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汽车后桥综合性能试验台

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   本试验台适用于后桥的磨合,清洗,差速,正反转试验;制动器磨合与制动力矩检测;驻车力及效率检测;ABS信号检测;试验过程中的噪音及温度的检测;车桥密封性检测。

1.1  设计依据

QC/T 533-1999 汽车驱动桥台架试验方法

QC/T 479-1999 客车、货车制动器台架试验方法

QC/T 239-1999 客车、货车制动器性能要求及其他技术条件

2。 测试项目

1)        制动器磨合与制动力矩检测

2)        驱动桥的磨合,清洗,差速,正反转试验

3)        噪音、异响测量

4)        各部位轴承温度及油温检测

5)        驻车力及效率检测

6)        ABS信号检测

7)        车桥密封性检测

3.  主要技术参数

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1   

2   

3   

1)   电源:380V/50Hz,三相五线制;AC220V/50Hz,两相三线制。水压:0.1~0.2MPa;气源:0.5~0.6MPa。

2)   交流变频电机,功率110kW,额定扭矩353Nm,额定转速2970rpm,最高转速4500rpm;

3)   最大输入扭矩:550Nm,输出半轴加载扭矩:每侧最大1200Nm,共两侧(每侧独立地程控,450~1200Nm无级可调);

4)   输入扭矩检测量程:1000N.m,精度:±0.2%F;

5)   输出扭矩检测量程:2000N.m,精度:±0.2%FS;

6)   拉力传感器测量范围:0~500kg,测量精度:± 0。1% FS

7)   检测压力量程为:16MPa, 精度:±0.1% FS

8)   位移传感器测量范围:0~100mm,测量精度:±0.5%

9)   风量范围不小于4000 m3/h

10) 温度测量范围:0~1000℃;

11) 试验冷却风速范围:0~11 m/s。

4。 试验台结构

试验台由机械、电气、液压及软件系统组成。

机械系统实现被试驱动桥装夹、定位、车桥输入端连接、车桥左右侧输出端连接、扭矩加载。输入端具有超载保护,输入超载时传动轴联结销自动剪切。试验台结构简图如下:

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试验台结构简图

4.1        机械系统:

实现车桥定位、装夹:

(1)    车桥输入端通过传动轴、扭矩传感器和动力电机连接;

(2)    车桥左右侧输出端通过传动轴、扭矩传感器、扭矩加载器实现惯量和扭矩加载。

(3)    车桥品种更换时可快速调整,系统有各种超载保护措施:

Ø  用长伸缩花键传动轴连接,实现多品种试件的适应性;采用电机带动滚珠丝杆实现与车桥输入端及输出端的自动对接;

Ø  车桥左右方向位置移动,使试件输入轴线与试验台输入轴线同轴;

Ø  车桥制动毂通过过渡连接盘用长伸缩花键传动轴手动螺栓连接。

4.2       动力与加载系统:

(1)          用变频器控制变频电机,并连接变速箱来提供试验台动力。

(2)          用传动轴连接车桥输入,电机实际驱动力矩用转矩转速传感器测量。

(3)          车桥输出制动毂两侧,用磁粉加载器加载,加载阻力矩无级可调。

(4)          实际作用在制动毂上的力矩由转矩转速传感器测量。

(5)    驻车加载装置采用伺服电机加载的方式,如下图所示。加载机构采取伺服电机带动滚珠丝杆实现可调速的均匀快慢速加载,可运行至行程中任意位置,并能够可靠锁止。

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2 驻车加载装置示意图

4.3       传感系统:

(1)    输入端、输出端共三点,采用无电刷式转矩转速传感器检测输入/输出转矩和转速,以得到传动效率、差速特性、制动参数等。

(2)    主减速器回油孔内设置油温传感器,测取主减速器齿轮引起的温升。

(3)    传感器检测信号均由计算机实时同时采样,自动分析处理后,显示及记录。

4.4       气液控制系统:

(1)    润滑液压系统对主减速器的自动加注润滑油和清洗,原理图如图3所示:

 

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润滑液压原理图

(2)  气路系统主要有电磁阀、高压气源、高压储气罐及调压阀元器件。由高压气源通过调压阀获得所需的试验气压,采用高压气作为测试制动力矩的制动介质(高压气源客户自备)。

4.5       控制系统:

(1)    采用台湾研华工业控制计算机和接口、信号调理板卡,

(2)    操作分为手动和自动两种控制模式,手动控制用于系统调试或单一项目试验,可分解动作、进行灵活控制。自动控制用于常规试验,自动进行项目测试。

(3)    采用各种类型传感器及实验条件,保证系统的可靠性。

4.6       分析系统:

Win7下编制的标准计算机软件,对在试验中同时自动采集的各种信号进行分析后,以两种形式给出结果:

(1)    生产形式:给出简单的合格/不合格结论,并以声光指示灯加以指示。适用于操作工人进行常规试验。

(2)    高级形式:以曲线、数表等形式给出各项检测结果,适用于技术人员进行分析。例如产品抽检或新品开发。

各项试验内容自动记录,可方便检索,自动生成试验报告并可打印

4.7      

测量范围:30130dBA

频率范围:20Hz12.5kHz

频率计权:A(计权)、C(计权)

