一种活齿无级变速器的试验台架及其启动控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种活齿无级变速器的试验技术，具体涉及一种活齿无级变速器系统性能研究及优化的试验台架。
【背景技术】
[0002]在机械领域中齿轮传动是应用非常广泛的一种传动机构，但是这种机构制造精度和安装精度高，其传动比固定，无法实现无级变速。随着科技的迅猛发展，无级变速器作为较为理想的变速器，在汽车行业得到普遍应用。专利200580039668.6 (滑片变形齿无级啮合活齿轮，授权公告日:2009年6月10日，授权公告号:CN 100498006C)中介绍了一种滑片变形活齿无级啮合活齿轮装置，活齿无级变速装置是建立在活齿啮合理论基础上的一种新型无级变速器，这种活齿无级变速器是一种非摩擦式变形活齿无级变速传动装置，它改变了传统无级变速摩擦/牵引传动方式，突破了无级变速固有的功率/效率屏障，可以实现大功率、高效率传递动力。
[0003]但是这种传统滑片变形活齿无级变速器还存在很大缺陷，即在起步阶段离心力不足以使从动轮的滑片甩出时，会产生金属齿形链与从动轮的打滑现象。链条打滑会造成链条和从动轮之间的磨损，减少装置使用寿命，严重时会造成装置无法启动。
【发明内容】
[0004]专利200580039668.6中提出了一种活齿无级变速传动装置，但该装置在起步阶段存在打滑问题，为了解决该问题本发明设计出一种活齿无级变速器的试验台架，设计的传动系统能从根本上解决活齿无级变速器的启动问题；另外，该台架能实现发动机与电机的混合动力系统的试验研究以及活齿无级变速器性能的试验研究。因此，本发明是针对于活齿无级变速器的启动问题及性能测试而提出的一种功能完善、结构紧凑的系统性能测试试验台架。
[0005]一种活齿无级变速器的试验台架，其特征在于:依次包括发动机1、转速转矩传感器3、第一电磁离合器4、活齿无级变速器5、第二电磁离合器6、测功机7，以上各部件两两之间通过联轴器连接。
[0006]另外电机8通过联轴器连接到活齿无级变速器5的一个输入轴，控制器9分别连到发动机1和电机8。
[0007]其中活齿无级变速器5包括两个输入轴、一个输出轴以及一对活齿轮；两个输入轴分别是:与第一电磁离合器4连接的是活齿无级变速器5的主动轴输入轴；和电机连接的是活齿无级变速器的从动轴输入轴。
[0008]应用所述试验台架的方法，其特征在于:在活齿无级变速器运行前，第一电磁离合器接合，第二电磁离合器断开，使传动系统处于空载状态；在发动机运行时，同时控制电机转速为活齿无级变速器的从动轮提供转速，电机转速从零增加直至从动轮滑片在离心力的作用下能够甩出活齿槽并与金属齿形链的链齿完成啮合，当从动轮啮合稳定后接合第二电磁离合器，使传动系统输出功率。
[0009]本发明提出的活齿无级变速器的试验台架包括发动机、电机、转速转矩传感器、电磁离合器、测功机以及活齿无级变速器等主要部件。其中转速转矩传感器安装在发动机与活齿无级变速器主动轮输入轴之间，电磁离合器安装在发动机与活齿无级变速器之间以及活齿无级变速器与测功机之间，电机与活齿无级变速器从动轴的输入端相连，活齿无级变速器从动轮的输出轴与测功机相连，各部件之间通过联轴器连接。
[0010]本发明设计的活齿无级变速器的试验台架中，电机一方面作为起步电机，即在活齿无级变速器运行的起步阶段，给从动轮提供与主动轮相匹配的转速，从而使从动轮在起步阶段具有足以使滑片甩出的离心力，完成活齿与金属齿形链的啮合，从根本上解决活齿无级变速器起步阶段打滑的问题；另一方面作为动力驱动装置来构成发动机和电机的混合动力驱动系统。
[0011]综上所述，本发明具有如下特点:本发明提出了一种活齿无级变速器的试验台架及其启动控制方法，该装置能够解决传统活齿无级变速器起步阶段打滑的缺陷，保证装置的平稳启动并减少金属齿形链与锥轮间的磨损，延长装置使用寿命；本发明实现了一种混合动力系统的试验台架，活齿无级变速器可作为混合动力系统的功率耦合器，该功率耦合器在实现无级调速的同时可输出大转矩，兼具了齿轮变速器和摩擦式传动无级变速器的优点。
