汽车变速器噪声试验台的制作方法

本发明涉及一种汽车零部件实验领域的试验台，具体地说，本发明涉及一种汽车变速器噪声试验台。

背景技术：

汽车变速器是汽车传动系统的重要组成部分，同时也是汽车的主要噪声源之一，因此，变速器噪声的测试及控制对于改善整车的噪声水平效果显著。汽车变速器噪声的测试主要可以采用整车道路测试和试验台架测试两种方式。其中，虽然整车道路测试的工况为实际工况，但是由于实际车辆道路测试时的噪声源很多，很难控制其他噪声源对变速器噪声的影响。而以实验台架测试的方式，其他噪声干扰小，所测噪声更接近真实值，并且可以通过对试验台架的设计，达到对整车道路行驶工况模拟的效果。

目前，我国对变速器噪声进行台架试验测试的研究很多，而且对变速器产生的不同类型的噪声均有研究。但是，对于试验台架的具体设计、台架结构等公开得较少，尤其是缺少适用于不同型号变速器的比较通用的试验台的详细介绍。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在变速器支架和传感器支架的通用性不够的问题，提供了一种汽车变速器噪声试验台。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的汽车变速器噪声试验台包括变速器支架、传感器支架装置、传感器组、吸声部分、驱动电机与负载电机；

所述的驱动电机安装在试验台的右侧，负载电机安装在试验台的左侧，变速器支架安装在驱动电机与负载电机之间的试验台上，被测变速器水平地安装在变速器支架上，驱动电机与被测变速器输入轴的右端相连接，被测变速器输出轴的左端与负载电机的右端相连接，吸声部分中的半消声室安装在变速器支架周围的试验台上，吸声部分中的吸声罩套装在半消声室内部的输入轴和输出轴上，传感器组通过传感器支架装置安装在被测变速器的周围、输入轴与输出轴的同一侧和输入轴与输出轴上。

所述的1号声压传感器支架、2号声压传感器支架、3号声压传感器支架、4号声压传感器支架、1号光电转速传感器支架与2号光电转速传感器支架结构相同；所述的1号声压传感器支架包括夹子、固定块、穿孔杆、摆臂与支撑伸缩杆；所述的夹子与固定块的一侧采用螺栓连接，穿孔杆上端插入固定块下端的孔中并采用2号螺钉固定，穿孔杆的底端与摆臂的顶端固定连接，摆臂的底端与支撑伸缩杆的顶端采用3号螺钉与螺母连接。

所述的变速器支架包括4块结构相同的隔振块、底座、输入端固定板、输出端固定环与输出端固定支架；所述的4块结构相同的隔振块固定在底座底面的四角处，输入端固定板垂直地固定在底座的右端，输入端固定板的纵向对称面与底座的纵向对称面共面，输出端固定支架的两底角安装在底座左端的两条“凸”字型凹槽内为滑动连接，输出端固定环安装在输出端固定支架的顶端并采用固定环螺钉连接。

技术方案中所述的传感器组通过传感器支架装置安装在被测变速器的周围、输入轴与输出轴的同一侧和输入轴与输出轴上是指：所述的传感器组包括1号声压传感器、2号声压传感器、3号声压传感器、4号声压传感器、1号光电转速传感器、2号光电转速传感器、1号扭矩传感器、2号扭矩传感器和油温传感器；所述的传感器支架装置包括1号声压传感器支架、2号声压传感器支架、3号声压传感器支架、4号声压传感器支架、1号光电转速传感器支架)与2号光电转速传感器支架；1号声压传感器与2号声压传感器分别通过1号声压传感器支架与2号声压传感器支架布置在被测变速器前后两侧，并相对于被测变速器为对称地布置，3号声压传感器通过3号声压传感器支架布置在被测变速器的正上方，4号声压传感器通过4号声压传感器支架布置在被测变速器的左侧，且处于输出轴的正上方。

