发动机台架模拟装置的制作方法

1.本实用新型涉及发动机台架试验领域，特别涉及一种发动机台架模拟装置。


背景技术：

2.随着国家对乘用车排放法规的日趋严格，在整个汽车项目开发的周期中，有关排放优化的工作量越来越大，在整车阶段进行相关的排放参数优化费时费力，成本高昂。因此，在台架阶段就开始基于整车排放循环的优化工作变得越来越重要和迫切。
3.参阅图1所示，当前业内台架实验中，待测试的发动机01与测功机02之间通常采用花键轴或万向轴03直连或连接，即一旦安装完毕，发动机与测功机一直处于连接状态，因为缺少了可控的离合器这一环节，使得发动机在台架上无法真实模拟整车上的起动、怠速及起停功能，也就无法真实复现整车行驶时，发动机的实际工作状态，从而无法有针对性地解决排放循环中可能出现的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型需要解决的技术问题是：如何复现实车驾驶时真实的发动机的起动、怠速及起停等功能，实现基于整车驾驶循环的排放参数优化，从而高效且低成本地解决整车阶段可能遇到的排放不达标的问题。
5.为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种发动机台架模拟装置，其目的在于提供一种台架模拟技术方案，能够在台架试验阶段就能够真实复现整车行驶时发动机的实际工作状态，能够在台架试验阶段就能够对排放进行测量，以在台架试验阶段就能够对排放相关的参数优化，避免在后续的整车试验阶段中还需要进行相关参数优化设计，而在整车试验阶段中进行相关的改动将要花费更多的修改成本，且更加困难。
6.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种发动机台架模拟装置，包含：
7.发动机和测功机，所述发动机具有动力输出轴，所述测功机具有动力测量轴；
8.第一连接器、离合器和第二连接器，所述离合器包含可接合可分离的第一离合部和第二离合部；
9.所述发动机的动力输出轴与所述第一连接器、所述离合器的第一离合部相传动连接；所述离合器的第二离合部与所述第二连接器、所述测功机的动力测量轴相传动连接。
10.优选地，所述发动机台架模拟装置，还包含：变速箱，所述变速箱与所述发动机适配；所述变速箱包含所述第一连接器和所述离合器。
11.优选地，所述离合器还包含液压驱动模块，所述液压驱动模块动作用以带动第一离合部和第二离合部的接合或分离。
12.优选地，所述离合器还包含离合器电子控制单元，所述离合器电子控制单元连接液压驱动模块中电子器件用以控制液压驱动模块的动作。
13.优选地，所述发动机台架模拟装置，还包含：
14.控制器局域网络；
15.试验台控制和数据采集器，所述试验台控制和数据采集器与所述测功机信号连接；
16.发动机电子控制单元，所述发动机电子控制单元与所述发动机信号连接；
17.所述控制器局域网络包含至少三路通信线路；第一通信线路设以试验台控制和数据采集器与发动机电子控制单元之间第一信号连接，第二通信线路设以试验台控制和数据采集器与发动机电子控制单元之间第二信号连接，第三通信线路设以试验台控制和数据采集器与离合器电子控制单元之间第三信号连接。
18.优选地，所述第一信号包含试验台控制和数据采集器向发动机电子控制单元发出的控制发动机负荷的信号，以及试验台控制和数据采集器和发动机电子控制单元之间的测量信号。
19.优选地，所述第二信号包含试验台控制和数据采集器向发动机电子控制单元发出的控制发动机模拟车辆档位及车速的信号。
20.优选地，所述第三信号包含试验台控制和数据采集器向离合器电子控制单元发出的离合器控制状态的信号。
21.与现有技术相比，本实用新型提供了一种发动机台架模拟装置，包含：发动机和测功机，所述发动机具有动力输出轴，所述测功机具有动力测量轴；第一连接器、离合器和第二连接器，所述离合器包含可接合可分离的第一离合部和第二离合部；所述发动机的动力输出轴与所述第一连接器、所述离合器的第一离合部相传动连接；所述离合器的第二离合部与所述第二连接器、所述测功机的动力测量轴相传动连接。与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果在于：通过在发动机和测功机之间设置离合器，能够在发动机台架试验中模拟整车上的起动、怠速及起停等功能，能够复现整车行使中发动机的实际工作状态，满足排放测试中的接近整车行使状态的测试条件要求，能够在发动机台架试验就对车辆排放循环的参数优化，降低排放优化设计的成本，缩短排放优化设计的周期，提高排放优化设计的效率。
附图说明
22.图1为现有技术的发动机台架模拟装置的连接结构的结构示意图。
23.图2为本实用新型的发动机台架模拟装置一实施例的系统布置图。
24.图3为本实用新型的发动机台架模拟装置一实施例中电子控制的离合器的具体连接方式。
25.附图标记说明。
26.现有技术：
27.01
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发动机
