专利名称：轿车变速器换档试验台控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种变速器换档试验台控制系统，特别是一种轿车变速器换档试验台可编程控制器控制系统，用于轿车机械工程领域。
背景技术：
变速器同步器换档性能、寿命试验是考验变速器的一项重要指标，根据《中华人民共和国汽车行业标准》中的“汽车机械式变速器台架试验方法”，编号QC/T 568-1999，变速器同步器换档试验台在试验时应该测量并记录以下参数(1)换档力；(2)同步扭矩；(3)同步转速；(4)同步时间；(5)换档移位；(6)同步器换档次数，并满足换档频率。目前轿车变速器试验室的换档试验台的控制与测量系统，存在参数修改与维修困难的问题，严重影响变速器台架试验的正常运行。
经对现有技术文献的检索发现，至今尚未发现与本发明主题相同或者类似的文献报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种轿车变速器换档试验台控制系统，通过将PLC控制系统应用于变速器同步器换档试验台的试验，测量、记录并修改各类参数，使其达到易操作、易修改、易维护的要求。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括光电开关，反光柱，换档气缸，拉压力传感器，位移传感器，选档气缸，气缸底座，试验变速器，测速盘与测速传感器，变速器输出法兰，变速器安装支架，变速器传动轴，扭矩传感器，惯量盘，变速箱，交流电机，控制柜，波形分析仪。其连接方式如下光电开关设置在气缸底座上，反光柱连接在选、换档气缸后输出杆上，反射光信号。拉压力传感器通过螺纹与换档气缸、试验变速器的选换档杆联接，位移传感器通过螺母与试验变速器的选换档杆相连接，换档气缸和选档气缸、试验变速器的选换档杆相联接，试验变速器设置在变速器安装支架上，通过汽车上的传动轴，把试验变速器的输出法兰和扭矩传感器连接起来，而扭矩传感器、惯量盘、变速箱、电机之间通过传动轴和法兰相连接，控制柜通过电线和光电开关连接，控制柜通过气管和换档气缸、选档气缸连接。波形分析仪通过信号线和拉压力传感器、位移传感器、测速盘与测速传感器相连接。气缸底座包括换档气缸底和选档气缸底座。
本发明引进了控制柜和波形分析仪，交流电机输出转速，通过变速箱来控制转速的大范围变化，加上相当于汽车的惯量盘，然后通过传动轴联接扭矩传感器，测量试验变速器的输出轴转速。利用变速器传动轴使扭矩传感器和试验变速器联接起来。换档气缸、选档气缸和试验变速器的选换档杆相联接，而控制柜控制气缸的动作，来实现实验变速器的换档试验。位移传感器通过螺母与试验变速器的选换档杆相连接，用来测量换档位移。拉压力传感器用来测量换档力，它通过螺纹把换档气缸和试验变速器的选换档杆联接起来。光电开关通过信号线和控制柜连接，通过换档气缸或选档气缸后连接的反光柱，把接收到的光电信号反馈到可编程控制器，使可编程控制器继续下面的程序，使试验继续下去。波形分析仪用来实时监控和记录包括位移、换档力、转速的数据和曲线。是变速器同步器性能的实时反映。
控制分成“手动”与“自动”两种型式，且能自由切换。“手动”与“自动”互锁，“开始”与“停止”互锁。在“手动”的控制状态下，每按一次按钮，可编程控制器根据当前的光电开关的反馈信号，气缸动作一次。
控制柜内设有可编程控制器、固态继电器、电磁阀，各部件通过电路组合在控制柜里。
在“自动”的控制状态下，按下开始按钮。可编程控制器根据当前的光电开关的反馈信号，确定气缸的当前位置。根据现有的信息，程序往下运行。可编程控制器输出信号给控制柜中的固态继电器，固态继电器“常开”触点闭合，然后电磁阀打开，压缩空气进入气缸。控制气缸的前后动作，在换档气缸或选档气缸的后输出杆上安装反光柱，光电开关通过反光柱接收信号，使可编程控制器得到新的反馈信号，确定气缸新的位置。这样，周而复始，使试验顺利进行下去。