1号光电转速传感器与2号光电转速传感器分别通过1号光电转速传感器支架与2号光电转速传感器支架安装在输入轴与输出轴的同一侧，并保证1号光电转速传感器与2号光电转速传感器和输入轴与输出轴的回转中心线在同一水平面上；在输入轴与输出轴的正对1号光电转速传感器与2号光电转速传感器的位置贴上反光贴纸；1号扭矩传感器的一端与驱动电机的输出端通过输入端1号联轴器连接，1号扭矩传感器的另一端与被测变速器自身的输入端通过输入端2号联轴器连接；2号扭矩传感器的一端与负载电机的输出端通过输出端2号联轴器连接，2号扭矩传感器的另一端与被测变速器自身的输出端通过输出端1号联轴器连接，油温传感器固定在被测变速器的变速器壳体上。

技术方案中所述的分别通过1号声压传感器支架与2号声压传感器支架安装的1号声压传感器与2号声压传感器的高度与被测变速器输入轴的轴心线等高，通过4号声压传感器支架安装的4号声压传感器距吸声罩最上端的垂直距离为50mm；位于被测变速器正上方的3号声压传感器正对被测变速器输入轴的回转轴心线。

技术方案中所述的固定块为长方体形结构件，固定块的右侧设置有光滑的螺栓孔，其孔径的大小与2号螺钉的外径相等，固定块的下端竖直地设置有光滑圆柱孔，固定块下端的光滑圆柱孔与固定块右侧的光滑的螺栓孔相连通；所述的穿孔杆的上端沿其径向设置有呈“十”字型的贯穿的螺纹孔，螺纹孔的外径与固定块右侧的螺栓孔的内径相等，螺纹孔的回转轴线与固定块右侧的螺栓孔的回转轴线共线，螺纹孔的结构尺寸与2号螺钉的结构尺寸相同，穿孔杆的外径与固定块下端的光圆柱孔的内径相同，并且光圆柱孔的孔深不与固定块左侧的内螺纹孔相交贯通。

技术方案中所述的底座为矩形平板结构件，在底座一端的中间处并沿底座的纵向设置有相互平行的用以容纳输出端固定支架的“凸”字型底脚的“凸”字型凹槽，“凸”字形凹槽的左端是通开的；所述的输入端固定板为矩形平板结构件，输入端固定板的上端设置有输入端口，输入端口的周围均匀地分布有固定板螺孔，输入端口直径小于变速器输入端壳体的最大内径。

技术方案中所述的输出端固定支架为“人”字型支架，输出端固定支架的两底脚与底座上的两条“凸”字型凹槽的形状相同，输出端固定支架的顶部沿竖直方向设置有两个结构相同的固定支架螺孔；所述的输出端固定环采用两个半圆环件合装在一起，并采用螺栓将其固定；输出端固定环下半圆环的底部设置两个与固定支架螺孔相对应的埋头的固定环螺孔；输出端固定环和输出端固定支架之间加装一块与输出端固定支架顶端面的形状相同、面积大小相等的水平放置的垫片，水平放置的垫片上沿竖直方向设置两个和固定支架螺孔与固定环螺孔结构尺寸相匹配的孔。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的汽车变速器噪声试验台提供的变速器支架可以通过其自身的结构和高度的调整以及局部零件的调整和更换来实现对不同大小的变速器进行试验。

2.本发明所述的汽车变速器噪声试验台提供的传感器支架可以通过其自身多个部位进行调节以及局部零件的更换，来支撑不同类型、不同位置需求的传感器。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的汽车变速器噪声试验台结构组成示意图；