28.02
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测功机
29.03
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花键轴或万向轴；
30.本实用新型：
31.10
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发动机
32.11
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动力输出轴
33.20
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测功机
34.21
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动力测量轴
35.31
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第一连接器
36.32
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第二连接器
37.40
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离合器
38.41
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第一离合部
39.42
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第二离合部
40.43
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液压驱动模块
41.44
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离合器电子控制单元
42.50
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变速箱
43.60
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控制器局域网络
44.61
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第一通信线路
45.62
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第二通信线路
46.63
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第三通信线路
47.70
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试验台控制和数据采集器
48.71
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循环仿真模块
49.80
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发动机电子控制单元
50.91
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第一信号
51.92
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第二信号
52.93
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第三信号。
具体实施方式
53.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
54.参阅图2所示，本实用新型提供的发动机台架模拟装置，包含：发动机10和测功机20。发动机10具有动力输出轴11。测功机20具有动力测量轴21。第一连接器31、离合器40和第二连接器32，离合器40包含可接合可分离的第一离合部41和第二离合部42。发动机的动力输出轴11与第一连接器31、离合器的第一离合部41相传动连接。离合器的第二离合部42与第二连接器32、测功机的动力测量轴21相传动连接。
55.本实用新型提供一种实施例。参阅图2所示，在发动机的曲轴输出端（即动力输出轴11）与测功机的动力测量轴21之间增加一个与发动机10适配的手动挡车型的变速箱，去掉变速轮系及换档机构，仅保留一套完整的带液压控制的离合器40。该离合器40的输入和输出端（即第一离合部41的端部和第二离合部42的端部）分别连接发动机动力输出轴11和测功机的动力测量轴21。其中第一连接器31，即是与发动机10适配的变速箱传递至离合器的第一离合部41处的传动组件。而，第二连接器32是用来适配离合器的第二离合部42的端部的连接部分与测功机的动力测量轴21的连接部分，以实现传动连接。