在“自动”的控制状态下，交流电机启动，通过法兰带动变速箱，再带动惯量盘，通过传动轴带动扭矩传感器，再通过试验变速器传动轴带动试验变速器。在同一个试验中，试验变速器输出法兰端的速度保持不变，扭矩传感器可以测量试验变速器的输出转速，以此控制试验变速器的转速，并随时可以调整转速。按下开始按钮以后开始整个系统工作，首先可编程控制器根据当前的光电开关的反馈信号，识别换档气缸或选档气缸的当前位置。根据现有的信息，程序往下运行，可编程控制器输出信号给固态继电器，固态继电器“常开”触点闭合，然后电磁阀打开，压缩空气进入换档气缸或选档气缸。控制换档气缸或选档气缸的前后动作，在气缸的后输出杆上安装反光柱，光电开关通过反光柱接收信号，使可编程控制器得到新的反馈信号，确定换档气缸或选档气缸新的位置。这样，周而复始，使试验顺利进行下去。在试验过程中，位移传感器、拉压力传感器、测速盘与测速传感器通过信号线和波形分析仪相连接，用来实时测量、监视换档位移、换档力和实验变速器输入转速的变化。换档气缸或选档气缸，试验换档时就用换档气缸，试验选档时就用选档气缸，看试验的要求。
本发明利用可编程控制系统改造好的试验台具有以下特点、功能系统控制的试验台分成手动与自动两种运行方式，且能自由切换；在试验过程中具有显示、记录试验的换档行程、同步时间、换档力及输入轴转速同步曲线的功能，具有多通道波形显示能力来获得换档过程曲线；换档行程有9.5mm和10.5mm两种可调行程，误差为±0.1mm；具有换档超次报警(在规定时间内没有换档到位，就自动复位，重新进档，连续超过5次没有成功，即停止试验)、油温报警的功能。
图1本发明结构示意中1.光电开关，2.反光柱，3.换档气缸，4.拉压力传感器，5.位移传感器，6.选档气缸，7.选换档杆，8.试验变速器，9.测速盘与测速传感器，10.变速器输出法兰，11.变速器传动轴，12.扭矩传感器，13.传动轴，14.惯量盘，15.法兰，16.变速箱，17.交流电机，18控制柜，19.波形分析仪，20.信号线，21.光电信号线，22.气管，23.气缸底座，24.变速器安装支架。
具体实施例方式
如图1所示，本发明包括光电开关1，反光柱2，换档气缸3，拉压力传感器4，位移传感器5，选档气缸6，试验变速器8，测速盘与测速传感器9，变速器输出法兰10，变速器传动轴11，扭矩传感器12，惯量盘14，变速箱16，交流电机17，控制柜18，波形分析仪19，气缸底座23，变速器安装支架24。其连接方式如下光电开关1设置在气缸底座23上，反光柱2连接在选档气缸6、换档气缸3后输出杆上，拉压力传感器4通过螺纹与换档气缸3、试验变速器8的选换档杆7联接，位移传感器5通过螺母与选换档杆7相连接，换档气缸3和选档气缸6、试验变速器8的选换档杆7相联接，试验变速器8设置在变速器安装支架24上，通过汽车上的变速器传动轴11，把变速器输出法兰10和扭矩传感器12连接起来，扭矩传感器12、惯量盘14、变速箱16、交流电机17相连接，控制柜18和光电开关1、换档气缸3、选档气缸6连接。波形分析仪19和拉压力传感器4、位移传感器5、测速盘与测速传感器9相连接。
惯量盘14、变速箱16、交流电机17之间通过传动轴13和法兰15相连接。
控制柜18通过光电信号线21和光电开关1连接，控制柜18通过气管22和换档气缸3、选档气缸6连接。波形分析仪19通过信号线20和拉压力传感器4、位移传感器5、测速盘与测速传感器9相连接。
气缸底座23包括换档气缸底和选档气缸底座。
控制柜18内设有可编程控制器S7-200、固态继电器KA、电磁阀GF，通过电路组合在控制柜里。
在“自动”的控制状态下，交流电机17启动，通过法兰15带动变速箱16，再带动惯量盘14，通过传动轴13带动扭矩传感器12，再通过试验变速器传动轴带动试验变速器8。在同一个试验中，试验变速器8输出法兰端的速度保持不变，扭矩传感器12可以测量试验变速器8的输出转速，以此控制试验变速器8的转速，并随时可以调整转速。按下开始按钮以后开始整个系统工作，首先可编程控制器S7-200根据当前的光电开关1的反馈信号，识别换档气缸3或选档气缸6的当前位置。根据现有的信息，程序往下运行，可编程控制器S7-200输出信号给固态继电器，固态继电器“常开”触点闭合，然后电磁阀打开，压缩空气进入气缸。控制气缸的前后动作，在气缸的后输出杆上安装反光柱2，光电开关1通过反光柱2接收信号，使可编程控制器S7-200得到新的反馈信号，确定换档气缸3或选档气缸6新的位置。这样，周而复始，使试验顺利进行下去。在试验过程中，位移传感器5、拉压力传感器4、测速盘与测速传感器9通过信号线和AF-550波形分析仪19相连接，用来实时测量、监视换档位移、换档力和实验变速器8输入转速的变化。具体的情况如下表一表一
