专利名称：汽车手动变速器试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种试验设备，具体涉及一种汽车手动变速器试验装置。
背景技术：
汽车变速器是汽车的一个关键总成，其性能的好坏直接影响到汽车的动力性、经济性和可靠性。为此，我国相关标准《QC / T568-1999汽车机械式变速器台架试验方法》和 《GB5372-85汽车变速器修理技术条件》中对汽车变速器定型试验、新产品出厂检验及维修出厂检验的技术要求都做了相应的规定，并且明确要求进行台架试验。但是，我国目前只有规模较大的变速器生产厂拥有专业的变速器试验台。目前国内外产品从形式上分可分为开放功率流式(简称为“开式”)和封闭功率流式(简称为“闭式”)两大类。变速器生产厂使用的试验设备按反馈形式可分为电封闭和机械封闭两类。机械封闭式需要增加陪试变速器、 传动箱和加载器等一系列机械部件、结构复杂、噪声大、传动效率低、能量损耗大，运转中不易改变载荷，力矩不易控制，试验性能不够稳定，通用性较差。电封闭式试验台的电能要返回电网，对电气设备运行的同步、同相的要求较高，电气设备复杂。这些设备结构和系统复杂，附属设备多，需专用实验室安置，且造价高。闭式试验台常用于变速器制造公司，用于耗时较长的寿命试验。而对于变速器维修厂，要求修后的变速器换挡时齿轮啮合灵活，互锁、 自锁、倒档锁装置有效，不得有乱档和自行跳档现象，运行中无异响。无需进行寿命试验，一般采用开式试验台。目前维修厂中使用的均为普通电机驱动，无加载装置或功率吸收装置， 只能对变速器进行短时磨合和空载换档试验。这类试验设备，试验结果无数据支持，试验功能限制较多，实际效果不能满足现代变速器维修的需要。这种状况造成了手动变速器维修中的返修率高，工时、材料浪费等情况，并使得维修水平停滞不前。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽车手动变速器试验装置，通过测控系统对车辆行驶阻力进行控制，模拟变速器的实际运行工况，并实时采集处理运行和测试参数，实现量化分析，根据选定的试验项目和程序进行测试并生成测试结果，进而对变速器的性能作出评价，从而降低手动变速器的返修率，减少工时、材料的浪费，提高维修水平。本实用新型的技术方案一种汽车手动变速器试验装置，它包括变频电机、电磁离合器、传动轴、输入端联轴器、输入端连接轴、机架、输出端连接轴、输出端联轴器、电涡流机、拉压力传感器、输出轴转速传感器、平台、导轨、滑块、力臂、调节螺栓、步进电机、齿轮箱、丝杠、输入轴转速传感器、变速器连接板和控制柜，机架上设置有变频电机、电涡流机加载装置，变频电机的轴端设置有一个电磁离合器，电磁离合器的一端通过传动轴与输入轴联轴器连接，输入轴联轴器的另一端与输入端连接轴连接，传动轴上设置有输入轴转速传感器；电涡流机加载装置的电涡流机转子轴通过轴承、轴承座、支架固定在平台上，电涡流机转子轴一端通过输出端联轴器与输出端连接轴连接，另一端设置有输出轴转速传感器； 电涡流机定子两侧均与力臂连接，一侧的力臂与拉压力传感器连接，另一侧的力臂上设置有调节螺栓；平台下设置有两组滑块，两组滑块设置在两个导轨上，平台与丝杠连接，丝杠通过齿轮箱与步进电机连接，变速器通过变速器连接板与机架连接，控制柜通过光缆与变频电机连接；控制柜的正面设置有变频器、打印机、工业控制计算机、键盘鼠标、显示器和操作面板，工业控制计算机与打印机、键盘鼠标、显示器连接；操作面板上设置有动力电源接通按钮、动力电源关闭按钮、电机调速旋钮、变频器设置面板、动力换向开关、加载电压表、 加载电流表、电源开关、电磁离合器开关、加载调节旋钮和电磁离合器控制方式转换开关； 控制柜的后面设置有电源、加载控制单元、信号采集端子板、数据采集处理卡、转速信号处理单元，电源与加载控制单元、信号采集端子板、数据采集处理卡、转速信号处理单元连接； 电源开关与电磁离合器、打印机、工业控制计算机、电源和加载控制单元连接，变频电机与变频器连接，变频器与动力电源接通按钮和动力电源关闭按钮、电机调速旋钮、变频器设置面板、动力换向开关连接；电磁离合器与电磁离合器开关、电磁离合器控制方式转换开关连接，加载调节旋钮与加载控制单元、加载电压表、加载电流表、信号采集端子板连接，信号采集端子板与数据采集处理卡连接，转速信号处理单元通过数据采集处理卡与工业控制计算机连接。