专利名称：自动微调可变转动惯量式飞轮系统的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车性能检测设备，特别涉及一种自动微调可变转动惯量式飞轮系统。利 用其四个质量块所组成的飞轮的半径的变化来改变飞轮的转动惯量；使飞轮的转动惯量在 200kg nf—500kg nf之间微量变化，储存汽车行驶时的动能实现对滑行距离的测试，并 据此判断汽车传动系及行驶系统的阻力；模拟汽车道路行驶时的惯性质量，实现汽车在多 工况下的排放检测。
背景技术：
许多汽车台架试验系统(如汽车ABS/ASR试验台、汽车动力试验台、汽车制动器试验台、 汽车变速器同步器试验台等)，为了保证试验条件和实际工况的一致性，采用调速电机作 为发动机和负载转速的模拟，采用惯性轮进行实际系统中汽车的惯量模拟。这些试验系统 中的大质量飞轮不仅造成设备结构庞大，而且测试不同类型的汽车时，系统惯量调整困难， 尤其是不能做到飞轮的惯量无级调整，造成试验误差大。发明内容本发明的目的是为克服现有汽车性能检测设备惯性飞轮组系统模拟精度不高，不能适 应转动惯量微量调整等问题，提供一种结构简单，所占空间小，模拟精度高的自动微调可 变转动惯量式飞轮系统。本发明的目的的实现，结合图说明如下一种自动微调可变转动惯量式飞轮系统，主要由飞轮半径调整端半轴管装置A、飞轮 装置B、传力端半轴管装置C和支撑装置D组成，所说的飞轮半径调整端半轴管装置A和 传力端半轴管装置C固定连接在飞轮装置B的两侧，并与飞轮装置一起由支撑装置D支撑， 飞轮半径调整端半轴管装置A为飞轮装置B提供调整动力，所说的飞轮装置B通过分体式 质量块组成的圆周的半径的变化来改变飞轮的转动惯量，所说的传力端半轴管装置C为了 实现动力的输入。飞轮系统的转动惯量的变化与质量块在丝杠上的位移量有关，位移量由传感器精确测 量得到。所说的飞轮半径调整端半轴管装置A中，电机1与减速器2连接，减速器2由减速器 支撑弯板3固定，减速器2的输出端通过离合器4与调整轴12连接，制动器结合齿轮环 31与半轴管8连接，半轴管8与飞轮装置B中的分体式飞轮右端盖44连接，调整轴12的 另一端装有锥齿轮9。离合器4用于实现减速器与调整轴的分离与连接。制动器5用于保证飞轮半径一定时， 实现调整轴12与半轴管8结合，飞轮半径发生变化时，实现调整轴12与半轴管8分离。所说的飞轮装置B由丝杠装配体E与分体式左右端盖装配体F组成，丝杠装配体E装 在分体式左右端盖装配体F内，并通过端盖固定螺栓45连接，丝杠装配体E采用四个，每 个丝杠装配体E中的质量块39通过丝杠传动套40、丝杠螺母41和丝杠螺母周向定位锁紧 块42进行周向定位，并可随丝杠33转动沿丝杠33移动；丝杠33内端的丝杠锥齿轮34由 丝杠轴套35和圆螺母进行周向定位，并与调整轴12的锥齿轮9啮合，丝杠33外端通过滚 珠轴承38和丝杠轴承盖36固定在分体式左右端盖上。丝杠锥齿轮34带动丝杠33转动， 实现质量块39的移动。分体式飞轮左右端盖装配体F带动飞轮装配体E转动。所说的传力端半轴管装置C是由外球面轴承座52支撑，联轴器链轮毂48由止动垫圈 47和圆螺母49进行轴向固定，半轴管46与分体式飞轮左端盖43连接。