专利名称：一种车用湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及离合器试验技术，具体涉及一种车用湿式多片离合器摩擦钢片温度的试验装置。
背景技术：
随着汽车的日益普及，具有良好散热和摩擦控制性能的湿式多片离合器得到了广泛的应用，特别是广泛应用在各种车用自动变速器中。由于湿式多片离合器的控制性能直接关系到整车的换挡性能和可靠性，因此是自动变速器的关键核心部件。在控制湿式多片离合器动力传输与切断的过程中，为了减少冲击，系统常常通过控制湿式多片离合器传输的转矩和滑移的方式来实现，在控制传递扭矩过程中，如果扭矩传递控制不好持续滑磨时间比较长，摩擦片及对偶钢片会因为滑磨产生的大量热量导致摩擦片和对偶钢片产生烧蚀和变形；另一方面，在离合器的设计过程中，如果设计的离合器扭矩容量不够，或者离合器摩擦片或压盘等设计不良导致偏压、偏磨，以致产生离合器摩擦片局部的温升和烧蚀，最终导致传动的失效和变速器的损坏，给汽车的安全行驶带来极大的威胁。为了满足湿式多片离合器设计和控制的需要，希望对湿式多片离合器运行工况下摩擦钢片的温度进行测量，希望设计一种湿式多片离合器摩擦钢片温度检测的试验装置， 为湿式多片离合器的热容量和对流换热设计及控制提供试验支持在试验台中可以调节湿式多片离合器的接合油压、冷却润滑液流量、主动输入转速和飞轮组惯量(以调整输入的能量)，通过设置在试验设备摩擦钢片上的温度传感器、湿式多片离合器冷却油进、出口温度传感器、冷却油流量传感器，湿式多片离合器的油压传感器、轴向压力传感器、离合器结合转速及传递转矩传感器，实现对不同设定工况下湿式多片离合器的温升及摩擦控制性能等参数的监控与测试。已公开的发明专利申请200610104641. 7《自动控制的摩擦、磨损性能试验机》和授权的实用新型专利ZL200620135851.8中介绍了一种自动控制的摩擦、磨损性能试验机， 专利文献表明，这种试验机仅对常规摩擦试验机中所有手动操作形式的不适应自动化控制的结构部分进行了系统改造，只能完成离合器常温下摩擦系数，磨损性能等基本工况试验， 该试验台采用气动方式进行离合器的控制和摩擦件的加载，由于气体可压缩性大，气动压力控制方式性能比较差，试验台没有湿式多片离合器试验油温设定及监控系统，也不能对湿式多片离合器摩擦钢片圆周和轴向温度的分布情况进行检测试验，不能真实反映湿式多片离合器在工作过程中的温度场分布情况。为了满足对湿式离合器在模拟工况条件下，摩擦钢片轴向和周向温度分布情况的测试需要，本专利采用了温度可控、润滑流量可调的液压泵站系统，设计了测试摩擦钢片温度分布的试验装置，通过在固定的摩擦片上周向和轴向布置温度传感器的方法，实现了对离合器温度的采集。发明内容本实用新型提供一种车用湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验装置，目的是为了能够满足对湿式多片离合器模拟运行工况下，对离合器摩擦钢片周向及轴向的温度进行测量需求，为离合器的设计和控制提供验证参数。本实用新型的技术方案如下一种湿式多片离合器摩擦钢片的温度检测试验装置，其包括动力传动机构、试验机构、液压系统和控制系统。所述动力传动机构的输出与试验机构的试验箱输入轴连接，并在试验箱输入轴的前端设置转速转矩传感器；所述试验机构的试验箱内部装有待试摩擦片和试验摩擦钢片；试验箱输入轴与待试摩擦片相联，试验箱的箱体与试验摩擦钢片相联，试验箱的箱体通过固联的制动力臂和固定的力传感器连接；在试验箱输入轴上待试摩擦片前端设置有液压加压机构，在试验摩擦钢片末端设置有轴向压力传感器，液压力作用于待试摩擦片，并传递到轴向压力传感器； 在每一片试验摩擦钢片的周向均勻布置有温度传感器；在试验箱上设置有油压入口管接头，其向内连通液压加压机构，向外连接液压系统，在试验箱上分别设置冷却润滑油进油口管接头和冷却润滑油出油口管接头，它们向内连通试验摩擦钢片和待试摩擦片，向外分别连接液压系统；所述控制系统通过控制线和信号线分别与动力传动机构以及上述各种传感器连接；所述试验机构的液压加压机构包括活塞轴，活塞，轴向尺寸调整环，轴向力传力环，蝶形弹簧，弹簧垫圈，内六角螺栓和压盖。