变速器试验系统的制作方法

本实用新型涉及汽车试验技术领域，特别是涉及一种变速器试验系统。

背景技术：

随着人们生活水平的提高和汽车工业的飞速发展，汽车已经成为人们生活不可或缺的交通设备，其中重型汽车，包括重型运输车、各类工程车等，对经济的增长具有重要意义。汽车工业的飞速发展离不开汽车试验技术的发展。汽车试验是指在按照试验大纲及相关标准要求，采用专用的试验设备，在专用的试验场或试验室内或其他专用场地，对整车或者总成部件进行相关测试的过程，也可以根据实际试验需要在常规道路上或者典型地域进行汽车试验。

车辆变速器作为车辆传动系统的重要部件，直接影响着车辆的各项性能指标，是决定车辆品质的重要因素之一。因此，在变速器新产品开发、生产、制造以及维修检测过程中，需要对其进行反复的试验测试。在重型汽车中，机械式变速器仍然是主要的变速器，重载车辆由于其吨位大、发动机功率大、行驶条件恶劣、载荷冲击大等特点，对其变速器提出了更高的要求，因此对变速器的检测也提出了更高的要求。

在重型汽车的机械变速器试验检测过程中，最为常见的检测方法分为实车道路试验和测试台架试验两种。实车道路试验将机械变速器安装于实车上，在各种试验工况以及道路状况下进行试验。这种试验方法直接、准确，但是存在试验周期长、成本高、试验工况难以重现等缺点，主要用于完成前期验证后的产品。测试台架试验是指通过专用测试台架，模拟机械变速器的各项工况对机械变速器进行试验，通过对试验数据的分析获得其各项性能指标。这种试验方法重复性好、效率高、危险性小、试验过程简单，因此得到广泛应用。

但现有技术中的变速器试验系统，大多试验功能单一、自动化程度低，无法满足重型汽车机械变速器试验的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种变速器试验系统，解决现有技术试验功能单一、自动化程度低，无法满足重型汽车机械变速器试验要求的问题。

一种变速器试验系统，包括控制系统、驱动及加载系统、机械传动系统、监控系统，所述驱动及加载系统包括驱动电机、加载电机和变频器，所述驱动电机和所述加载电机用于模拟发动机以作为动力源，所述变速器的输入端通过所述驱动电机进行加载，所述变速器的输出端通过所述加载电机进行加载，所述驱动电机和所述加载电机均采用三相交流异步电机，所述变频器分别与所述驱动电机和所述加载电机电性连接，所述控制系统与所述变频器通讯，所述控制系统用于控制所述驱动电机和所述加载电机以对所述变速器进行驱动和加载，所述监控系统用于对所述驱动电机、所述加载电机及所述变频器进行实时监控，所述机械传动系统包括传动轴、转速扭矩传感器、加载变速箱，所述驱动电机通过所述转速扭矩传感器和所述传动轴与所述变速器的输入端连接，所述加载电机通过所述加载变速箱、所述转速扭矩传感器、所述传动轴与所述变速器的输出端连接。

根据本实用新型提出的变速器试验系统，针对重型汽车严苛的试验要求，在变速器的输入端通过驱动电机进行加载，变速器的输出端通过加载电机进行加载，且驱动电机和加载电机均采用三相交流异步电机，即采用三相交流异步电机模拟发动机作为动力源，更加适应重型汽车变速器的试验要求，避免了传统的发动机作为动力源所带来的振动、噪声等因素的干扰，该变速器试验系统中，通过配置加载变速箱，加载电机通过加载变速箱、转速扭矩传感器、传动轴与变速器输出端相连，因此，在实施时，可以根据设定的载荷对变速器进行加载，满足重型汽车所使用的机械变速器传动比范围较大的要求，在低档位时，输出端扭矩较大，在高档位时，输出端转速较高，能够使加载电机工作在适当的工作区间，且能够适应变速器不同档位工况要求，此外，通过设置监控系统，能够实时对试验情况进行监控，最终能够很好的满足重型汽车机械变速器试验的要求。

另外，根据本实用新型提供的变速器试验系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述驱动电机和所述加载电机均配有编码器，所述编码器用于将转速信号发送至所述变频器。

进一步地，所述控制系统通过PROFIBUS总线与所述变频器通讯。

进一步地，所述转速扭矩传感器安装在所述驱动电机输出端的位置处或所述加载变速箱加载端的位置处。

进一步地，所述变速器试验系统还包括冷却系统，所述冷却系统包括分别用于为所述驱动电机、所述加载电机、所述加载变速箱散热的冷却设备。

进一步地，所述冷却设备采用风冷装置或水冷装置。

进一步地，所述控制系统包括工控机，所述工控机上设有采集卡，所述监控系统包括数据采集组件，所述数据采集组件与所述采集卡通讯，所述数据采集组件包括温度传感器、压力传感器、流量传感器，所述数据采集组件用于采集所述变速器被测试时的温度、压力和流量。

进一步地，所述工控机还包括显示设备，所述显示设备与所述工控机电性连接，所述数据采集组件采集到的数据通过所述工控机发送至所述显示设备进行显示。

进一步地，所述采集卡上设有TCP/IP接口，所述数据采集组件与所述采集卡通过TCP/IP协议进行通讯连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型第一实施例的变速器试验系统的结构框图；