所说的支撑装置D是由轴承座横梁装配体54、变惯量框架始端挡板55、框架盖板56、 飞轮框架后边框槽板57、变惯量框架始末端挡板58和地脚螺栓59组成，三个轴承座横梁 装配体54分别焊接在飞轮框架边框槽板57上。本发明利用其四个质量块所围成的圆周的半径的变化来微量改变系统的转动惯量，模 拟范围为200kg'nf 500 kg'nf，应用于许多汽车台架试验系统，如汽车制动器试验台，汽车变速器同步器试验台等，应用车型主要为轿车。本发明是应用自动化控制手段解决按 车重自动调整飞轮半径，实现精确匹配模拟质量，本发明与以往飞轮组的区别是，能实现 测量范围内的微量调整。该设计结构简单，所占空间小，节省空间50%以上。
图1是自动微调可变转动惯量式飞轮系统示意图；图2是飞轮半径调整端半轴管装置剖视图；图3是离合器示意图；图4是制动器示意图；图5a是飞轮装置的一种状态示意图；图5b是飞轮装置的另一种状态示意图；图6a是丝杠装配体的一个角度示意图；图6b是丝杠装配体的另一个角度示意图；图7是分体式左右端盖装配体；图8是传力端半轴管装置示意图；图9是变惯量飞轮框架装配体示意图；图IO是轴承横梁装配体示意图；图11是自动微调可变转动惯量式飞轮系统主体示意图；图中1.电机2.减速器3.减速器支撑弯板4.离合器5.制动器6.轴承座7. 轴承8.半轴管9.锥齿轮10.螺母ll.止动垫圈12.调整轴13.调整轴套14.制 动盘键15.惯量调整制动盘16.制动器圆周固定板17.离合器滑环18.离合器绝缘环 19.离合器线圈20.离合器齿圈分离弹簧21.离合器分离锁定轴承22.离合器磁轭23.离合器齿环24.离合器结合齿轮环25.制动器线圈 26.制动器磁轭27.轴承28.制 动器齿圈分离弹簧29.制动器分离销30.制动器传力销31.制动器结合齿轮环32.制 动器齿环33.丝杠34.丝杠锥齿轮35.丝杠轴套36.丝杠轴承盖37.定位销38滚 轴承39.质量块40.丝杠传动套4L丝杠螺母42.丝杠螺母周向定位锁紧块43.分 体式飞轮左端盖44.分体式飞轮右端盖45.端盖固定螺栓46.半轴管47.止动垫圈 48.联轴器链轮毂49.圆螺母50.联轴器链轮51.链轮键52.外球面轴承座53.外球 面轴承54.轴承座横梁装配体55.变惯量框架始端挡板56.框架盖板57.飞轮框架后 边框槽板58.变惯量框架始末端挡板59地脚螺栓60.竖梁61轴承座垫62.轴承座 横梁加强板63.地脚横梁加强板64.筋65.轴承座横梁A.飞轮半径调整端半轴管装置B.飞轮装置C.传力端半轴管装置D.支撑装置E. 丝杠装配体F.分体式左右端盖装配体具体实施方式
下面结合附图给出的实施例对本发明结构作进一步详细说明。参照图1， 一种新型的自动微调可变转动惯量式飞轮系统，其由飞轮半径调整端半轴 管装置A、飞轮装置B、传力端半轴管装置C和支撑装置D组成，自动微调可变转动惯量式 飞轮系统主体通过两个轴承座支撑在支撑装置D上。参照图2、 3、 4所述的飞轮半径调整端半轴管装置A是由电机1，减速器2，减速器支 撑弯板3，离合器4，制动器5，轴承座6，轴承7，半轴管8，锥齿轮9，螺母10，止动垫 圈11，调整轴12，调整轴套13，制动盘键14，惯量调整制动盘15和制动器圆周固定板 16组成。离合器4是由离合器滑环17、离合器绝缘环18、离合器线圈19、离合器齿圈分 离弹簧20、离合器分离锁定轴承21、离合器磁轭22、离合器齿环23和离合器结合齿轮环 24组成。