时间计权:F(快)

4.8       TIME7231便携式测振仪

功能特点

具有三种显示方式:数值型、频谱型、专用型

具有强大存储功能:可存储100×100组测量结果及100幅频谱图

仪器能实时显示测量频谱图

仪器能根据设定的警界线绘制柱状图

简易故障诊断:当被测量值超过报警值时显示报警,仪器自动进入频谱分析状态,表示测量值超限

与微机连接,可形成趋势分析图并分析测量数据(配合上位机软件)

显示器:320×200点阵液晶(带LED背光)


4.9       隔音房

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隔音房主体结构为防震框架型,采用模块式拼装,方便安装和拆卸。

主体采用方型钢为骨架,外侧板采用环保型优质钢板或玻璃钢做面板;内侧采用多孔铝合金板,采用优质的吸音棉、隔音材料和阻尼涂料,使有效吸声,提高低频噪音降噪效果;

出入门、观察窗关闭结合面采用密封嵌条密封;隔音房外接缝采用铝合金嵌条压接,整体美观实用。

4.10  辅助系统:

(1)    对加载系统的自动水循环冷却系统,意外断水、电、气的自动保护与恢复系统;

(2)    自检与部分设备诊断系统等。

1    

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3    

4    

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5.6    

5. 试验台主要操作流程

(1)    车桥由人工叉入试验机并安装夹紧;

(2)    电机移动车桥输入端及两侧输出端的适配器与车桥对接;

(3)    主减速器加油管和制动管(液压和气动)联结等;

(4)    按检测键。自动对主减速器定量加油,然后开始启动电机进行试验;试验过程中由工业控制计算机对电机转速、加载器等进行自动控制、自动模拟车桥的各种运行工况(如正反转,升降速、低、中、高速稳定运行,不同的两侧阻力矩,磨合、制动等)、同时获取各个传感信号到计算机进行分析计算,给出检测数据、曲线、结论;参照标准对合格或不合格的结果用声光报警器加以指示;自动回抽主减速器内润滑油,油液经过滤后流回油箱。

(5)    试验结束。人工拆下与车桥的各种连接,叉走车桥。

(6)    检测过程中,车桥的输入端由电机代替发动机变速箱输入动力,电机由交流变频控制,转速无级可调;电动机实际输出的转矩、转速、功率由传感器检测;同时在车桥的两侧输出端连接阻力矩加载器,可对两侧独立地施加阻力矩,模拟车轮的滚动阻力矩;阻力矩可以无级控制;对于实际达到的阻力矩用传感器加以检测。通过这个过程可以测得车桥的传动效率、阻力矩、制动特性、差速特性等等。

(7)    通过温度传感器测取车桥主减速器壳内油液的工作温升;通过红外温度传感器测取主减速器轴承温升。

(8)   当车桥品种变换时,需进行相应夹具更换。

6。 试验方法及条件

6.1  驱动桥的磨合,清洗,差速,正反转试验

(1)    磨合及正反转试验

速度以实际最高车速换算所得,按正车和倒车两种旋转方向分别加载,载荷按车桥额定负载的1/4,1/2,3/4由小到大进行磨合试验。

(2)    差速

速度以实际最高车速换算所得的转速(在转速允许范围内设定)下,根据要求改变车桥两侧的负载,使两侧半轴产生差速,系统自动采集驱动转矩、转速,以及两端的加载转矩、转速,并绘制成差速曲线图。

(3)    清洗

通过润滑液压系统对主减速器的自动加注和抽油,来完成主减速器的清洗。抽油时,把抽油软管插入主减内,确保把润滑油抽干净。

6.2  制动器磨合与制动力力检测

(1)  磨合

1)                  试验方法

a)        制动初速度:50km/h

b)        调整制动管路压力,使制动减速度达到0。3g,从制动初速度进行制动,到终速度为零;

c)        制动间隔时间以控制制动器初温不超过100℃而定;

d)       磨合次数以使制动衬片与制动鼓之间的接触面积达80%以上而定。

2)                  测量项目

每制动50次测量一次输出制动力矩值。

(2)  制动力力检测

1)   试验方法

a)        制动初速度:3050km/h80%Vmax,最高车速120Km/h

b)        制动管路压力,按初试制动器在汽车上所使用的液压力范围(从最低值到最高值)每隔1MPa作为一级,或按使制动减速度达0.1g~0.8g的制动管路压力,每0.1g作为一级,每次以规定的制动管路压力或制动减速度从制动初速度进行制动,直到速度为零;

c)   制动次数,在每种制动初速度和每种制动管路压力(每种制动减速度)下制动一次,在整个制动管路(或制动减速度)范围内最少做5次。

2)       测量项目

每次制动,记录制动初速度、制动管路压力(制动减速度)、输出制动力矩、制动初温、制动时间及制动噪声声级在同一图面内。

制动初速度宜先从低速做起然后逐渐转入高速。 

6.3       驻车力及效率检测

(1)  驻车力检测

将样件安装好,将样件手刹拉线固定在拉索加载机构上。试验前,手动输入手刹拉索加载力达到要求。启动测试项目,伺服加载机构将拉索拉到设定值的驻车力检测。系统实时监控扭矩传感器值并绘制扭矩曲线。一个加载周期后,加载牵动拉索回到初始位置。试验过程中系统实时监控手刹拉索工作起始、终点位置以及制动器输出扭矩,当手刹拉线位置或制动器输出扭矩超过安全范围,系统自动停止试验并报警。试验参数和试验次数可以在软件界面上进行设置。

