板位置可調(diào)，其中驅(qū)動 電機l提供動力源；
參見圖3，加載單元提供阻力，模擬車輪運動，以左邊加載單元為例，其由左加載電機 6、減速箱19、左加載扭矩傳感器8、左加載單元軸承座20構(gòu)成，他們共同固定在一塊鑄鐵 平板上，鑄鐵平板位置可調(diào)，其中左加載電機6提供阻力源；
本實用新型是以驅(qū)動電機模擬發(fā)動機提供動力輸入，左加載電機、右加載電機模擬車輪 受到的阻力矩，被測車用分離軸承安裝于變速箱中離合器與輸入軸之間，從而模擬了分離軸 承在整車運行時的工況。
試驗中，如圖4、圖6所示，待測分離軸承34安裝在按常規(guī)由摩擦盤31、飛輪32、壓 板33和回位彈簧36構(gòu)成的離合器3的前端，分離軸承座套在變速器第一軸軸承蓋的管狀延 伸部分上，通過回位彈簧36使分離軸承的凸肩始終抵住分離叉，離合器執(zhí)行機構(gòu)通過連接 其中離合器踏板24懸置于機構(gòu)平臺35的上方，在機構(gòu)平臺上，通過固聯(lián)在無桿氣缸上的作 動板25抵壓在離合器踏板作往返運動，模擬人腳踩松踏板動作，從而通過控制液壓管路15 中管路油壓變化帶動分離軸承動作。
本實用新型中試驗臺架通過PLC控制，可以對試驗過程中電機轉(zhuǎn)速、電機加載扭矩、踏 板動作頻率進行人工設(shè)定，可滿足橫置或四驅(qū)手動變速箱用4)160 4)450離合器分離軸承 試驗使用。
對于某橫置手動變速箱、最高轉(zhuǎn)速5000轉(zhuǎn)/分、額 加載扭矩175牛 米按如下步驟 進行測試1、 離合器處于分離狀態(tài)，驅(qū)動電機1模擬變速箱換檔同時松開發(fā)動機油門工況時發(fā)動 機轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，左加載電機6和右加載電機7驅(qū)動的變速箱左輸出軸29和變速箱右輸出 軸30按一擋速比折算后轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；其中，驅(qū)動電機l的輸出軸轉(zhuǎn)速朋為3000轉(zhuǎn)/分，變速 箱左輸出軸29和變速箱右輸出軸30按變速箱一擋速比折算工作轉(zhuǎn)速肌為536轉(zhuǎn)/分；
2、 將步驟1的工作狀態(tài)保持一段時間n,時間n為模擬人工踩下離合器踏板后人工換擋 所用時間，通常為0.3 1.3S，這里設(shè)置為0.5S。
3、 工作時間/!到達(dá)時，通過離合器執(zhí)行機構(gòu)14操縱踏板24動作，使得離合器轉(zhuǎn)而為 結(jié)合狀態(tài)，由離合器執(zhí)行機構(gòu)控制的離合器由分離轉(zhuǎn)為結(jié)合狀態(tài)的過程所用時間為一段時間 h，時間h為模擬人工松開踏板所用時間，當(dāng)"時間到達(dá)之后，同時調(diào)整左加載電機和右加 載電機的加載轉(zhuǎn)矩，使得通過驅(qū)動單元扭矩傳感器測得的變送箱輸入軸扭矩rz)為175牛咪， 即為額定加載工作狀態(tài)；通常時間^設(shè)置為0. 5 1. 5S。
4、 保持加載工作狀態(tài)一段時間h, ^時間內(nèi)分離軸承34工作狀態(tài)即為模擬離合器結(jié)合
后的汽車正常行駛工況；通常時間^設(shè)置為2 3秒。
5、 工作時間"到達(dá)時，通過離合器執(zhí)行機構(gòu)14控制踏板24動作，使得離合器分離， 由離合器執(zhí)行機構(gòu)控制的離合器由結(jié)合轉(zhuǎn)為分離狀態(tài)的過程所用時間為一段時間^，時間^ 為模擬人工踩下踏板所用時間，通常時間n設(shè)置為1 2S;在時間"到達(dá)之后，離合器分離， 加載結(jié)束，完成一次測試，此時變速箱輸入軸扭矩值&=0牛*米。