制动器5是由制动器线圈25、制动器磁轭26、轴承27、制动器齿圈分离弹簧28、 制动器分离销29、制动器传力销30、制动器结合齿轮环31和制动器齿环32组成。电机1 与减速器2连接，减速器2的输出端与离合器磁轭22之间、离合器结合齿轮环24与调整 轴12之间和制动器结合齿轮环31与半轴管8之间都由键连接，螺母10和止动垫圈11对 制动器5和轴承7进行轴向定位。减速器支撑弯板3用于固定减速器2。离合器3的作用 是实现减速器与调整轴的分离与连接。制动器4的作用是保证飞轮半径一定时，实现调整 轴13与半轴管7结合，飞轮半径发生变化时，实现调整轴13与半轴管7分离。参照图5，所述的飞轮装置B是由四个丝杠装配体E、分体式左右端盖装配体F组成， 四个丝杠装配体E的丝杠轴承盖36分别和分体式左右端盖装配体F由螺栓连接。分体式飞 轮左右端盖装配体F带动飞轮装配体E转动。参照图6， 7所述丝杠装配体E是由丝杠33、丝杠锥齿轮34、丝杠轴套35、丝杠轴承 盖36、定位销37、滚柱轴承38、质量块39、丝杠传动套40、丝杠螺母41和丝杠螺母周 向定位锁紧块42组成。左右端盖装配体F是由分体式飞轮左端盖43、分体式飞轮右端盖 44和端盖固定螺栓45组成。丝杠轴套35与丝杠锥齿轮34接触，丝杠轴套35并对丝杠锥齿轮34进行轴向定位。丝杠33和丝杠螺母41啮合，质量块39由丝杠螺母周向定位锁紧 块41周向固定在丝杠螺母41上，当丝杠锥齿轮34带动丝杠33转动时，丝杠螺母41带动 质量块39沿丝杠33移动。参照图8，所述的传力端半轴管装置C是由半轴管46、止动垫圈47、联轴器链轮毂48、 圆螺母49、联轴器链轮50、链轮键51、外球面轴承座52和外球面轴承53组成。圆螺母 49对联轴器链轮毂48和外球面轴承53进行轴向定位。参照图9， 10支撑装置D是由轴承座横梁装配体54、变惯量框架始端挡板55、框架盖 板56、飞轮框架后边框槽板57、变惯量框架始末端挡板58和地脚螺栓59组成。其中轴承 座横梁装配体54由竖梁60、轴承座垫61、轴承座横梁加强板62、地脚横梁加强板63、筋 64和轴承座横梁65组成。竖梁60焊接在飞轮框架后边框槽板57上，轴承座横梁加强板 62焊接在竖梁60上，筋64焊接在.轴承座横梁加强板62和轴承座横梁65之间参照图11，飞轮半径调整端半轴管装置A中的半轴管8与飞轮装置B中的分体式飞轮 左端盖43连接，传力端半轴管装置C中的分体式飞轮右端盖41连接。这样飞轮半径调整 端半轴管装置A、飞轮装置B和传力端半轴管装置C三者连接在一起。本发明的工作过程是首先，调整飞轮的直径，此时必须保证飞轮在静止状态下调整， 所以，制动器5的线圈25先通电，使制动器磁轭26和制动器齿环32啮合，由于制动器磁 轭26被固定，所以整个制动器5静止，因此半轴管7静止，此时分体式左右端盖装配体F 就静止，不能带动飞轮装置旋转，然后使离合器4结合，由电机1经减速器2后带动离合 器4转动，从而调整轴转动，带动锥齿轮9转动，从而使质量块39沿丝杠33移动，从而 实现飞轮转动惯量的微调。当转动惯量调整完毕后，离合器4和制动器5分别分离，利用 调整后的转动惯量，进行项目的检测。
权利要求
