一种发动机水泵皮带轮连接系统滑动扭矩测试工装的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，具体涉及测试技术。


背景技术：

2.随着油耗法规的不断加严，新能源混合动力技术的应用也越来越广泛。部分新能源电机由发动机曲轴皮带轮驱动，与水泵共用一套前端轮系系统，由于新能源电机的驱动力较大，因而造成前端轮系系统受力的大大增加，水泵皮带轮的受力也相应增大，因而对水泵皮带轮与水泵法兰盘系统连接可靠性的要求也相应提高。随着可靠性要求的提高，基础机型的水泵皮带轮连接系统的可靠性就满足不了新能源混动机型的要求，在机型升级开发中需重新设计能满足更高可靠性能的水泵皮带轮连接系统并快速验证。
3.如图1-图3所示，水泵总成1由水泵皮带轮11、水泵法兰盘12、水泵皮带轮安装螺栓13、水泵轴承14和水泵壳体15等部分组成。其中，水泵皮带轮11包含皮带轮安装螺栓过孔111、皮带轮安装面112、皮带轮减重孔113、皮带轮端面114和皮带安装面115。水泵皮带轮11通过水泵皮带轮安装螺栓13与水泵法兰盘12连接，皮带轮安装螺栓过孔111和皮带轮安装面112供水泵皮带轮11与水泵法兰盘12连接使用；皮带安装面115与水泵皮带连接配合，是水泵总成1旋转动力的传递入口（提供动力）。水泵法兰盘12包含皮带轮安装螺纹孔121、皮带轮安装面122、法兰盘安装孔123和法兰盘端面124等部分。皮带轮安装螺纹孔121和皮带轮安装面122为水泵法兰盘12上水泵皮带轮11的安装接口；法兰盘安装孔123与水泵轴承13过盈配合连接。
4.水泵皮带轮11与水泵法兰盘12间的螺栓连接方案是否可靠，通常情况下是通过整机台架或整车道路耐久试验进行验证。但整机台架或整车道路耐久试验方法存在以下弊端：首先需要较长的验证时间，不便于快速验证；其次，该试验的方法仅能定性验证，通过试验或不通过试验，无定量数据。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种发动机水泵皮带轮连接系统滑动扭矩测试工装，以解决现有的试验方法周期较长的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种发动机水泵皮带轮连接系统滑动扭矩测试工装，包括基座和皮带轮连接盘，所述基座上设有第一安装部，用于固定水泵法兰盘，所述皮带轮连接盘设有第二安装部，用于固定水泵皮带轮，所述皮带轮连接盘上设有朝外延伸的装配轴，所述装配轴上固定连接有力臂手柄，当外力施加在所述力臂手柄上时，所述力臂手柄能够驱动所述皮带轮连接盘转动，或者驱动所述皮带轮连接盘产生转动的趋势。
8.根据上述技术手段，当水泵法兰盘与水泵皮带轮螺纹连接时，只需通过压力机在手柄上不断加压，进而增加水泵皮带轮的扭矩，当水泵法兰盘相对水泵皮带轮相对滑动时，测量此时施加在水泵皮带轮上的扭矩，若该扭矩大于前端轮系中水泵皮带轮的最大扭矩
时，连接可靠，反之，则连接不可靠。
9.进一步，所述第一安装部包括设置在所述基座的安装面上的法兰盘安装槽，所述法兰盘安装槽的中部设有凸部，所述水泵法兰盘的中部带有凹部，使得所述水泵法兰盘嵌入所述法兰盘安装槽口时，所述凸部嵌入所述凹部中，所述法兰盘安装槽的轮廓的形状与水泵法兰盘轮廓的形状相同。
10.根据上述技术手段，使得水泵法兰盘能够通过型面限位的方式避免水泵法兰盘的转动。