所述试验机构由试验箱体、活塞轴、端盖和试验箱盖共同构成相对封闭的试验腔，并进行密封；试验箱体一端连接活塞轴，活塞轴通过角接触球轴承支撑在试验箱输入轴上，试验箱体的另一端与试验箱盖连接，试验箱盖)通过角接触球轴承支撑在试验箱输入轴上，角接触球轴承通过弹性挡圈、弹性轴挡圈、端盖、 试验箱盖进行轴向定位；活塞支撑在活塞轴上，并进行密封；在活塞一端试验箱输入轴上依次安装有轴向锁紧螺母、压盖、蝶形弹簧、摩擦片安装轮毂，轴向锁紧螺母将压盖、蝶形弹簧、摩擦片安装轮毂轴向定位，在蝶形弹簧、压盖的作用下，将活塞推向左边；摩擦片安装轮毂通过花键装在试验箱输入轴上，待试摩擦片连接在摩擦片安装轮毂上；离合器外毂固定在试验箱体上，试验摩擦钢片安装在离合器外毂上；试验摩擦钢片和待试摩擦片通过轴向尺寸调整环、轴向力传力环与轴向压力传感器贴合；在试验箱上的油压入口管接头连通液压加压机构的活塞前端的空间；所述轴向压力传感器3通过信号线连接控制系统。所述动力传动机构包括变频电机，电磁离合器，转动惯量飞轮组和转速及转矩传感器；其中变频电机与电磁离合器相联，电磁离合器与转动惯量飞轮组相连，惯性飞轮组通过转速转矩传感器与试验箱输入轴相连。所述液压系统包括油泵出油口油路，安全溢流阀油路，比例阀压力控制油路，蓄能器油路，湿式多片离合器压力油路，湿式多片离合器润滑回油路，压力表，湿式多片离合器润滑油路，油泵吸油口油路，油泵回油路，比例电磁阀，安全溢流阀，调速阀，油压压力传感器，保温油箱，蝶阀，吸油过滤器，耐温齿轮泵，精过滤器，油泵电机，蓄能器截止阀，蓄能器， 流量计和油泵电机联轴器；所述保温油箱通过油泵吸油口油路连接耐温齿轮泵；所述油泵电机通过油泵电机联轴器连接驱动耐温齿轮泵，将保温油箱中的油通过油泵吸油口油路， 蝶阀，吸油过滤器吸入耐温齿轮泵；所述耐温齿轮泵的出口端接油泵出油口油路，并在油路上连接压力表、精过滤器和油压压力传感器，并通过油泵出油口油路后，分成安全溢流阀油路、比例阀压力控制油路、蓄能器油路和湿式多片离合器压力油路；安全溢流阀油路上串接有安全溢流阀，并和比例阀压力控制油路上串接的比例电磁阀汇合，通过油泵回油路回保温油箱；蓄能器油路通过蓄能器截止阀接蓄能器；湿式多片离合器压力油路直接与试验箱的油压入口管接头连接，湿式多片离合器压力油路还并联有湿式多片离合器润滑油路，湿式多片离合器润滑油路通过调速阀、流量计接试验箱的冷却润滑油进油口管接头，在湿式多片离合器润滑油路上还接有压力表，油温温度传感器；试验箱的回油通过冷却润滑油出油口管接头经湿式多片离合器润滑回油路汇入油泵回油路，最终流回保温油箱。所述控制系统分为上位机，下位机实时控制器，输入输出模块三个部分，其中显示器，主机构成上位机部分；下位机实时控制器主要由DDR2 RAM、实时控制器构成，上位机、下位机实时控制器之间通过网线连接；多功能采集卡、COM 口、AO及DIO卡、接线盒、变频器、 信号调理电路和放大器构成输入输出模块；所述各传感器的信号通过信号调理电路、接线盒、多功能采集卡采入实时控制器；变频电机通过变频器、COM 口与实时控制器发生信息及控制指令交互；实时控制器通过AO及DIO卡、接线盒、放大器驱动控制比例电磁阀进行压力控制，驱动控制油箱加热器和冷却水阀进行油温控制，驱动控制电磁离合器进行动力传递的切换控制。所述保温油箱内设置有液位计、空气滤清器、液位开关，并由油箱冷却器、冷却水阀、冷却水过滤器构成的降温冷却系统，由油温温度传感器，油箱加热器构成的升温系统。本实用新型采用变频电机作为动力源，变频电机通过电磁离合器与惯性飞轮组相联，惯性飞轮组通过转速转矩传感器与湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验箱体相联。 飞轮的转动惯量可以调节，变频电机的转速也可以调整，电磁离合器可以受控脱开和结合， 通过改变变频电机转速和飞轮惯量，可以改变湿式多片离合器的输入能量和转速，实验过程中，当飞轮转速达到设定转速并保持稳定时，可以迅速脱开电磁离合器，通过控制湿式多片离合器活塞腔的压力，受控结合湿式多片离合器，湿式多片离合器外壳与摩擦钢片温度检测试验箱体相固联，实验箱体并通过力传感器固定在底座上，当离合器结合时，由于力传感器的限制作用，湿式多片离合器起制动器作用，产生的制动扭矩为飞轮减速，离合器活塞所产生的轴向力、离合器制动产生的制动扭矩、转速均可以通过传感器进行计量。