上述過程為模擬整車離合器動作進行分離軸承疲勞壽命試驗一次測試的完整工作流程， 以上所有保持時間、加載時間、加載轉(zhuǎn)速、加載扭矩和循環(huán)次數(shù)均可通過PLC自由進行設(shè)定， 同時對分離軸承各種失效形式如分離軸承分離不徹底、分離失效、異響等進行監(jiān)控，出現(xiàn)故 障后自動停機記錄時間并保存。
權(quán)利要求1、車用分離軸承測試臺，其特征是設(shè)置安裝有待測分離軸承(34)的離合器(3)于車用變速箱(4)中，所述車用變速箱(4)通過變速箱夾具(16)固定設(shè)置在測試平臺上；分別設(shè)置驅(qū)動單元和加載單元，所述驅(qū)動單元是以驅(qū)動電機(1)為動力源，驅(qū)動電機(1)的輸出軸與變速箱輸入軸(28)聯(lián)接；所述加載單元是以左加載電機(6)提供左側(cè)加載力矩，左加載電機(6)通過變速箱左傳動軸(10)與變速箱左輸出軸(29)聯(lián)接；以右加載電機(7)為提供右側(cè)加載力矩，右加載電機(7)通過變速箱右傳動軸(9)和變速箱右輸出軸(30)聯(lián)接；在所述驅(qū)動電機(1)、左加載電機(6)和右加載電機(7)的輸出軸上分別串聯(lián)設(shè)置驅(qū)動單元扭矩傳感器(2)、左加載扭矩傳感器(5)和右加載扭矩傳感器(8)；設(shè)置離合器執(zhí)行機構(gòu)(14)，以所述離合器執(zhí)行機構(gòu)(14)中油壓可控的輸出油路(15)為分離軸承(34)提供分離液壓動力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用分離軸承測試臺，其特征是在所述測試臺上設(shè)置分動器 加載單元，所述分動器加載單元是以分動器加載電機(13)通過分動器傳動軸(11)與分動 器聯(lián)接，在所述分動器加載電機(13)的輸出軸上串聯(lián)設(shè)置分動器扭矩傳感器(12)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用分離軸承測試臺，其特征是所述離合器執(zhí)行機構(gòu)(14) 的結(jié)構(gòu)設(shè)置是由立柱(21)和機構(gòu)平臺(35)構(gòu)成"L "型臺架，離合器操作機構(gòu)(22)通 過離合器安裝板固定設(shè)置在立柱(21)上朝向機構(gòu)平臺(35)所在的一側(cè)，離合桿(23)呈 懸置，離合桿桿端的離合器踏板(24)懸置于機構(gòu)平臺(35)的上方；在所述機構(gòu)平臺上， 固定設(shè)置氣壓可控的無桿氣缸(27)，固聯(lián)在無桿氣缸上的作動板(25)抵壓在離合器踏板(24)的踏壓面上。
專利摘要車用分離軸承測試臺，其特征是設(shè)置安裝有待測分離軸承的離合器于車用變速箱中，車用變速箱通過變速箱夾具固定設(shè)置在測試平臺上；分別設(shè)置驅(qū)動單元和加載單元；設(shè)置離合器執(zhí)行機構(gòu)，以其油壓可控的輸出油路為分離軸承提供分離液壓動力。本實用新型可以滿足分離軸承疲勞壽命測試的要求，并且安裝簡易、布置方便、控制可靠，可以較為真實地反映分離軸承在整車行駛中使用壽命。
文檔編號G01M13/04GK201413234SQ200820186089
公開日2010年2月24日 申請日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者任永強, 軍 劉, 林巨廣, 趙志軍, 炎 馬 申請人:安徽巨一自動化裝備有限公司