11.进一步，所述力臂手柄的端部带有安装孔，所述安装孔与装配轴过盈连接。
12.进一步，在所述安装孔和装配轴相连接的位置设置与两者的轴向方向均平行的销孔，所述销孔的部分位于所述安装孔的内壁上，所述销孔的另一部分位于所述装配轴的侧面，在所述销孔的内部插入有防转销。
13.根据上述技术手段，能够避免力臂手柄与皮带连接盘相对转动。
14.进一步，所述基座的中部带有法兰盘安装螺栓过孔，所述水泵法兰盘带有法兰盘安装孔，当所述水泵法兰盘嵌入所述第一槽口时，所述法兰盘安装螺栓过孔与法兰盘安装孔相连通，所述第一安装部还包括第一螺纹紧固件，所述水泵法兰盘通过所述第一螺纹紧固件与法兰盘安装孔和法兰盘安装螺栓过孔均相配合的方式固定在所述基座上。
15.进一步，所述第二安装部包括设在所述皮带轮连接盘上的连接盘安装螺栓过孔和第二螺纹紧固件，当所述连接盘安装螺栓过孔与所述皮带轮的皮带轮减重孔重合时，所述水泵皮带轮通过所述第二螺纹紧固件与连接盘安装螺栓过孔和所述皮带轮减重孔均相配合的方式固定在所述皮带轮连接盘上。
16.进一步，所述皮带轮连接盘上带有皮带轮安装螺栓避让孔，当所述水泵皮带轮安装在所述水泵法兰盘上时，在所述皮带轮连接盘的轴向方向上，所述皮带轮安装螺栓避让孔与所述水泵皮带轮上的皮带轮安装螺栓过孔和水泵法兰盘上的皮带轮安装螺纹孔重合。
17.进一步，所述皮带轮连接盘的中部带有螺栓避让孔，所述螺栓避让孔为盲孔，所述第一螺纹紧固件的部分位于所述避让孔的内部。
18.进一步，所述力臂手柄构造为l型。
19.进一步，还包括压力机，所述压力机的施力部件与所述力臂手柄相连接。
20.本实用新型的有益效果：
21.本实用新型能快速测量水泵皮带轮与水泵法兰盘连接系统的滑动扭矩，再与前端轮系中水泵皮带轮的最大扭矩比较，便能快速确定水泵皮带轮与水泵法兰盘连接系统的连接是否可靠，此种测量方法操作方便，同时也能够测量滑动扭矩为量化数值，能够验证水泵皮带轮与水泵法兰盘之间的连接螺栓的强度，测量周期短，提高了经济效益。
附图说明
22.图1为水泵皮带轮与法兰盘间的装配结构示意图；
23.图2为水泵皮带轮结构示意图；
24.图3为水泵法兰盘结构示意图；
25.图4为本实用新型测试工装与被测系统连接后的外形图；
26.图5为本实用新型测试工装与被测系统连接后的装配结构示意图；
27.图6为本实用新型基座结构示意图；
28.图7为本实用新型基座与法兰盘间的装配结构示意图；
29.图8为本实用新型基座与法兰盘装配后的外形图；
30.图9为本实用新型皮带轮连接盘结构示意图；
31.图10为本实用新型皮带轮连接盘与皮带轮间的装配结构示意图；
32.图11为本实用新型皮带轮连接盘与皮带轮装配后的外形图；
33.图12为本实用新型力臂手柄结构示意图；
34.图13为本实用新型力臂手柄与皮带轮连接盘间的装配结构示意图；
35.图14为本实用新型力臂手柄与皮带轮连接盘装配后的外形图。
36.其中，1-水泵总成、11-水泵皮带轮、111-皮带轮安装螺栓过孔、112-皮带轮安装面、113-皮带轮减重孔、114-皮带轮端面、115-皮带安装面、12-水泵法兰盘、121-皮带轮安装螺纹孔、122-法兰盘上皮带轮安装面、123-法兰盘安装孔、124-法兰盘端面、13-水泵皮带轮安装螺栓、14-水泵轴承、15-水泵壳体、2-水泵皮带轮连接系统滑动扭矩测试工装、21-基座、211-基座本体、212-法兰盘安装螺栓过孔、213-法兰盘安装槽、214-法兰盘安装面、215-螺栓避让孔、22-第一螺杆、23-第一螺母、24-皮带轮连接盘、241-连接盘安装螺栓过孔、242-连接盘安装面、243-装配轴、244-防转销装配面、245-法兰盘安装螺栓避让孔、246-皮带轮安装螺栓避让孔、25-第二螺杆、26-第二螺母、27-力臂手柄、271-安装孔、272-手柄、28-防转销。