实验过程中，受测试的湿式多片离合器的活塞腔压力和润滑流量均可以调节，液压系统中通过比例阀来实现对离合器控制压力的控制，通过调速阀对离合器的润滑流量进行调节，液压系统中还设计了相应的加热和冷却系统，可以对湿式多片离合器的润滑油温度进行控制。为了实现对湿式多片离合器摩擦钢片周向和轴向温度分布进行测量，本实用新型在摩擦钢片的径向和轴向均布置有多只温度传感器，可以对摩擦钢片的轴向和周向的温度分布进行测量，试验箱体内还布置有压力和润滑的专门油路。通过更换试验箱体内的工装， 可以对一系列不同尺寸型号的摩擦钢片温度分布进行试验检测。相对已有技术，本实用新型具有以下的优点和特点1)本实用新型采用了温度可控、润滑流量可调的液压泵站系统，设计了测试摩擦钢片温度分布的试验装置，通过在固定的摩擦片上周向和轴向布置温度传感器的方法，实现了对离合器温度的采集。2)本实用新型所涉及的湿式多片离合器摩擦钢片温度检测装置，结构简单，成本低廉，能够对湿式多片离合器的运行工况进行模拟，易于实施，可以满足离合器设计和分析过程中的验证测试需要。
附图是本实用新型的原理及结构示意图图1是湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验台架系统传动原理图；图2是湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验台架液压控制原理图；图3A是湿式多片离合器摩擦钢片温度传感器的布置位置示意图；图:3B是图3A的A-A的剖视图；图4是湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验箱体结构原理图；图5是湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验台架控制结构原理图。图1中，101-变频电机，103-电磁离合器，105-转动惯量飞轮组，107-转速及转矩传感器，108-试验箱输入轴，109-试验箱体，110-制动力臂，111-力传感器；图2中，1-油泵出油口油路，2-安全溢流阀油路，3-比例阀压力控制油路，4-蓄能器油路，5-湿式多片离合器压力油路，6-湿式多片离合器润滑回油路，7-压力表，8-湿式多片离合器润滑油路，9-油泵吸油口油路，10-油泵回油路，16-比例电磁阀，17-安全溢流阀，18-调速阀，19-油压压力传感器，20-放油阀，21-油箱冷却器，22-液位计，23-保温油箱，24-油箱加热器，25-蝶阀，26-吸油过滤器，27-耐温齿轮泵，28-精过滤器，30-油泵电机，31-空气滤清器，32-液位开关，33-油温温度传感器，34-冷却水阀，35-冷却水过滤器， 37-蓄能器截止阀，38-蓄能器，39-流量计，50-油泵电机联轴器；图3A和图;3B中，201-摩擦片202-摩擦钢片，203 (a_f )-第一片摩擦钢片周向布置的温度传感器，204 (a-f)-第二片摩擦钢片周向布置的温度传感器，205 (a-f)_第三片摩擦钢片周向布置的温度传感器，206 (a-f)-第四片摩擦钢片周向布置的温度传感器；图4中，108-试验箱输入轴，109-试验箱体，110-制动力臂，111-力传感器， 202-摩擦钢片，301-铜套，302-弹性挡圈，303-角接触球轴承，304-端盖，305-活塞轴， 306-活塞轴大0型密封圈，307-活塞轴小0型密封圈，308-油压入口管接头，309-活塞外 0型密封圈，310-活塞，311-固定支座，312-温度传感器出线插头，313-试验箱盖0型密封圈，314-试验箱盖，315-离合器外毂，316-轴向尺寸调整环，317-轴向力传力环，318-轴向压力传感器，319-摩擦片安装轮毂，320-角接触球轴承，321-弹性轴挡圈，322-冷却润滑油进油口管接头，323-轴向锁紧螺母，3M-冷却润滑油出油口管接头，325-蝶形弹簧，3 -弹簧垫圈，327-内六角螺栓，3 -压盖，Pl-接合油液进口，P2-油缸腔，Kl-冷却润滑油入口， K2-试验箱输入轴108上的冷却润滑油出口，K3-轮毂冷却润滑油道，K4-离合器外毂315 上的回油道，K5-冷却润滑油出口 ；图5中，16-比例电磁阀，19-油压压力传感器，24-油箱加热器，33-油温温度传感器，34-冷却水阀，39为流量计，60-电机转速传感器，103-电磁离合器，107-转速及转矩传感器，203 (a-f)-第一片摩擦钢片周向布置的温度传感器，204 (a-f)-第二片摩擦钢片周向布置的温度传感器，205 (a-f)_第三片摩擦钢片周向布置的温度传感器，206 (a-f)_第四片摩擦钢片周向布置的温度传感器；318-轴向压力传感器，401-上位机，402-下位机实时控制器，403-输入输出模块，410-显示器，411-主机，412-网线，413-DDR2 RAM，414-实时控制器，415-多功能采集卡，416-C0M 口，419-A0及DIO卡，420-接线盒，421-变频器， 423-信号调理电路，425-放大器。
具体实施方式
下面参考附图对本实用新型的具体可实施的方式进行说明本湿式多片离合器摩擦钢片的温度检测试验装置包括动力传动机构、试验机构、 液压系统和控制系统。结合图1、图3A及图3B，动力传动系统主要包括变频电机101，电磁离合器103，转动惯量飞轮组105，转速及转矩传感器107，试验箱输入轴108，试验箱体109，制动力臂110， 力传感器111。其中变频电机101与电磁离合器相联，变频电机101作为动力源输出转速和转矩，电磁离合器103可以可控地快速进行传动系统动力的切换，电磁离合器103与转动惯量飞轮组105相连，转动惯量飞轮组105的惯量可以改变，通过组合不同的飞轮惯量和不同的输入电机转速，可以模拟不同的输入能量给试验离合器，惯性飞轮组105通过转速转矩传感器107与试验箱体109相连接，通过转速转矩传感器107可以检测试验箱体109对惯性飞轮组105所施加的转矩和相应的转速。试验箱体109内部有待试的摩擦片201和摩擦钢片202等试验部件。试验箱体109可以相对试验箱输入轴108转动，试验箱输入轴108 与摩擦片201相联，试验箱体109与摩擦钢片202相联，试验箱体109通过固联的制动力臂 110和固定的力传感器111连接，通过检测力传感器111的力再乘以制动力臂110的长度， 可以测量摩擦钢片202所传递的转矩。为了测量摩擦钢片在周向和多个摩擦钢片在轴向的温度的分布，在摩擦试验装置相应位置布置了第一片摩擦钢片周向布置的温度传感器203(a_f)，第二片摩擦钢片周向布置的温度传感器204 (a_f)，第三片摩擦钢片周向布置的温度传感器205 (a_f)，第四片摩擦钢片周向布置的温度传感器206 (a-f)0试验过程中，先按照需要的试验惯量，调整惯性飞轮组105所固联的飞轮惯量，按试验需求调整好试验油温等试验参数，结合电磁离合器103，按照设定的试验转速，逐步增加变频电机101的输出转速，直至试验转速，当转速稳定，快速脱开电磁离合器103，同时将变频电机101的设定转速降为零，传动系统以惯性继续旋转，控制试验箱体109内的摩擦片 201和摩擦钢片202，因试验箱体109通过固联的制动力臂110和固定的力传感器111连接， 产生制动作用，对飞轮产生制动，通过转速转矩传感器107，力传感器111和制动力臂110的长度，摩擦片温度传感器203 206 (a f)等传感器可以测量试验过程中相关参数。当飞轮转速为零，稍等片刻，结合电磁离合器103，可以再次进行新的试验。参见图2，液压系统主要包括油泵出油口油路1，安全溢流阀油路2，比例阀压力控制油路3，蓄能器油路4，湿式多片离合器压力油路5，湿式多片离合器润滑回油路6，压力表 7，湿式多片离合器润滑油路8，油泵吸油口油路9，油泵回油路10，比例电磁阀16，安全溢流阀17，调速阀18，油压压力传感器19，放油阀20，油箱冷却器21，液位计22，保温油箱23，油箱加热器对，蝶阀25，吸油过滤器沈，耐温齿轮泵27，精过滤器观，油泵电机30，空气滤清器31，液位开关32，油温温度传感器33，冷却水阀34，冷却水过滤器35，蓄能器截止阀37， 蓄能器38，流量计39，油泵电机联轴器50 ；保温油箱23内有放油阀20，液位计22，空气滤清器31，液位开关32，以及由油箱冷却器21、冷却水阀34、冷却水过滤器35构成的降温冷却系统，由油温温度传感器33a，油箱加热器M构成的升温系统，保温油箱23内的上述系统构成了对油箱内油液温度、液位等的控制。油泵电机30通过油泵电机联轴器50驱动耐温齿轮泵27，将保温油箱23中的油通过油泵吸油口油路9，蝶阀25，吸油过滤器沈吸入耐温齿轮泵27。