本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果( 1)采用风冷式电涡流机作加载装置，并设计了加载扭矩测试装置，实现了连续定量加载和输出扭矩测试；(2)应用传感器、单片机和工业控制计算机技术进行数据采集处理，实现了数据的自动化处理和检测指标的数字化；(3)设计了步进电机驱动的位置调整机构，既能适应不同型号变速器测试要求，又提高了整机的自动化程度；(4)将电磁离合器应用于试验台，动作柔和、操作方便；(5)动力输入连接装置设计科学合理，既解决了变速器安装时的对中问题，又简化了结构。(6)专用测试软件实现了人机对话，便于操作，易于升级，具有数字、曲线、模拟二次仪表等多种显示方式，可自动生成测试报表，并随时查询历史测试数据；(7)可实时测试转速、速比、实际车速、输出扭矩、输出功率、传动效率、温度和振动等参数值。(8)通过测控系统对车辆行驶阻力进行控制，模拟变速器的实际运行工况，并实时采集处理运行和测试参数，实现量化分析，根据选定的试验项目和程序进行测试并生成测试结果，进而对变速器的性能作出评价，从而降低手动变速器的返修率，减少工时、材料的浪费，提高维修水平。
图1是本实用新型的主视图；图2是本实用新型的俯视图；图3是本实用新型的右视图；图4本实用新型中控制柜的结构示意图；图5是图4的后视图；[0019]图6本实用新型中数据采集处理系统的结构方框图；图7本实用新型中测控软件模块的结构方框图；图8本实用新型的电路方框图。
具体实施方式
一种汽车手动变速器试验装置，它包括变频电机1、电磁离合器2、传动轴3、输入端联轴器4、输入端连接轴5、机架6、输出端连接轴7、输出端联轴器8、电涡流机9、拉压力传感器10、输出轴转速传感器11、平台12、导轨13、滑块14、力臂15、调节螺栓16、步进电机 17、齿轮箱18、丝杠19、输入轴转速传感器20、变速器连接板21和控制柜22，如图1、图2、 图3所示，机架6上设置有变频电机1、电涡流机加载装置，变频电机1的轴端设置有一个电磁离合器2，电磁离合器2的一端通过传动轴3与输入轴联轴器4连接，输入轴联轴器4的另一端与输入端连接轴5连接，传动轴3上设置有输入轴转速传感器20 ；电涡流机加载装置的电涡流机9转子轴通过轴承、轴承座、支架固定在平台12上，电涡流机9转子轴一端通过输出端联轴器8与输出端连接轴7连接，另一端设置有输出轴转速传感器11 ；电涡流机 9定子两侧均与力臂15连接，一侧的力臂15与拉压力传感器10连接，另一侧的力臂15上设置有调节螺栓16，调节螺栓16调节自由间隙以保护拉压力传感器10 ；平台12下设置有两组滑块14，两组滑块14设置在两个导轨13上，平台12与丝杠19连接，丝杠19通过齿轮箱18与步进电机17连接，平台12在导轨13上可做直线往复运动，变速器通过变速器连接板21与机架6连接，控制柜22通过电缆与变频电机1连接；试验时，变速器安装于变速器连接板21上，输入端连接轴5与变速器输入轴连接，输出轴与输出端连接轴7连接。变频电机1驱动电磁离合器2、传动轴3、输入端联轴器4、输入端连接轴5、变速器输入轴旋转， 电涡流机9通过输出端联轴器8、输出端连接轴7给变速器输出轴施加反向阻力。电磁离合器2用于接通或切断动力传递。输入端转速传感器11用于表征变速器输入轴5的转速， 而设置于电涡流机9上的输出轴转速传感器11和拉压力传感器10用来表征变速器输出轴转速和加载阻力。