图2为本发明所述的汽车变速器噪声试验台中变速器安装和声压传感器布置位置的轴测投影视图；

图3为本发明所述的汽车变速器噪声试验台中变速器支架的结构组成的轴测投影视图；

图4为本发明所述的汽车变速器噪声试验台中变速器支架的结构组成的分解式轴测投影视图；

图5为本发明所述的汽车变速器噪声试验台中变速器支架中的输出端固定环、垫片与输出端固定支架的局部放大的分解式轴测投影视图；

图6为本发明所述的汽车变速器噪声试验台中传感器支架的主视图；

图7为本发明所述的汽车变速器噪声试验台中传感器支架的左视图；

图8为本发明所述的汽车变速器噪声试验台中传感器支架的穿孔杆以上部分的局部放大的分解式轴测投影视图；

图中：1.驱动电机，2.输入端1号联轴器，3.1号扭矩传感器，4.输入端2号联轴器，5.1号光电转速传感器，6.输入轴，7.半消声室，8.变速器支架，8-1.隔振块，8-2.底座，8-3.输入端固定板，8-4.固定板螺孔，8-5.输入端口，8-6.输出端固定环，8-6-1.固定环螺钉，8-6-2.固定环螺孔，8-7.垫片，8-8.输出端固定支架，8-8-1.固定支架螺孔，8-9.“凸”字型凹槽，9.被测变速器，10.1号声压传感器，11.2号声压传感器，12.3号声压传感器，13.4号声压传感器，14.输出轴，15.输出端1号联轴器，16.2号扭矩传感器，17.输出端2号联轴器，18.2号光电转速传感器，19.负载电机，20.负载电机底座，21.2号光电转速传感器支架，22.吸声罩，23.4号声压传感器支架，24.1号声压传感器支架，24-1.夹子，24-2.1号螺钉，24-3.固定块，24-4.穿孔杆，24-5.2号螺钉，24-6.摆臂，24-7.螺母，24-8.3号螺钉，24-9.支撑伸缩杆，25.2号声压传感器支架，26.3号声压传感器支架，27.油温传感器，28.1号光电转速传感器支架，29.驱动电机底座，30.操作台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

本发明所述的汽车变速器噪声试验台主要包括变速器支架8、传感器支架装置、传感器组、吸声部分、驱动电机1与负载电机19。

参阅图3与图4，变速器支架8包括起总体支撑作用的4块结构相同的隔振块8-1、底座8-2、固定和支撑被测变速器9输入端壳体的输入端固定板8-3、支撑被测变速器9输出端壳体的输出端固定环8-6与输出端固定支架8-8。

所述的底座8-2为矩形平板结构件，在底座8-2一端的中间处并沿底座8-2的纵向设置有相互平行的两条横截面为“凸”字型的“凸”字型凹槽8-9，用以容纳输出端固定支架8-8的“凸”字型的底脚，从而实现输出端固定支架8-8能沿变速器轴向移动，从而实现本变速器支架8能支撑不同轴向长度的变速器。

所述的隔振块8-1为矩形块状结构件，采用橡胶材料，主要防止实验进行中被测变速器9的振动带动变速器支架8与地面之间的相对振动产生的噪声对实验测量结果的影响,隔振块8-1与底座8-2采用胶水粘接。

所述的输入端固定板8-3为矩形平板结构件，输入端固定板8-3的上端设置有输入端口8-5，输入端口8-5的周围均匀地分布有固定板螺孔8-4，输入端固定板8-3采用螺钉来固定被测的变速器壳体的输入端部。输入端口8-5直径小于变速器9输入端壳体的最大内径。固定板8-3垂直于底座8-2，固定板8-3的底面与底座8-2上表面焊接在一起。

所述的输出端固定支架8-8为“人”字型支架，输出端固定支架8-8的两底脚与底座8-2上的两条“凸”字型凹槽8-9形状相同，“凸”字形凹槽8-9贯穿到底座8-2的最左端，输出端固定支架8-8的两底脚从左侧进入“凸”字形凹槽8-9内部，并可以根据被测的变速器的长度不同而左右调整。输出端固定支架8-8的顶部沿竖直方向设置有两个结构相同的固定支架螺孔8-8-1。

参阅图5，输出端固定环8-6底部有两个与固定支架螺孔8-8-1相对应的固定环螺孔8-6-2。输出端固定环8-6采用两个半圆环件合在一起，通过螺丝和螺母将其固定。装配时，两个固定环螺钉8-6-1埋头于输出端固定环8-6内表面，保证被测变速器9的输出端壳体可以进入输出端固定环8-6内部。

本实施方案在输出端固定环8-6和输出端固定支架8-8之间采用一块与输出端固定支架8-8顶面的形状相同、面积大小相等的水平放置的垫片8-7。垫片8-7上沿竖直方向同样设置有两个相匹配的孔，保证固定环螺钉8-6-1能够通过。