耐温齿轮泵27的出口端接压力表7a和精过滤器28，油压压力传感器19，并通过油泵出油口油路1后，分成了安全溢流阀油路2，比例阀压力控制油路3，蓄能器油路4，湿式多片离合器压力油路5。安全溢流阀油路2上串接有安全溢流阀17，并和比例阀压力控制油路3上串接的比例电磁阀16 汇合，通过油泵回油路10回保温油箱23 ；蓄能器油路4通过蓄能器截止阀37接蓄能器38 ； 湿式多片离合器压力油路5直接与湿式多片离合器的加压油路相连(接口为图4中的油压入口管接头308)，湿式多片离合器压力油路5还并联有湿式多片离合器润滑油路8，湿式多片离合器润滑油路8通过调速阀18，流量计39接湿式多片离合器的润滑油路(接口为图4 中的冷却润滑油进油口管接头322)，在湿式多片离合器润滑油路8上还接有压力表7b，油温温度传感器33b ；从湿式多片离合器润滑的回油(接口为图4中的冷却润滑油出油口管接头324)通过湿式多片离合器润滑回油路6汇入油泵回油路10，最终流回保温油箱23，在试验过程中，通过控制冷却水阀34开启降温冷却系统，控制油箱加热器M起动升温系统，可以实现对油温的控制；通过控制比例阀的输出电流，可以实现对试验箱体109 内离合器结合压力的控制，通过调节调速阀18的大小，可以对湿式多片离合器润滑油路8 的润滑流量进行调节。该液压系统提供了试验过程所需的控制压力和润滑流量，同时对作为试验条件的润滑油液温度进行调控。图4是湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验箱体结构原理图，该结构主要包括试验箱输入轴108，试验箱体109，制动力臂110，力传感器111，摩擦钢片202，铜套301， 弹性挡圈302，角接触球轴承303，端盖304，活塞轴305，活塞轴大0型密封圈306，活塞轴小 0型密封圈307，油压入口管接头308，活塞外0型密封圈309，活塞310，固定支座311，温度传感器出线插头312，试验箱盖0型密封圈313，试验箱盖314，离合器外毂315，轴向尺寸调整环316，轴向力传力环317，轴向压力传感器318，摩擦片安装轮毂319，角接触球轴承320， 弹性轴挡圈321，冷却润滑油进油口管接头322，轴向锁紧螺母323，冷却润滑油出油口管接头324，蝶形弹簧325，弹簧垫圈326，内六角螺栓327，压盖3 等。其中试验箱体109，活塞轴305，试验箱盖314共同构成了相对封闭的试验腔，连接件之间有活塞轴大0型密封圈306，试验箱盖0型密封圈313进行密封，试验箱一端的活塞轴305通过角接触球轴承303支撑在试验箱输入轴108，试验箱的一端通过角接触球轴承320同样支撑在试验箱输入轴108上，角接触球轴承303和320通过弹性挡圈302、弹性轴挡圈321、端盖304试验箱盖314进行轴向定位。活塞310支撑在活塞轴305上，并在活塞310的内外圈布置有活塞轴小0型密封圈307，活塞外0型密封圈309进行密封。在活塞310 —端试验箱输入轴108上依次安装有轴向锁紧螺母323、压盖328、蝶形弹簧325、摩擦片安装轮毂319，通过轴向锁紧螺母323将压盖328，蝶形弹簧325，摩擦片安装轮毂319 轴向定位，在蝶形弹簧325，压盖328的作用下，将活塞310推向左边，此时摩擦钢片202和待试的摩擦片201脱开，两者之间不传递转矩。离合器外毂315通过固定支座311固定在多片离合器摩擦钢片温度检测试验箱体109上，摩擦片安装轮毂319通过花键装在试验箱输入轴108上，通过更换不同的离合器外毂315通过固定支座311，不同的摩擦片安装轮毂 319就可以进行不同的离合器进行试验。试验摩擦钢片202和待试的摩擦片201通过轴向尺寸调整环316，轴向力传力环317与轴向压力传感器318贴合，活塞310传来的液压力，可以通过摩擦钢片202和摩擦片201、轴向尺寸调整环316、轴向力传力环317传递到轴向压力传感器318上。试验箱体109通过固联的制动力臂110和固定的力传感器111连接，通过检测力传感器111的力再乘以制动力臂110的长度，可以测量摩擦钢片202所传递的转矩。试验箱上的油压入口管接头308连通液压加压机构的活塞310前端的空间；所述轴向压力传感器318通过信号线连接控制系统。