如图4、图5所示，控制柜22的正面设置有变频器23、打印机M、工业控制计算机25、键盘鼠标沈、显示器32和操作面板，工业控制计算机25与打印机M、键盘鼠标沈、显示器32连接；操作面板上设置有动力电源接通按钮27、动力电源关闭按钮28、电机调速旋钮四、变频器设置面板30、动力换向开关31、加载电压表33、加载电流表34、电源开关35、电磁离合器开关36、加载调节旋钮37和电磁离合器控制方式转换开关38 ；控制柜 22的后面设置有电源39、加载控制单元40、信号采集端子板41、数据采集处理卡42、转速信号处理单元43，电源39与加载控制单元40、信号采集端子板41、数据采集处理卡42、转速信号处理单元43连接；电源开关35与电磁离合器2、打印机对、工业控制计算机25、电源39和加载控制单元40连接，变频电机1与变频器23连接，变频器23与动力电源接通按钮27和动力电源关闭按钮28、电机调速旋钮四、变频器设置面板30、动力换向开关31连接；电磁离合器2与电磁离合器开关36、电磁离合器控制方式转换开关38连接，加载控制单元40与加载调节旋钮37、加载电压表33、加载电流表34、信号采集端子板41连接，信号采集端子板41与数据采集处理卡42连接，转速信号处理单元43通过数据采集处理卡42 与工业控制计算机25连接。电源开关35为各硬件的供电电源开关，为工业控制计算机25、 打印机对、加载控制单元40、电磁离合器2和电源39提供电源，电源39为输入/输出端子板41、数据采集处理卡42、转速信号处理单元43提供低压电源。变频电机1由变频器23 驱动，驱动电源由动力电源接通按钮观和动力电源关闭按钮27控制，控制参数通过变频器设置面板30设定，电机调速旋钮四用于电机转速的调节控制，动力换向开关31可设定电机的旋转方向。电磁离合器2的接通和切断由电磁离合器开关36控制，也可采用线控方式控制，控制方式的转换由电磁离合器控制方式转换开关38选择。加载控制单元40提供手动和自动两种控制方式，旋转加载调节旋钮37即可实现加载电流的手动控制，加载电压表 33、加载电流表34同时显示加载电压和电流值；加载控制电流也可由内置于工业控制计算机的测控软件给定，并通过数据采集处理卡42和信号采集端子板41输出给加载控制模块， 实现加载电流的控制，加载电压表33、加载电流表34同时显示加载电压和电流值。信号采集端子板42负责信号的输入和输出，转速信号处理单元43负责转速信号的调理，数据采集处理卡42负责数据的采集和模/数、数/模等转换处理，显示器32负责测控软件各界面的显不。如图6所示，传感器、信号采集端子板41、数据采集处理卡42和工业控制计算机 25组成数据采集处理系统，装在试验台架上的转速和拉压力传感器10将表征被测变速器的输入、输出转速和加载阻力信号取出，转速信号经转速信号处理单元通过RS232串行通讯接口进入工业控制计算机25，拉力传感器10采集到的信号通过信号采集端子板41进入数据采集处理卡42进行处理；从被测变速器上采集的变速器油温信号通过信号采集端子板41进入数据采集处理卡42，振动测试仪采集的振动信号通过RS232串行通讯接口进入工业控制计算机25。置于工业控制计算机25中的数据采集处理卡42将各种模拟信号和模拟脉冲信号转换为处理器可识别的数字信号。工业控制计算机25从数据采集处理卡42获得各种参数的数据，并通过其输出控制信号。电涡流机9加载控制电流的控制可由工业控制计算机25自动控制，也可以由控制柜22上的旋钮和开关手动控制。加载控制电压由内置于工业控制计算机25的测控软件或控制按钮给定，并通过数据采集卡和端子板输出给加载控制模块，实现加载电流的控制。变频器23和电磁离合器2的控制由控制柜上的相应旋钮或开关控制。图7所示，测控软件由登录模块、主控模块、检测控制模块、数据库模块、标定模块、输入/输出模块组成。主控模块负责各模块间的协调和控制；登录模块负责用户基本信息、变速器信息的输入和存储；输入输出模块负责与数据采集硬件传来的数字信号进行通讯，以显示或打印的方式输出数据和曲线，与外接设备联机或者通过局域网与其他设备和网络协同工作；检测控制模块负责变速器试验的试验项目分类与测试过程的程序控制；数据库模块负责各种登录信息、检测信息、检测结果的统一存储和调用；标定模块负责设备台架与参数精度的定期标定；升级模块提供升级接口，便于软件和数据库的整体版本升级。
