一种湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置

本发明涉及机械部件测量，尤其涉及一种湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置。

背景技术：

1、湿式离合器具有传递扭矩能力强、高功率重量比、可承受较高热负荷等优点，是车辆传动系统的核心元件。其在车辆传动系统中应用十分广泛，主要包括军用重载车辆、乘用车自动变速器和工程机械中的换挡离合器、液力变矩器的闭锁离合器和差速器等。随着传动装置向高速、高功率密度方向发展，湿式离合器转速不断提高，当离合器转速增大到某一值时，带排转矩值会迅速升高，并伴随有摩擦片和钢片的振动碰撞，以及离合器片和润滑油液的显著温升。高速时摩擦片和钢片之间的碰撞摩擦会增大离合器的带排功率损失，导致离合器发热量的增大，易引起离合器的热损坏。高速下摩擦副碰撞与带排转矩现象的存在，限制了湿式离合器设计线速度的提高，制约了车辆传动装置转速和功率密度的进一步提升。

2、而对高转速下的湿式离合器碰摩带排转矩与摩擦副运动姿态的测量，可以研究不同工况和设计参数对湿式离合器碰摩带排转矩及摩擦片运动的影响。然而，目前还没有能精准测量高转速下的湿式离合器碰摩带排转矩与摩擦副运动姿态的装置。为此，本发明提供一种湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，包括湿式离合器包箱、驱动系统、供油系统和测量系统；所述驱动系统用于驱动所述湿式离合器包箱内的摩擦副进行转动；所述供油系统用于向所述湿式离合器包箱内供给润滑油；所述测量系统包括转速转矩传感器和电涡流位移传感器，所述转速转矩传感器安装在所述驱动系统与所述湿式离合器包箱之间，所述转速转矩传感器用于测量所述湿式离合器包箱内所述摩擦副的碰摩带排转矩；所述电涡流位移传感器安装在所述湿式离合器包箱内，所述电涡流位移传感器用于测量所述摩擦副之间的相对距离变化。

3、优选的，所述湿式离合器包箱包括离合器外毂和套设在所述离合器外毂内侧的离合器内毂，所述离合器外毂、所述离合器内毂均通过所述驱动系统进行驱动；所述离合器外毂上设置有润滑油出口，所述离合器内毂上设置有润滑油入口，所述润滑油出口、所述润滑油入口均与所述供油系统连通；所述摩擦副由摩擦片和钢片组成，所述摩擦片与所述钢片交替设置，所述离合器内毂与所述摩擦片啮合，所述离合器外毂与钢片啮合，所述电涡流位移传感器可拆卸安装在所述钢片上。

4、优选的，所述电涡流位移传感器螺纹连接在所述钢片的同一侧，所述电涡流位移传感器沿所述钢片的周向等间距设置，且径向上每个所述电涡流位移传感器均处于所述钢片的中径位置。

5、优选的，相邻两所述电涡流位移传感器之间所对应的圆心角为120°。

6、优选的，所述驱动系统包括第一电机和第二电机，所述第一电机的输出端、所述第二电机的输出端均固定连接有传动轴，所述第一电机通过所述传动轴与所述离合器内毂传动配合，所述离合器外毂固定连接有带轮一端，所述带轮另一端与所述第二电机通过同步带和另一所述传动轴传动配合；两所述传动轴上均通过联轴器固定连接有所述转速转矩传感器。

7、优选的，所述供油系统包括液压泵站，所述液压泵站的出油端通过供油管与所述润滑油入口连通，所述液压泵站的回油端通过回油管与所述润滑油出口连通，所述供油管上沿供油方向依次安装有温度传感器、压力传感器和流量计。

8、优选的，所述液压泵站包括储油箱，所述储油箱的出油端与所述供油管连通，所述储油箱的回油端与所述回油管连通；所述回油管上沿回油方向依次安装有油滤和吸油泵，所述储油箱与所述温度传感器之间设置有调节阀和供油泵，所述供油泵、所述调节阀沿供油方向依次安装在所述供油管上。

9、优选的，所述第一电机为45kw驱动电机，转速范围为0～5000rpm；所述第二电机为15kw驱动电机，转速范围为0～3000rpm。

10、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

11、1、应用本发明的湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，可以测量高转速下的湿式离合器碰摩带排转矩，测量结果更加准确。