图2是本实用新型第二实施例的变速器试验系统的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实用新型的第一实施例提出的变速器试验系统，用于对变速器200进行试验，这里变速器200主要是指应用与重型车中的机械变速器，所述变速器试验系统包括控制系统、驱动及加载系统、机械传动系统、监控系统。

所述驱动及加载系统包括驱动电机21、加载电机22和变频器23，所述驱动电机21和所述加载电机22用于模拟发动机以作为动力源，具体的，所述变速器200的输入端通过所述驱动电机21进行加载，所述变速器200的输出端通过所述加载电机22进行加载。需要指出的是，变频器23至少包括整流单元、逆变单元，驱动电机21和加载电机22通过所述逆变单元和所述整流单元与系统的电源系统连接。

所述驱动电机21和所述加载电机22均采用三相交流异步电机，且驱动电机和加载电机22采用的电机型号相同，通过采用三相交流异步电机，更适用于重型车中机械变速器的性能试验和疲劳试验的试验要求，相比直接使用发动机作为动力源，本实施例通过驱动电机21和加载电机22模拟发动机以作为动力源，所需的辅助装置更少，且振动、噪声更小。

所述变频器23分别与所述驱动电机21和所述加载电机22电性连接，具体的，所述驱动电机21和所述加载电机22均配有编码器24，所述编码器24用于将转速信号发送至所述变频器23。

所述控制系统与所述变频器23通讯，所述控制系统用于控制所述驱动电机 21和所述加载电机22以对所述变速器200进行驱动和加载。具体在本实施例中，所述控制系统通过PROFIBUS总线与所述变频器23通讯，以控制驱动电机21 和加载电机22实现对变速器200的驱动和加载，具有开放式强、不依赖于设备生产商的优点。

所述控制系统包括工控机11，所述工控机11上设有采集卡12。

所述机械传动系统包括传动轴31、转速扭矩传感器32、加载变速箱33，所述驱动电机21通过所述转速扭矩传感器32和所述传动轴31与所述变速器200 的输入端连接，所述加载电机22通过所述加载变速箱33、所述转速扭矩传感器 32、所述传动轴31与所述变速器200的输出端连接。通过加载变速箱33，在实施时，可以根据设定的载荷对变速器200进行加载，满足重型汽车所使用的机械变速器传动比范围较大的要求，在低档位时，输出端扭矩较大，在高档位时，输出端转速较高，能够使加载电机22工作在适当的工作区间，且能够适应变速器200不同档位工况要求。

此外，本实施例中，所述转速扭矩传感器32可以安装在所述驱动电机21 输出端的位置处或所述加载变速箱33加载端的位置处，能够避免加载变速箱33 的引入带来的试验效果的影响以及更换被试件时反复拆装对转速扭矩传感器32 带来的损害。

所述监控系统用于对所述驱动电机21、所述加载电机22及所述变频器23 进行实时监控。

所述监控系统具体包括数据采集组件41，所述数据采集组件41与所述采集卡12通讯，所述数据采集组件41包括温度传感器411、压力传感器412、流量传感器413，所述数据采集组件41用于采集所述变速器200被测试时的温度、压力和流量。具体的，所述采集卡12上设有TCP/IP接口，所述数据采集组件 41与所述采集卡12通过TCP/IP协议进行通讯连接。在具体实施时，通过在工控机11上配置采集卡12实现监控系统对转速扭矩信号的直接采集。工控机11 可以采用分布式PLC建立底层监控网络实现对设备运行状态的监控以及现场辅助设备，如风机、油泵等的控制；变频器23通过接收控制命令，实现对驱动电机21和加载电机22的直接控制。控制系统和监控系统采用的上位机软件可以采用LabVIEW集成开发环境编写，实现相应的控制。

根据本实用新型提出的变速器试验系统，针对重型汽车严苛的试验要求，在变速器200的加载端通过驱动电机21进行加载，变速器200的驱动端通过加载电机22进行加载，且驱动电机21和加载电机22均采用三相交流异步电机，即采用三相交流异步电机模拟发动机作为动力源，更加适应重型汽车变速器的试验要求，避免了传统的发动机作为动力源所带来的振动、噪声等因素的干扰，该变速器试验系统中，通过配置加载变速箱33，加载电机21通过加载变速箱 33、转速扭矩传感器32、传动轴31与变速器200输出端相连，因此，在实施时，可以根据设定的载荷对变速器200进行加载，满足重型汽车所使用的机械变速器传动比范围较大的要求，在低档位时，输出端扭矩较大，在高档位时，输出端转速较高，能够使加载电机工作在适当的工作区间，且能够适应变速器不同档位工况要求，此外，通过设置监控系统，能够实时对试验情况进行监控，最终能够很好的满足重型汽车机械变速器试验的要求。

请参阅图2，本实用新型的第二实施例提出的变速器试验系统，其在第一实施例的基础上进行了改进，本实施例的变速器试验系统还包括冷却系统50，所述冷却系统50包括分别用于为驱动电机21、加载电机22、加载变速箱33散热的冷却设备。所述冷却设备可以采用风冷装置或水冷装置。由于试验系统功率大、试验运行时间长，因此，为驱动电机21、加载电机22、加载变速箱33配备冷却设备，能够保证试验系统正常的运行。

本实施例中，工控机11还包括显示设备13，所述显示设备13与所述工控机11电性连接，所述数据采集组件41采集到的数据通过所述工控机11发送至所述显示设备13进行显示，显示设备13例如可以采用液晶显示器，便于操作者查看。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。