本发明所述的汽车变速器噪声试验台的备用附件中，有不同直径的输出端固定环8-6，可以适用于不同输出端壳体外径的被测变速器9。相应地，备用附件中还有多个不同厚度的垫片8-7，这是由于被测变速器9输入端被固定的高度不变，并且当被测变速器9输出端壳体外径不同时，所以为了保证输出轴18的轴线高度不变，需要通过加减垫片8-7的厚度来调整输出端固定支架8-8的高度。不同直径的输出端固定环8-6的厚度相同，输出端固定支架8-8高度不变，为保证输出轴18轴线的绝对高度不变，当所需输出端固定环8-6直径较大时，应减小垫片8-7的厚度；当所需输出端固定环8-6直径较小时，应增加垫片8-7的厚度。

本发明所述的汽车变速器噪声试验台中的传感器支架装置用来支撑、固定处于不同位置的声压传感器和光电转速传感器，所采用的各传感器支架(即1号声压传感器支架24至4号声压传感器支架23与1号光电转速传感器支架28、2号光电转速传感器支架21)为通用支架，即适用于本发明中各个位置所放置的1号声压传感器10至4号声压传感器13和1号光电转速传感器6、2号光电转速传感器17。

参阅图6与图7，所述的1号声压传感器支架24包括起到固定传感器并能改变传感器方向作用的夹子24-1、固定块24-3、起到调节夹子24-1和固定块24-3的方向作用的摆臂24-6、3号螺钉(24-8)、螺母(24-7)、起到支撑和调节高度作用的支撑伸缩杆24-9。

参阅图8，夹子24-1的中心处设置有能够使1号螺钉24-2通过的光滑通孔，固定块24-3左侧设置有对应于1号螺钉24-2的螺纹孔，1号螺钉24-2将夹子24-1固定在固定块24-3上；固定块24-3为长方体形结构件，固定块24-3的右侧设置有光滑的螺栓孔，其孔径的大小与2号螺钉24-5的外径相等，固定块24-3下端的中心处竖直地设置有光滑圆柱孔，固定块24-3下端的光滑圆柱孔与固定块24-3右侧的光滑的螺栓孔相连通。

本发明所述的汽车变速器噪声试验台的备用附件中有其它大小不同的夹子，为了适用于不同种类与不同大小的传感器。如本实施方案中声压传感器和光电转速传感器选用了不同大小的夹子24-1。

穿孔杆24-4在靠近固定块24-3一端即其上端，沿穿孔杆24-4的径向设置有呈“十”字型贯穿的螺纹孔，螺纹孔的外径大小与固定块24-3右侧的螺栓孔内径相同，共同匹配于2号螺钉24-5。固定块24-3的下端设置有内径与穿孔杆24-4的外径相同的光滑圆柱孔，并且孔深不与固定块24-3左侧的内螺纹孔相交贯通。由于穿孔杆24-4的下表面是与摆臂24-6的上表面焊接在一起的，所以当夹子24-1固定在固定块24-3时，所述固定块24-3和穿孔杆24-4的结构可以保证固定块24-3每绕着穿孔杆24-4旋转90°便可实现固定。

参阅图2，4号声压传感器支架23与1号声压传感器支架24相比，固定块24-3旋转了90°。

摆臂24-6上端是与穿孔杆24-4下表面是焊接在一起的，底端为半圆柱面，半圆柱面的最低点与支撑伸缩杆24-9的顶端的半圆柱面凹槽接触连接。摆臂24-6的下端通过螺母24-7和3号螺钉24-8与支撑伸缩杆24-9的顶端实现固定。摆臂24-6可以绕着3号螺钉24-8旋转并固定，帮助实现实验对不同传感器不同位置的要求。

参阅图2，3号声压传感器支架26和4号声压传感器支架23与1号声压传感器支架24和2号声压传感器支架25相比，摆臂24-6绕着3号螺钉24-8旋转了90°。

支撑伸缩杆24-9包括上半部分细杆、下半部分粗杆以及粗杆最下端的底座。下半部分粗杆为中空的直杆，粗杆内部带有螺纹。上半部分细杆外部带有与粗杆内螺纹相匹配的外螺纹。因此可以通过旋转来实现细杆与粗杆之间上下伸缩，进而实现支撑伸缩杆24-9的高度调节。