12、2、通过加装电涡流位移传感器在钢片上，利用电涡流位移传感器测量摩擦片与钢片之间的相对距离的变化，可以观测摩擦副发生碰撞后的摩擦片的运动情况。

技术特征：

1.一种湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，其特征在于，包括湿式离合器包箱(5)、驱动系统、供油系统和测量系统；所述驱动系统用于驱动所述湿式离合器包箱(5)内的摩擦副进行转动；所述供油系统用于向所述湿式离合器包箱(5)内供给润滑油；所述测量系统包括转速转矩传感器(3)和电涡流位移传感器(21)，所述转速转矩传感器(3)安装在所述驱动系统与所述湿式离合器包箱(5)之间，所述转速转矩传感器(3)用于测量所述湿式离合器包箱(5)内所述摩擦副的碰摩带排转矩；所述电涡流位移传感器(21)安装在所述湿式离合器包箱(5)内，所述电涡流位移传感器(21)用于测量所述摩擦副之间的相对距离变化。

2.根据权利要求1所述的湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，其特征在于，所述湿式离合器包箱(5)包括离合器外毂(17)和套设在所述离合器外毂(17)内侧的离合器内毂(18)，所述离合器外毂(17)、所述离合器内毂(18)均通过所述驱动系统进行驱动；所述离合器外毂(17)上设置有润滑油出口，所述离合器内毂(18)上设置有润滑油入口(6)，所述润滑油出口、所述润滑油入口(6)均与所述供油系统连通；所述摩擦副由摩擦片(19)和钢片(20)组成，所述摩擦片(19)与所述钢片(20)交替设置，所述离合器内毂(18)与所述摩擦片(19)啮合，所述离合器外毂(17)与钢片(20)啮合，所述电涡流位移传感器(21)可拆卸安装在所述钢片(20)上。

3.根据权利要求2所述的湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，其特征在于，所述电涡流位移传感器(21)螺纹连接在所述钢片(20)的同一侧，所述电涡流位移传感器(21)沿所述钢片(20)的周向等间距设置，且径向上每个所述电涡流位移传感器(21)均处于所述钢片(20)的中径位置。

4.根据权利要求3所述的湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，其特征在于，相邻两所述电涡流位移传感器(21)之间所对应的圆心角为120°。

5.根据权利要求2所述的湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，其特征在于，所述驱动系统包括第一电机(1)和第二电机(16)，所述第一电机(1)的输出端、所述第二电机(16)的输出端均固定连接有传动轴，所述第一电机(1)通过所述传动轴与所述离合器内毂(18)传动配合，所述离合器外毂(17)固定连接有带轮一端，所述带轮另一端与所述第二电机(16)通过同步带和另一所述传动轴传动配合；两所述传动轴上均通过联轴器(2)固定连接有所述转速转矩传感器(3)。

6.根据权利要求2所述的湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，其特征在于，所述供油系统包括液压泵站(10)，所述液压泵站(10)的出油端通过供油管与所述润滑油入口(6)连通，所述液压泵站(10)的回油端通过回油管与所述润滑油出口连通，所述供油管上沿供油方向依次安装有温度传感器(9)、压力传感器(8)和流量计(7)。

7.根据权利要求6所述的湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，其特征在于，所述液压泵站(10)包括储油箱(13)，所述储油箱(13)的出油端与所述供油管连通，所述储油箱(13)的回油端与所述回油管连通；所述回油管上沿回油方向依次安装有油滤(15)和吸油泵(14)，所述储油箱(13)与所述温度传感器(9)之间设置有调节阀(11)和供油泵(12)，所述供油泵(12)、所述调节阀(11)沿供油方向依次安装在所述供油管上。

8.根据权利要求5所述的湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，其特征在于，所述第一电机(1)为45kw驱动电机，转速范围为0～5000rpm；所述第二电机(16)为15kw驱动电机，转速范围为0～3000rpm。

技术总结
本发明公开一种湿式离合器摩擦副高速碰摩运动姿态测量装置，包括湿式离合器包箱、驱动系统、供油系统和测量系统；驱动系统用于驱动湿式离合器包箱内的摩擦副进行转动；供油系统用于向湿式离合器包箱内供给润滑油；测量系统包括转速转矩传感器和电涡流位移传感器，转速转矩传感器安装在驱动系统与湿式离合器包箱之间，电涡流位移传感器安装在湿式离合器包箱内。本发明不仅可以测量高转速下的湿式离合器的碰摩带排转矩值，还可以测量摩擦片和钢片之间的相对位移，从而获得摩擦片的运动姿态，通过本发明可以研究不同工况和设计参数对湿式离合器碰摩带排转矩及摩擦片运动的影响，对提高车辆传动系统功率密度、效率和可靠性具有重大意义。

技术研发人员：魏超,张琳,张源盛,丁萌,随舒鑫,吕茉,钱歆昊
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15