本发明达到控制目的(1)手动时，自动开始与停止无效。
(2)自动时，才能使开始与停止有效。
(3)在任何位置，自动都能开始与停止。
(4)当自动与手动切换时，气阀保持原先接通与断开方式。
(5)当0→2、0→3超过设定时间还没有到位，就自动复位，重新进档，超过五次没有到位，马上停止试验并输出报警。
权利要求
1.一种轿车变速器换档试验台控制系统，其特征在于，包括光电开关(1)、反光柱(2)、换档气缸(3)、拉压力传感器(4)、位移传感器(5)、选档气缸(6)、试验变速器(8)、测速盘与测速传感器(9)、变速器输出法兰(10)、变速器传动轴(11)、扭矩传感器(12)、惯量盘(14)、变速箱(16)、交流电机(17)、控制柜(18)、波形分析仪(19)、气缸底座(23)、变速器安装支架(24)，其连接方式如下光电开关(1)设置在气缸底座(23)上，反光柱(2)连接在选档气缸(6)、换档气缸(3)后输出杆上，拉压力传感器(4)与换档气缸(3)、试验变速器(8)的选换档杆(7)联接，位移传感器(5)与选换档杆(7)相连接，换档气缸(3)和选档气缸(6)、试验变速器(8)的选换档杆(7)相联接，试验变速器(8)设置在变速器安装支架(24)上，变速器输出法兰(10)和扭矩传感器(12)通过汽车上的变速器传动轴(11)连接，扭矩传感器(12)、惯量盘(14)、变速箱(16)、交流电机(17)相连接，控制柜(18)通过和光电开关(1)、换档气缸(3)、选档气缸(6)连接，波形分析仪(19)和拉压力传感器(4)、位移传感器(5)、测速盘与测速传感器(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的轿车变速器换档试验台控制系统，其特征是，控制柜(18)通过光电信号线(21)和光电开关(1)连接，控制柜(18)通过气管(22)和换档气缸(3)、选档气缸(6)连接，波形分析仪(19)通过信号线(20)和拉压力传感器(4)、位移传感器(5)、测速盘与测速传感器(9)相连接。
3.根据权利要求1所述的轿车变速器换档试验台控制系统，其特征是，扭矩传感器(12)、惯量盘(14)、变速箱(16)、交流电机(17)之间通过传动轴(13)和法兰(15)相连接。
4.根据权利要求1所述的轿车变速器换档试验台控制系统，其特征是，控制柜(18)内设有可编程控制器S7-200、固态继电器KA、电磁阀GF，通过电路组合在控制柜里。
5.根据权利要求1所述的轿车变速器换档试验台控制系统，其特征是，气缸底座(23)包括换档气缸底和选档气缸底座。
全文摘要
一种轿车变速器换档试验台控制系统，用于轿车机械工程领域。本发明中，光电开关设置在气缸底座上，反光柱连接在选档气缸、换档气缸后输出杆上，拉压力传感器与换档气缸、试验变速器的选换档杆联接，位移传感器与选换档杆相连接，换档气缸和选档气缸、试验变速器的选换档杆相联接，试验变速器设置在变速器安装支架上，变速器输出法兰和扭矩传感器通过汽车上的变速器传动轴连接，扭矩传感器、惯量盘、变速箱、交流电机相连接，控制柜通过和光电开关、换档气缸、选档气缸连接，波形分析仪和拉压力传感器、位移传感器、测速盘与测速传感器相连接。本发明采用PLC控制系统，测量、记录并修改各类参数，具有易操作、易修改、易维护的特点。
文档编号G01M13/02GK1603774SQ200410068018
公开日2005年4月6日 申请日期2004年11月11日 优先权日2004年11月11日
发明者杨黎强 申请人:上海汽车股份有限公司