(2)  效率试验

将样件安装好,将样件手刹拉线固定在加载机构上,变频电机牵动制动鼓转动。制动鼓转动过程中,系统通过加载机构拉动产品拉索。系统实时监控传感器值并绘制拉力-扭矩曲线和拉索拉力—位移曲线。试验过程中系统实时监控制动扭矩值和拉力,当扭矩值或拉力超过安全范围,系统自动停止试验并报警,监控拉索拉力与位移的关系,当拉力与超出位移范围发出报警,试验停止。试验参数可以在软件界面上进行设置。

6.4   ABS传感器信号检测

 ABS传感器信号检测装置设置两种测量模式,一种模式测量感应电压、一种模式测量感应电流;设备能根据车型进行测量模式选择切换。

    样件与设备安装好后,将ABS信号线与设备连接,启动测试系统,驱动电机带动输入轴转动,传感器记录输入转速及ABS传感器的信号实时采集电压(或电流)型号,通过软件分析计算出输出转速,通过电压(或电流)数据的计算分析获得所需要测试的项目值。

1)  电流信号ABS传感器检测

测试项目:最小电流、最大电流、幅值、频率值、有效值、齿圈转速、速比、占空比、冷态电阻。

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测试主界面

2)电压信号ABS传感器检测

测试项目:最小电压、最大电压、幅值、频率值、有效值、齿圈转速、速比、冷态电阻。

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测试主界面

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7   

7.1   

7. 系统安全保护

设备具有相应的安全保护装置以及监测、报警和控制手段,以免在试验台出现意外时,造成人身伤害或设备损坏,主要内容为:

(1)    旋转的零部件设计使具有足够强度、刚度,并配置合适尺寸防护罩;

(2)    整个系统设置相应的电气/机械安全连锁装置,避免误启动和误操作;

(3)    自我诊断保护:系统对过载、过电流、过电压、欠电压、断相和过热等均可自动保护,以声光报警形式进行提示。

(4)    通过软件设定,确保操作者实现一个正确的操作过程。对错误操作过程给予错误提示,确保人员及设备安全。

(5)    在试验台操作面板、操作台及电器柜处均设置电气急停按钮,当出现紧急异常情况时便于紧急停车。

(6)    重新通电后,试验系统处于安全状态,不会自动工作。

8。 主要配置

 

货物名称

型号和规格

产地和

制造商名称

数量

单位



1

工控机

IPC610

台湾研华

1


2

显示器

19

DELL

1


3

信号采集板卡

PCLPCLD系列

台湾研华

1


4

打印机

彩喷,A4

HP

1


5

转矩转速传感器

1000Nm,精度±0.2%FS

三晶

1


6

转矩转速传感器

2000Nm,精度±0.2%FS

三晶

2


7

力传感器

500kg,精度:± 0.1% FS

中国航天

2


8

位移传感器

0~100mm,精度:±0.5%

米诺

2


9

压力传感器


HUBA

3


10

红外温度传感器


中外合资

3


11

温度变送器


国产

1


12

温度巡检仪及传感器


国产优质

8

通道


13

变频电机

110KW

安徽皖南

1


14

变频器

110KW

ABB

1


15

变速箱


定制

1


16

低压电器

380V/220V/50Hz

国产优质

1


17

扭矩加载器

1200N。m

国产品牌

2


18

测振仪

TIME7231

国产优质

1


19

数字声级计

RS232C

国产优质

1


20

气动系统


台湾

1


21

气液制动系统

制动压力可调

自制

1


22

联轴器

2000Nm

国产优质

6


23

十字节万向传动轴

1.0 kNm4500rpm

国产品牌

1


24

十字节万向传动轴

2。0kNm,1000rpm

国产品牌

2


25

T槽平台


泊头

2


26

机架


自制

1


27

轴承座


自制

3


28

直线导轨


HIWIN

6


29

滚珠丝杆


HIWIN

3


30

减速电机


国产品牌

3


31

驻车加载装置


自制

2


32

 隔音房


定制

1


33

橡胶减震器


定制

1


34

其他机械结构


自制

1


35

夹具

过渡夹具

自制

1


36

控制柜

强电、弱电各一

国产品牌

2


37

琴台控制台


国产品牌

1


38

试件加油系统


自制

1


39

扭矩标定系统

机械结构件

自制

1


40

线缆、管道、阀等


国产品牌

1


41

系统软件


自制

1


 


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