一种新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，包括主要由制动器和轮毂构成的单轮测试模块以及动力输出模块，动力输出模块的动力输出端通过半轴与轮毂连接，制动器包括制动底板、促动轮缸和制动鼓，所述制动底板上设有非接触式红外温度传感器，并通过两个联轴器在半轴上设有转矩转速传感器。本实用新型在制动底板上设置非接触式红外温度传感器，安装方便，在制动鼓高速旋转下可测量其内表面温度；随着制动鼓的旋转，可以有效地测量出其内表面不同位置处的温度，采样精度高；同时，基于多体动力学原理在半轴上布置转矩转速传感器可不借助转鼓试验台精确测量制动力矩，具有结构紧凑、成本低的优点。
【专利说明】一种新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置。
【背景技术】
[0002]汽车制动过程中，鼓式制动器之制动蹄摩擦片组件的外表面与制动鼓内表面均受到摩擦力的作用，同时也必伴有温度升高现象，其应力状态表现为既有机械应力又有热应力，即通常所指的热-机耦合。
[0003]制动器热-机耦合的理论分析一般基于动力学与热力学和数值求解软件(如ANSYS等)完成，不言而喻，理论分析与工程实际的吻合程度如何必须借助实验装置进行验证。
[0004]专利号为CN200620098353.0的实用新型专利公开了 “一种机动车鼓式制动器的
温度检测装置”，该装置中接触式温度传感器安装在鼓式制动器的制动蹄与摩擦片之间，此装置并不能测量制动鼓内温度，仅能测试摩擦片内表面单点位置的温度，且工作环境恶劣，测量精度低。
[0005]另一方面，目前测量汽车鼓式制动器的制动力矩一般借助转鼓试验台，并配备测功机才能完成测试，导致成本高。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供一种新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，目的是对制动器在制动过程中的温升数据进行测量。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，包括主要由制动器和轮毂构成的单轮测试模块以及动力输出模块，动力输出模块的动力输出端通过半轴与轮毂连接，制动器包括制动底板、促动轮缸和制动鼓，所述制动底板上设有非接触式红外温度传感器。
[0008]所述制动底板的内侧设有用于安装所述非接触式红外温度传感器的传感器支架。
[0009]所述传感器支架位于所述促动轮缸上方且靠近所述制动鼓的内表面。
[0010]所述动力输出模块的动力输出端与所述半轴之间设有转矩转速传感器。
[0011]所述动力输出模块包括试验台基座，试验台基座上设有电动机和变速器，变速器的输入轴与电动机连接，输出轴通过联轴器与所述转矩转速传感器的一端连接，转矩转速传感器的另一端通过另一联轴器与所述半轴连接。
[0012]所述电动机为Y系列三相异步电动机。
[0013]所述单轮测试模块还包括支架，支架包括水平设置的与所述半轴同轴的中空锥形壳体，中空锥形壳体套在半轴外部，所述制动器和轮毂安装在中空锥形壳体的外部，半轴的端部凸缘伸出中空锥形壳体外与轮毂固定连接。
[0014]所述轮毂通过轴承安装在所述中空锥形壳体上，所述制动底板套在中空锥形壳体上。[0015]所述中空锥形壳体的外端部设有对所述制动鼓轴向定位的锁紧螺母。
[0016]本实用新型的新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，在制动底板上设置非接触式红外温度传感器，安装方便，在制动鼓高速旋转下可测量其内表面温度；随着制动鼓的旋转，可以有效地测量出其内表面不同位置处的温度，采样精度高；另外，通过将转矩转速传感器布置在动力输出模块的动力输出端和半轴之间，同步测量半轴驱动扭矩和轮毂转速，再基于动态静力(矩)平衡原理求出制动力矩，装置简单，与传统的汽车转鼓试验台相t匕，有结构紧凑，占用空间小、成本低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是实施例一的测试装置的结构示意图；
[0018]图2是实施例二的测试装置的结构示意图；
[0019]图3是温度传感器的布置示意图；
[0020]上述图中的标记均为:1、动力输出模块；1A、试验台基座；1B、电动机；1C、离合器；1D、变速器；1E、前联轴器；2、单轮测试模块；2A、半轴；2B、中空锥形壳体；2C、制动底板；2D、传感器支架；2E、制动鼓；2F、轮毂；2G、轴承；2H、锁紧螺母；21、凸缘；2J、螺钉；2K、制动蹄；2L、促动轮缸；2M、后联轴器；2N、右连接板；3A、转矩转速传感器；3B、非接触式红外温度传感器；4、底座台板。
【具体实施方式】
[0021]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
[0022]实施例一
[0023]如图1和图3所示，本实施例的一种新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，包括单轮测试模块2以及动力输出模块I，单轮测试模块2主要由制动器和轮毂2F构成，动力输出模块I用于提供动力，其动力输出端通过半轴2A与轮毂2F连接，制动器包括制动底板2C、促动轮缸2L和制动鼓2E，制动底板2C上设有非接触式红外温度传感器3B，在制动鼓2E高速旋转下可测量其内表面温度，随着制动鼓2E的旋转，可以有效地测量出其内表面不同位置处的温度，采样精度高。