【附图说明】
[0012]图1为活齿无级变速器试验台架的结构组成示意图。
[0013]其中:
[0014]1、发动机2、联轴器
[0015]3、转速转矩传感器4、第一电磁离合器
[0016]5、活齿无级变速器6、第二电磁离合器
[0017]7、测功机8、电机
[0018]9、控制器
【具体实施方式】
[0019]本发明的实施例如图1所示。
[0020]本发明设计的活齿无级变速器的试验台架主要包括发动机、转速转矩传感器、电磁离合器、联轴器、活齿无级变速器、测功机、电机及控制器。发动机与活齿无级变速器主动轮的输入轴之间通过第一电磁离合器相连，并在发动机与第一电磁离合器之间布置有转速转矩传感器，活齿无级变速器输出轴与测功机之间通过第二电磁离合器相连，电机与活齿无级变速器从动轮的输入轴相连，发动机与电机通过控制器控制。
[0021]本发明在该试验台架的基础上提出了一种活齿无级变速器的启动控制方法，即在活齿无级变速器运行前，第一电磁离合器接合，第二电磁离合器断开，使传动系统处于空载状态，在发动机运行时，同时控制电机为活齿无级变速器的从动轮提供一定的转速，使得从动轮的滑片在离心力的作用下能够甩出活齿槽并与金属齿形链的链齿完成啮合，以此来解决启动过程金属齿形链与从动轮的打滑问题，而电机提供给从动轮的转速应为能使从动轮滑片甩出所需的最小转速，即电机输出转速应逐渐增加，当从动轮滑片完成啮合后电机可不再提供转速。当从动轮啮合稳定，能平稳输出转矩时，接合第二电磁离合器，使传动系统输出功率。
[0022]另外，本发明通过驱动电机为活齿无级变速器的从动轮提供一定的转速，来解决启动过程中从动轮与金属齿形链的打滑问题，这种传动结构同时构成了发动机和电机的混合动力系统，活齿无级变速器作为可变速比的功率耦合器来进行发动机和电机的动力耦合，在运行平稳后电机仍可作为驱动装置来为系统提供动力。
【主权项】
1.一种活齿无级变速器的试验台架，其特征在于:依次包括发动机、转速转矩传感器、第一电磁离合器、活齿无级变速器、第二电磁离合器、测功机，以上各部件两两之间通过联轴器连接； 另外电机通过联轴器连接到活齿无级变速器的一个输入轴，控制器分别连到发动机和电机； 其中活齿无级变速器包括两个输入轴、一个输出轴以及一对活齿轮；两个输入轴分别是:与第一电磁离合器连接的是活齿无级变速器的主动轴输入轴；和电机连接的是活齿无级变速器的从动轴输入轴。2.应用如权利要求1所述试验台架的方法，其特征在于:在活齿无级变速器运行前，第一电磁离合器接合，第二电磁离合器断开，使传动系统处于空载状态；在发动机运行时，同时控制电机转速为活齿无级变速器的从动轮提供转速，电机转速从零增加直至从动轮滑片在离心力的作用下能够甩出活齿槽并与金属齿形链的链齿完成啮合，当从动轮啮合稳定后接合第二电磁离合器，使传动系统输出功率。
【专利摘要】一种活齿无级变速器的试验台架涉及活齿无级变速器技术领域。其包括发动机、转速转矩传感器、第一电磁离合器、活齿无级变速器、第二电磁离合器、测功机，以上各部件两两之间通过联轴器连接；电机通过联轴器连接到活齿无级变速器的一个输入轴，控制器分别连到发动机和电机。电机一方面在活齿无级变速器运行的起步阶段，给从动轮提供与主动轮相匹配的转速，从而使从动轮在起步阶段具有足以使滑片甩出的离心力，完成活齿与金属齿形链的啮合，从根本上解决活齿无级变速器起步阶段打滑的问题；另一方面作为动力驱动装置来构成发动机和电机的混合动力驱动系统。整个试验系统功能完善、布置紧凑、测试方案简单，易于控制和实现。
【IPC分类】G01M13/02, G05B19/04
【公开号】CN105258944
【申请号】CN201510742875
【发明人】冯能莲, 米磊, 陈龙科, 王军, 张春强
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月4日