在试验过程中，自湿式多片离合器压力油路5通过油压入口管接头308，自湿式多片离合器的润滑油路8通过冷却润滑油进油口管接头322接入湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验箱体109，从湿式多片离合器润滑的回油通过冷却润滑油出油口管接头324、湿式多片离合器润滑回油路6、油泵回油路10，最终流回保温油箱23。当没有作用油压时，在蝶形弹簧325，压盖3 的作用下，将活塞310推向左边，此时摩擦钢片202和待试的摩擦片 201脱开，两者之间不传递转矩；当离合器的接合油液由Pl，P2进入油缸腔，活塞310克服蝶形弹簧325压力，推动摩擦钢片202和摩擦片201结合，结合油压通过摩擦钢片202和摩擦片201、轴向尺寸调整环316、轴向力传力环317传递到轴向压力传感器318上，该压力压紧摩擦钢片202和摩擦片201，产生制动转矩，对转动的飞轮组105 (图1)进行制动。试验箱输入轴108为中空的轴结构，自湿式多片离合器的润滑油路8通过冷却润滑油进油口管接头322，冷却润滑油入口 Kl，试验箱输入轴108上的冷却润滑油出口 K2，轮毂冷却润滑油道K3，离合器外毂315上的回油道K4，冷却润滑油出口 K5对传动部件进行润滑冷却。图5是湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验台架控制系统原理图，系统主要包括比例电磁阀16，油压压力传感器19，油箱加热器24，油温温度传感器33，冷却水阀34， 流量计39，电机转速传感器60，电磁离合器103，转速及转矩传感器107，第一片摩擦钢片周向布置的温度传感器203 (a_f)，第二片摩擦钢片周向布置的温度传感器204 (a_f)，第三片摩擦钢片周向布置的温度传感器205 (a-f)，第四片摩擦钢片周向布置的温度传感器206 (a-f)，轴向压力传感器318，上位机401，下位机实时控制器402，输入输出模块403，显示器 410，主机411，网线412，DDR2RAM 413，实时控制器414，多功能采集卡415，COM 口 416， AO及DIO卡419，接线盒420，变频器421，信号调理电路423，放大器425等。控制器主要分为上位机401，下位机实时控制器402，输入输出模块403三个部分，其中显示器410，主机 411构成了上位机401部分；下位机实时控制器402主要由DDR2RAM 413，实时控制器414 构成，上位机401，下位机实时控制器402之间通过网线412连接；多功能采集卡415，COM 口 416，AO及DIO卡419，接线盒420，变频器421，信号调理电路423，放大器425等构成了输入输出模块403。控制过程中，来自油压压力传感器19，油温温度传感器33，流量计39，转速及转矩传感器107，电机转速传感器60，第一片摩擦钢片周向布置的温度传感器203 (a-f )，第二片摩擦钢片周向布置的温度传感器204 (a-f )，第三片摩擦钢片周向布置的温度传感器205 (a-f)，第四片摩擦钢片周向布置的温度传感器206 (a_f)，轴向压力传感器318，通过信号调理电路423、接线盒420、多功能采集卡415采入实时控制器414 ；变频电机101通过变频器421、C0M 口 416与实时控制器414发生信息及控制指令交互；实时控制器414通过AO及 DIO卡419、接线盒420、放大器425驱动控制比例电磁阀16进行压力控制，油箱加热器24， 和冷却水阀34进行油温控制，电磁离合器103进行动力传递的切换控制。采用本实用新型的湿式多片离合器摩擦钢片温度检测方案，通过变频调速、惯性飞轮的惯量组合、离合器润滑油温的控制，可以设定离合器的试验条件，通过电磁离合器可以快速地实现动力的切换，通过周向和轴向布置温度传感器，可以对各种模拟运行工况下， 对湿式多片离合器摩擦周向及轴向的温度分布进行测试，为离合器的设计和控制奠定基础。本实用新型方案简单，成本低廉，能够对湿式多片离合器的运行工况进行模拟，易于实施。以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1.