权利要求1. 一种汽车手动变速器试验装置，它包括变频电机(1)、电磁离合器(2)、传动轴(3)、 输入端联轴器(4)、输入端连接轴(5)、机架(6)、输出端连接轴(7)、输出端联轴器(8)、电涡流机(9)、拉压力传感器(10)、输出轴转速传感器(11)、平台(12)、导轨(13)、滑块(14)、力臂(15)、调节螺栓(16)、步进电机(17)、齿轮箱(18)、丝杠(19)、输入轴转速传感器(20)、 变速器连接板(21)和控制柜(22 )，其特征是机架(6 )上设置有变频电机(1)、电涡流机加载装置，变频电机(1)的轴端设置有一个电磁离合器(2)，电磁离合器(2)的一端通过传动轴 (3)与输入轴联轴器(4)连接，输入轴联轴器(4)的另一端与输入端连接轴(5)连接，传动轴(3)上设置有输入轴转速传感器(20);电涡流机加载装置的电涡流机(9)转子轴通过轴承、轴承座、支架固定在平台(12)上，电涡流机(9)转子轴一端通过输出端联轴器(8)与输出端连接轴(7)连接，另一端设置有输出轴转速传感器(11);电涡流机(9)定子两侧均与力臂(15)连接，一侧的力臂(15)与拉压力传感器(10)连接，另一侧的力臂(15)上设置有调节螺栓(16);平台(12)下设置有两组滑块(14)，两组滑块(14)设置在两个导轨(13)上，平台(12)与丝杠(19)连接，丝杠(19)通过齿轮箱(18)与步进电机(17)连接，变速器通过变速器连接板(21)与机架(6 )连接，控制柜(22 )通过电缆与变频电机(1)连接；控制柜(22 ) 的正面设置有变频器(23)、打印机(24)、工业控制计算机(25)、键盘鼠标(26)、显示器(32) 和操作面板，工业控制计算机(25)与打印机(24)、键盘鼠标(26)、显示器(32)连接；操作面板上设置有动力电源接通按钮(27)、动力电源关闭按钮(28)、电机调速旋钮(29)、变频器设置面板(30)、动力换向开关(31)、加载电压表(33)、加载电流表(34)、电源开关(35)、电磁离合器开关(36 )、加载调节旋钮(37 )和电磁离合器控制方式转换开关(38 )；控制柜(22 ) 的后面设置有电源(39)、加载控制单元(40)、信号采集端子板(41)、数据采集处理卡(42)、 转速信号处理单元(43)，电源(39)与加载控制单元(40)、信号采集端子板(41)、数据采集处理卡(42)、转速信号处理单元(43)连接；电源开关(35)与电磁离合器(2)、打印机(24)、 工业控制计算机(25 )、电源(39 )和加载控制单元(40 )连接，变频电机(1)与变频器(23 )连接，变频器(23)与动力电源接通按钮(27)和动力电源关闭按钮(28)、电机调速旋钮(29)、 变频器设置面板(30)、动力换向开关(31)连接；电磁离合器(2)与电磁离合器开关(36)、电磁离合器控制方式转换开关(38 )连接，加载调节旋钮(37 )与加载控制单元00)、加载电压表(33)、加载电流表(34)、信号采集端子板(41)连接，信号采集端子板(41)与数据采集处理卡(42 )连接，转速信号处理单元(43 )通过数据采集处理卡(42 )与工业控制计算机(25 ) 连接。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车手动变速器试验装置，机架上设置有变频电机，变频电机的轴端设置有一个电磁离合器，电磁离合器的一端与输入轴联轴器连接，输入轴联轴器的另一端与输入端连接轴连接，传动轴上设置有输入轴转速传感器；电涡流机固定在平台上，电涡流机转子轴一端通过输出端联轴器与输出端连接轴连接，另一端设置有输出轴转速传感器；电涡流机定子一侧的力臂与拉压力传感器连接，另一侧的力臂上设置有调节螺栓；平台下设置有滑块，滑块设置在导轨上，平台与丝杠连接，丝杠通过齿轮箱与步进电机连接，变速器通过变速器连接板与机架连接，控制柜通过电缆与变频电机连接。本实用新型可对手动机械式变速器进行不解体台架试验，试验结果可作为其性能评价的依据。
文档编号G01M13/02GK202110062SQ20112020857
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者庞夺峰, 温金中, 王文君, 鹿建平 申请人:山西省交通科学研究院