56.参阅图2所示，本实用新型提供的发动机台架模拟装置，还包含：变速箱50，变速箱50与发动机10适配；变速箱50包含第一连接器31和离合器40。
57.参阅图2和图3所示，离合器40还包含液压驱动模块43，液压驱动模块43动作用以带动第一离合部41和第二离合部42的接合或分离。
58.参阅图2和图3所示，离合器40还包含离合器电子控制单元44，离合器电子控制单
元44连接液压驱动模块43中电子器件用以控制液压驱动模块43的动作。电子器件包含电磁阀中电磁线圈或者泵的电机正反转控制电路等。本实用新型提供一种实施例。手动挡车型的变速箱中离合器控制踏板采用离合器电子控制单元替换。离合器电子控制单元44（ecu2）的一种具体实施例包含，电子离合器（e
‑
clutch）中的控制模块。
59.参阅图2和图3所示，本实用新型提供的发动机台架模拟装置，还包含：控制器局域网络60（controller area network, can）。试验台控制和数据采集器70，试验台控制和数据采集器70与测功机20信号连接。试验台控制和数据采集器70提供的一个实施例为，avl公司提供的puma open system模块。发动机电子控制单元80（ecu1），发动机电子控制单元80与发动机10信号连接。控制器局域网络60包含至少三路通信线路。第一通信线路61（can1）设以试验台控制和数据采集器70与发动机电子控制单元80之间第一信号91连接。第二通信线路62（can2）设以试验台控制和数据采集器70与发动机电子控制单元80之间第二信号92连接。第三通信线路63（can3）设以试验台控制和数据采集器70与离合器电子控制单元44之间第三信号93连接。
60.第一信号91包含试验台控制和数据采集器70向发动机电子控制单元80发出的控制发动机负荷的信号，以及试验台控制和数据采集器70和发动机电子控制单元80之间的测量信号。据此，能够实现发动机80和试验台控制和数据采集器70之间传递测量信号及控制信号。
61.第二信号92包含试验台控制和数据采集器70向发动机电子控制单元80发出的控制发动机模拟车辆档位及车速的信号。据此，能够由试验台控制和数据采集器70模拟：车辆自动变速箱控制单元（transmission control unit，tcu）向发动机电子控制单元80输入车辆档位和车速信息，从而完善发动机控制。
62.第三信号93包含试验台控制和数据采集器70向离合器电子控制单元44发出的离合器控制状态的信号。据此，能够根据实车排放循环汇总出现的发动机和离合器控制状态，控制离合器按实车状态的模拟需求接合或分离。
63.以上所述即本实用新型提供的发动机台架模拟装置的连接结构的组成部件和连接方式，主要包含：发动机10和测功机20。发动机10具有动力输出轴11。测功机20具有动力测量轴21。第一连接器31、离合器40和第二连接器32，离合器40包含可接合可分离的第一离合部41和第二离合部42。发动机的动力输出轴11与第一连接器31、离合器的第一离合部41相传动连接。离合器的第二离合部42与第二连接器32、测功机的动力测量轴21相传动连接。
64.具体地，在发动机10和测功机20之间增加的可控离合器40，采用带液压分离轴承的离合器控制机构，分离轴承的液压管路与电子离合器（e
‑
clutch）中的控制模块及执行部件（即离合器电子控制单元44，ecu2）相连接，在avl公司提供的puma open system模块的puma系统中根据整车排放循环中所需的状态，通过控制器局域网络60（can）将需求发送到离合器电子控制单元44（ecu2），ecu2控制执行机构向离合器的分离轴承压入或抽出液压油，以实现离合器的接合或分离。发动机电子控制单元80（ecu1），离合器电子控制单元44（ecu2）和试验台控制和数据采集器70通过can线互联。试验台控制和数据采集器70（例如，puma系统）中的循环仿真模块71（ssp）用以解析并发出实车循环中，发动机的转速、负荷，变速箱的档位，离合器的状态以及车速等信号，协同控制发动机10、离合器40以及测功机20来复现完整的实车循环工况。
65.与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果在于：在发动机台架上复现了实车排放循环中，真实的发动机工作状态，如起动、怠速及起停控制等，使得发动机在台架上的排放表现更接近整车阶段的排放水平。发动机台架模拟整车排放循环时，能准确控制影响排放的各种因素（如外部环境、驾驶风格等），获得的排放结果具有很高的一致性和可重复性，为排放参数优化提供了高效且可靠的验证手段，在降本、增效、提质方面成效显著。
66.上述具体实施例和附图说明仅为例示性说明本实用新型的技术方案及其技术效果，而非用于限制本实用新型。任何熟于此项技术的本领域技术人员均可在不违背本实用新型的技术原理及精神的情况下，在权利要求保护的范围内对上述实施例进行修改或变化，均属于本实用新型的权利保护范围。