[0024]具体地说，制动底板2C的内侧面上设有用于安装非接触式红外温度传感器3B的传感器支架2D，传感器支架2D位于促动轮缸2L上方且靠近制动鼓2E的内表面，当促动轮缸2L推动制动蹄2K运动，使制动蹄2K与制动鼓2E之间产生摩擦导致制动鼓2E温度上升，制动鼓2E向外发射的红外线辐射能的大小与制动鼓2E本身的温度相对应，非接触式红外温度传感器3B通过接收该红外线并将其具有的辐射能转变成电信号，据此可以测得制动鼓2E的温升数据。
[0025]在本实施例中，本测试装置还包括底座台板4，动力输出模块I和单轮测试模块2安装在底座台板4上。动力输出模块I包括固定安装在底座台板4上的试验台基座1A，试验台基座IA上安装有一台电动机IB和一台变速器1D，变速器ID的输入轴与电动机IB的输出轴通过离合器IC连接，变速器ID的输出轴通过联轴器与半轴2A固定连接。变速器ID上具有操纵杆，电动机IB为Y系列三相异步电动机IB。
[0026]在本实施例中，单轮测试模块2还包括支架，支架包括水平设置的与半轴2A同轴的中空锥形壳体2B和竖直设置的右连接板2N，中空锥形壳体2B通过右连接板2N安装在底座台板4上。中空锥形壳体2B套在半轴2A的外部，制动器和轮毂2F安装在中空锥形壳体2B的外部，半轴2A的端部凸缘21伸出中空锥形壳体2B外与轮毂2F固定连接，凸缘21的轮缘部分开有通孔，用于螺钉2J穿过连接半轴2A和轮毂2F。中空锥形壳体2B在设置时，大径端朝向多档变速器1D，小径端朝向半轴2A的凸缘21。
[0027]轮毂2F通过轴承2G安装在中空锥形壳体2B上，轴承2G有两个，轮毂2F的内外两侧开有沉孔，分别用于安装两个轴承2G。轮毂2F的外端面轮缘部分开有螺纹孔，用于安装螺钉2J。
[0028]制动器为现有技术的自增力式鼓式制动器，如图1和图3所示，制动器主要包括薄圆盘形状的制动底板2C、以内圆柱面为工作表面的制动鼓2E、促动轮缸2L和制动蹄2K。制动鼓2E与轮毂2F固定连接，制动底板2C套在中空锥形壳体2B上并固定，促动轮缸2L固定在制动底板2C上。中空锥形壳体2B的小径端设有外螺纹，在小径端的螺纹处安装有用于对制动鼓2E进行轴向定位的锁紧螺母2H。 [0029]实施例二
[0030]如图2所示，本实施例的一种新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置与实施例一的测试装置的主要区别在于，本实施例的测试装置还包括转矩转速传感器3A，该转矩转速传感器3A是设在动力输出模块I的动力输出端与半轴2A之间，具体地说，变速器ID的输出轴通过前联轴器IE与转矩转速传感器3A的一端连接,转矩转速传感器3A的另一端通过后联轴器2M与半轴2A连接。该转矩转速传感器3A集成了扭矩和转速传感器，内置的非接触式扭矩传感器用于测量半轴2A的驱动扭矩，内置的轮速传感器采用光电齿盘方式测量半轴2A的转速，由于半轴2A与轮毂2F同步旋转，故而可测得轮毂2F转速。
[0031]根据动态静力(矩)平衡原理，即半轴2A的驱动扭矩、系统的惯性力矩和制动器制动力矩存在平衡关系。转矩转速传感器3A测得半轴驱动扭矩M和轮毂转动角速度ω，由加
速度?是ω的数值微分，得加速度
【权利要求】
1.一种新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，包括主要由制动器和轮毂构成的单轮测试模块以及动力输出模块，动力输出模块的动力输出端通过半轴与轮毂连接，制动器包括制动底板、促动轮缸和制动鼓，其特征在于:所述制动底板上设有非接触式红外温度传感器。
2.根据权利要求1所述的新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，其特征在于:所述制动底板的内侧设有用于安装所述非接触式红外温度传感器的传感器支架。
3.根据权利要求2所述的新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，其特征在于:所述传感器支架位于所述促动轮缸上方且靠近所述制动鼓的内表面。
4.根据权利要求2或3所述的新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，其特征在于:所述动力输出模块的动力输出端与所述半轴之间设有转矩转速传感器。
5.根据权利要求4所述的新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，其特征在于:所述动力输出模块包括试验台基座，试验台基座上设有电动机和变速器，变速器的输入轴与电动机连接，输出轴通过联轴器与所述转矩转速传感器的一端连接，转矩转速传感器的另一端通过另一联轴器与所述半轴连接。
6.根据权利要求5所述的新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，其特征在于:所述电动机为Y系列三相异步电动机。
7.根据权利要求6所述的新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，其特征在于:所述单轮测试模块还包括支架，支架包括水平设置的与所述半轴同轴的中空锥形壳体，中空锥形壳体套在半轴外部，所述制动器和轮毂安装在中空锥形壳体的外部，半轴的端部凸缘伸出中空锥形壳体外与轮毂固定连接。
8.根据权利要求7所述的新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，其特征在于:所述轮毂通过轴承安装在所述中空锥形壳体上，所述制动底板套在中空锥形壳体上。
9.根据权利要求8所述的新型汽车鼓式制动器热-机性能测试装置，其特征在于:所述中空锥形壳体的外端部设有对所述制动鼓轴向定位的锁紧螺母。
【文档编号】G01L5/28GK203758672SQ201420082122
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】高洪, 彭煜, 洪峥, 方涛, 纪拓, 樊海波, 于滨 申请人:安徽工程大学