一种车用湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验装置，其包括动力传动机构、试验机构、液压系统和控制系统；其特征在于，所述动力传动机构的输出与试验机构的试验箱输入轴(108)连接，并在试验箱输入轴(108)的前端设置转速转矩传感器(107)；所述试验机构的试验箱内部装有待试摩擦片(201)和试验摩擦钢片(202)；试验箱输入轴(108)与待试摩擦片(201)相联，试验箱的箱体与试验摩擦钢片(20 相联，试验箱体(109)通过固联的制动力臂(110)与固定的力传感器(111)连接；在试验箱输入轴(108) 上待试摩擦片(201)前端设置有液压加压机构，在试验摩擦钢片(202)末端设置有轴向压力传感器(318)，液压力作用于待试摩擦片(201)，并传递到轴向压力传感器(318)；在每一片试验摩擦钢片(202)的周向均勻布置有温度传感器；在试验箱上设置有油压入口管接头 (308)，其向内连通液压加压机构，向外连接液压系统，在试验箱上分别设置冷却润滑油进油口管接头(322)和冷却润滑油出油口管接头(3M)，它们向内连通试验摩擦钢片(202)和待试摩擦片(201)，向外分别连接液压系统；所述控制系统通过控制线和信号线分别与动力传动机构以及上述各种传感器连接。
2.根据权利要求1所述的车用湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验装置，其特征在于所述试验机构的液压加压机构包括活塞轴(305)，活塞(310)，轴向尺寸调整环(316)， 轴向力传力环(317)，蝶形弹簧(325)，弹簧垫圈(3 )，内六角螺栓(327)和压盖(3 )；所述试验机构由试验箱体(109 )、活塞轴(305 )、端盖(304 )和试验箱盖(314 )共同构成相对封闭的试验腔，并进行密封；试验箱体(109) —端连接活塞轴(305)，活塞轴(305)通过角接触球轴承(303)支撑在试验箱输入轴(108)上，试验箱体(109)的另一端与试验箱盖 (314)连接，试验箱盖(314)通过角接触球轴承(320)支撑在试验箱输入轴(108)上，角接触球轴承(303和320)通过弹性挡圈(302)、弹性轴挡圈(321)、端盖(304)、试验箱盖(314) 进行轴向定位；活塞(310)支撑在活塞轴(30 上，并进行密封；在活塞(310) —端试验箱输入轴(108)上依次安装有轴向锁紧螺母(323)、压盖(3 )、蝶形弹簧(325)、摩擦片安装轮毂(319)，轴向锁紧螺母(323)将压盖(3 )、蝶形弹簧(325)、摩擦片安装轮毂(319)轴向定位，在蝶形弹簧(325)、压盖(3 )的作用下，将活塞(310)推向左边；摩擦片安装轮毂(319)通过花键装在试验箱输入轴(108)上，待试摩擦片(201)连接在摩擦片安装轮毂 (319)上；离合器外毂(315)固定在试验箱体(109)上，试验摩擦钢片(202)安装在离合器外毂(31 上；试验摩擦钢片(20 和待试摩擦片(201)通过轴向尺寸调整环(316)、轴向力传力环(317)与轴向压力传感器(318)贴合；试验箱上的油压入口管接头(308)连通液压加压机构的活塞(310)前端的空间；所述轴向压力传感器(318)通过信号线连接控制系统。
3.根据权利要求1或2所述的车用湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验装置，其特征在于所述动力传动机构包括变频电机(101)，电磁离合器(103)，转动惯量飞轮组(105) 和转速及转矩传感器(107)；其中变频电机(101)与电磁离合器相联，电磁离合器(103)与转动惯量飞轮组(105)相连，惯性飞轮组(105)通过转速转矩传感器(107)与试验箱输入轴 (108)相连。
4.根据权利要求3所述的车用湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验装置，其特征在于所述液压系统包括油泵出油口油路(1)，安全溢流阀油路(2)，比例阀压力控制油路2(3)，蓄能器油路G)，湿式多片离合器压力油路(5)，湿式多片离合器润滑回油路(6)，压力表(7)，湿式多片离合器润滑油路(8)，油泵吸油口油路(9)，油泵回油路(10)，比例电磁阀 (16)，安全溢流阀(17)，调速阀(18)，油压压力传感器(19)，保温油箱(23)，蝶阀(25)，吸油过滤器( )，耐温齿轮泵(27)，精过滤器( )，油泵电机(30)，蓄能器截止阀(37)，蓄能器 (38)，流量计(39)和油泵电机联轴器50 ；所述保温油箱03)通过油泵吸油口油路(9)连接耐温齿轮泵(27);所述油泵电机(30) 通过油泵电机联轴器(50)连接驱动耐温齿轮泵(27)，将保温油箱(23)中的油通过油泵吸油口油路(9)，蝶阀(25)，吸油过滤器(26)吸入耐温齿轮泵(27)；所述耐温齿轮泵(27)的出口端接油泵出油口油路(1)，并在油路上连接压力表(7a)、精过滤器(28)和油压压力传感器(19)，并通过油泵出油口油路(1)后，分成安全溢流阀油路(2)、比例阀压力控制油路 (3)、蓄能器油路(4)和湿式多片离合器压力油路(5)；安全溢流阀油路(2)上串接有安全溢流阀(17)，并和比例阀压力控制油路(3)上串接的比例电磁阀(16)汇合，通过油泵回油路(10)回保温油箱(23);蓄能器油路(4)通过蓄能器截止阀(37)接蓄能器(38);湿式多片离合器压力油路(5)直接与试验箱的油压入口管接头(308)连接，湿式多片离合器压力油路(5)还并联有湿式多片离合器润滑油路(8)，湿式多片离合器润滑油路(8)通过调速阀 (18)、流量计(39)接试验箱的冷却润滑油进油口管接头(322)，在湿式多片离合器润滑油路(8)上还接有压力表(7b)，油温温度传感器(3 )；试验箱的回油通过冷却润滑油出油口管接头(324)经湿式多片离合器润滑回油路(6)汇入油泵回油路(10)，最终流回保温油箱 (23)。
5.根据权利要求4所述的车用湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验装置，其特征在于控制系统分为上位机G01)，下位机实时控制器002)，输入输出模块(40 三个部分， 其中显示器G10)，主机011)构成上位机001)部分；下位机实时控制器(402)主要由 DDR2 RAM (413)、实时控制器(414)构成，上位机(401 )、下位机实时控制器(402)之间通过网线(412)连接；多功能采集卡(415)、C0M 口(416)、A0及DIO卡(419)、接线盒(420)、变频器(421)、信号调理电路(423)和放大器(425)构成输入输出模块(403);所述各传感器的信号通过信号调理电路(423)、接线盒(420)、多功能采集卡(415)采入实时控制器(414)；变频电机(101)通过变频器(421)、COM 口(416)与实时控制器(414)发生信息及控制指令交互；实时控制器(414)通过AO及DIO卡(419)、接线盒(420)、放大器(425)驱动控制比例电磁阀(16)进行压力控制，驱动控制油箱加热器(24)和冷却水阀(34)进行油温控制，驱动控制电磁离合器(103)进行动力传递的切换控制。
6.根据权利要求5所述的车用湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验装置，其特征在于所述保温油箱03)内设置有液位计(22)、空气滤清器(31)、液位开关(32)，并由油箱冷却器(21)、冷却水阀(34)、冷却水过滤器(3 构成的降温冷却系统，由油温温度传感器 (33a)，油箱加热器04)构成的升温系统。
专利摘要本实用新型公开一种车用湿式多片离合器摩擦钢片温度检测试验装置，其包括动力传动机构、试验机构、液压系统和控制系统。所述动力传动机构的输出与试验机构的试验箱输入轴连接，并在试验箱输入轴的前端设置转速转矩传感器；所述试验机构的试验箱内部装有待试摩擦片和试验摩擦钢片；在试验箱上设置有油压入口管接头，其向内连通液压加压机构，向外连接液压系统，在试验箱上分别设置冷却润滑油进油口管接头和冷却润滑油出油口管接头，它们向内连通试验摩擦钢片和待试摩擦片，向外分别连接液压系统。该装置的结构简单，成本低廉，能够对湿式多片离合器的运行工况进行模拟，易于实施，可以满足离合器设计和分析过程中的验证测试需要。
文档编号G01N3/02GK202141657SQ20112015279
公开日2012年2月8日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者丁建林, 左利静, 张喀, 杨亚联, 陆通, 陈小红 申请人:重庆大学, 重庆市蓝黛实业有限公司