1、一种自动微调可变转动惯量式飞轮系统，主要由飞轮半径调整端半轴管装置(A)、飞轮装置(B)、传力端半轴管装置(C)和支撑装置(D)组成，其特征在于所说的飞轮半径调整端半轴管装置(A)和传力端半轴管装置(C)固定连接在飞轮装置(B)的两侧，并与飞轮装置一起由支撑装置(D)支撑，飞轮半径调整端半轴管装置(A)为飞轮装置(B)提供调整动力，所说的飞轮装置(B)通过分体式质量块组成的圆周的半径的变化来改变飞轮的转动惯量，所说的传力端半轴管装置(C)为了实现动力的输入。
2、 根据权利要求l所述的自动微调可变转动惯量式飞轮系统，其特征在于所说的飞轮 半径调整端半轴管装置(A)中，电机(1)与减速器(2)连接，减速器(2)由减速器支 撑弯板(3)固定，减速器(2)的输出端通过离合器(4)与调整轴(12)连接，制动器结 合齿轮环(31)与半轴管(8)连接，半轴管(8)与飞轮装置(B)中的分体式飞轮右端盖 (44)连接，调整轴(12)的另一端装有锥齿轮(9)。
3、 根据权利要求l所述的自动微调可变转动惯量式飞轮系统，其特征在于所说的飞轮 装置B由丝杠装配体(E)与分体式左右端盖装配体(F)组成，丝杠装配体(E)装在分体 式左右端盖装配体(F)内，并通过端盖固定螺栓(45)连接，丝杠装配体(E)采用四个， 每个丝杠装配体(E)中的质量块(39)通过丝杠传动套(40)、丝杠螺母(41)和丝杠螺 母周向定位锁紧块(42)进行周向定位，并可随丝杠(33)转动沿丝杠(33)移动；丝杠(33)内端的丝杠锥齿轮(34)由丝杠轴套(35)和圆螺母进行周向定位，并与调整轴(12) 的锥齿轮(9)啮合，丝杠(33)外端通过滚珠轴承(38)和丝杠轴承盖(36)固定在分体 式左右端盖上。
4、 根据权利要求l所述的自动微调可变转动惯量式飞轮系统，其特征在于所说的传力 端半轴管装置(C)是由外球面轴承座(52)支撑，联轴器链轮毂(48)由止动垫圈(47)和圆螺母 (49)进行轴向固定，半轴管(46)与分体式飞轮左端盖(43)连接。
5、 根据权利要求l所述的自动微调可变转动惯量式飞轮系统，其特征在于所说的支撑 装置(D)是由轴承座横梁装配体(54)、变惯量框架始端挡板(55)、框架盖板(56)、飞 轮框架后边框槽板(57)、变惯量框架始末端挡板(58)和地脚螺栓(59)组成，三个轴承 座横梁装配体(54)分别焊接在飞轮框架边框槽板(57)上。
全文摘要
本发明属于汽车性能检测设备，特别涉及一种自动微调可变转动惯量式飞轮系统。该系统主要由飞轮半径调整端半轴管装置(A)、飞轮装置(B)、传力端半轴管装置(C)和支撑装置(D)组成，其特征在于所说的飞轮半径调整端半轴管装置(A)和传力端半轴管装置(C)固定连接在飞轮装置(B)的两侧，并与飞轮装置一起由支撑装置(D)支撑，飞轮半径调整端半轴管装置(A)为飞轮装置(B)提供调整动力，所说的飞轮装置(B)通过分体式质量块组成的圆周的半径的变化来改变飞轮的转动惯量，所说的传力端半轴管装置(C)为了实现动力的输入。本发明克服了现有惯性飞轮组系统只能简单分级，不能无级调整，模拟精度不高，不能适应小型汽车进行检测等缺点。
文档编号G01M17/007GK101236133SQ200810050219
公开日2008年8月6日 申请日期2008年1月7日 优先权日2008年1月7日
发明者刘玉梅, 单红梅, 宋年秀, 张立斌, 徐建勋, 戴建国, 朱俊兰, 钱 李, 潘宏达, 建 苏, 苏丽俐, 熔 陈 申请人:吉林大学