所述的夹子24-1与固定块24-3的一侧采用螺栓连接，穿孔杆24-4的上端插入固定块24-3下端的孔中并采用2号螺钉24-5固定连接，穿孔杆24-4的底端与摆臂24-6的顶端固定连接，摆臂24-6的底端与支撑伸缩杆24-9的顶端采用3号螺钉24-8与螺母24-7连接。

参阅图2，1号声压传感器支架24、3号声压传感器支架26和4号声压传感器支架23的高度均不同，是通过上述支撑伸缩杆24-9的调节而实现的。

传感器组包括1号声压传感器10、2号声压传感器11、3号声压传感器12、4号声压传感器13、1号光电转速传感器6、2号光电转速传感器17，1号扭矩传感器4、2号扭矩传感器15和油温传感器27。

参阅图2，1号声压传感器10和2号声压传感器11通过1号声压传感器支架24与2号声压传感器支架25布置在被测变速器9前后两侧，并相对于被测变速器9对称布置；3号声压传感器12通过3号声压传感器支架26布置在被测变速器9正上方；4号声压传感器13通过4号声压传感器支架23布置在被测变速器9的左侧，且处于输出轴18的正上方。其中，前、后两个测点的高度与被测变速器9输入轴2的轴心线等高，左侧测点距吸声罩22最上端的垂直距离为50mm；位于被测变速器9正上方的测点亦正对被测变速器9输入轴2轴心线。由于本实施方案的变速器壳体外廓的最大轴向尺寸小于500mm，所以各测点与被测变速器9的测量距离为300mm。

1号光电转速传感器6和2号光电转速传感器17采用反射式光电转速传感器，分别通过1号光电转速传感器支架28和2号光电转速传感器支架21固定在输入轴2和输出轴18同一侧，并保证1号光电转速传感器6和2号光电转速传感器17与轴的回转中心线在同一水平面上。其中1号光电转速传感器支架28和2号光电转速传感器支架21采用的是与1号至4号声压传感器支架24相同的支架。在输入轴6和输出轴14上正对1号光电转速传感器6和2号光电转速传感器17的位置贴上反光贴纸。通过转速传感器来采集变速器输入端和输出端的转速信号。

1号扭矩传感器4和2号扭矩传感器15采用非接触式扭矩传感器。1号扭矩传感器4的一(右)端与驱动电机1的输出端通过输入端1号联轴器3采用平键连接；1号扭矩传感器4的另一(左)端与被测变速器9自身的输入端通过输入端2号联轴器5采用平键连接。2号扭矩传感器16的一(右)端与被测变速器9的输出轴14通过输出端1号联轴器15采用平键连接；2号扭矩传感器16的另一(左)端与负载电机19的输出端通过输出端2号联轴器17采用平键连接。

油温传感器27采用螺钉式铂电阻温度传感器，将其固定在被测变速器9的变速器壳体上，通过油温传感器27来监控被测变速器9的油温，当油温上升到60±5℃时，开始实验。

吸声部分包括半消声室7和吸声罩22。

参阅图1，半消声室7内部的四周和顶棚均铺有吸声尖劈结构件，吸声尖劈采用多孔吸声材料；地面为硬质刚性反射面。半消声室7保证被测变速器9周围空间的反射声极小，很大程度减小了反射声对试验结果的影响。

在半消声室7内部的输入轴2和输出轴18部分均加上吸声罩22，吸声罩22采用软质聚氨酯泡沫。吸声罩22用胶水固定在传动轴上。吸声罩22保证传动轴发出的噪声被吸收，避免其对被测变速器9的噪声产生干扰。

驱动电机1和负载电机19均采用三相交流异步电机，并采用电机控制系统(PLC)对驱动端和负载端的转矩和转速进行控制。由于台架试验需要模拟整车道路行驶工况，所以通过控制系统对负载电机19的转矩和转速进行实时控制，来模拟汽车行驶的惯量。