具体实施方式
37.以下将参照附图和优选实施例来说明本实用新型技术方案的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
38.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
39.本实施例提出了一种水泵皮带轮连接系统滑动扭矩测试工装总成2，如图4-图5所示，包括基座21、第一螺杆22、第一螺母23、皮带轮连接盘24、第二螺杆25、第二螺母26、力臂手柄27和防转销28组成，其中第一螺杆22与第一螺母23组成第一螺纹紧固件，第二螺杆25和第二螺母26组成第二螺纹紧固件。
40.本实施例中，基座21包含基座本体211以及第一安装部，第一安装部包括基座上法兰盘安装螺栓过孔212、法兰盘安装槽213、基座上法兰盘安装面214和皮带轮连接盘安装螺栓避让孔215，第一安装部用于固定水泵法兰盘12。
41.基座本体211为水泵皮带轮连接系统滑动扭矩测试工装提供支撑，法兰盘安装槽213设置在基座本体211上，法兰盘安装槽213用于放置水泵法兰盘12，法兰盘安装槽213内设有凸部，而现有技术中的水泵法兰盘12与基座本体相贴合的一面带有凹部，当水泵法兰
盘12放入法兰盘安装槽213后，凸部插入凹部中，进一步保证了水泵法兰盘12的稳定性。法兰盘安装槽213的轮廓形状与水泵法兰盘12的轮廓形状相同，均为三角形，施加扭矩时，避免了水泵法兰盘12的转动。
42.法兰盘安装螺栓过孔212、和法兰盘安装面21为基座21上水泵法兰盘12安装接口；螺栓避让孔215为避让孔。
43.水泵法兰盘12固定在基座21上的方式是：如图6-图8所示，水泵法兰盘12上的法兰盘端面124与基座21上的法兰盘安装面214相贴合，第一螺杆22穿过基座21上的法兰盘安装螺栓过孔212和水泵法兰盘12上的法兰盘安装孔123，另一侧通过第一螺母23锁紧，将水泵法兰盘12固定在基座21上，水泵法兰盘12与基座21装配后的外形如图6所示
44.如图9-图11所示，皮带轮连接盘24设有第二安装部，用于固定水泵皮带轮11，第二安装部包含连接盘安装螺栓过孔241、连接盘安装面242、法兰盘安装螺栓避让孔245和皮带轮安装螺栓避让孔246。连接盘安装螺栓过孔241和连接盘安装面242是皮带轮连接盘24与水泵皮带轮11间的连接接口，
45.皮带轮连接盘24固定水泵皮带轮11的具体方式为：水泵皮带轮11上的皮带轮端面114与皮带轮连接盘24上的连接盘安装面242相贴合，第二螺杆25穿过水泵皮带轮11上的皮带轮减重孔113和皮带轮连接盘24上的连接盘安装螺栓过孔241，另一侧通过第二螺母26锁紧，将水泵皮带轮11固定在皮带轮连接盘24上。法兰盘安装螺栓避让孔245设置在皮带轮连接盘24的中部，为盲孔，用于避让第一螺纹紧固件。
46.如图12-图14所示，装配轴243供力臂手柄27装配使用，力臂手柄27包含安装孔271和手柄272，安装孔272位于力臂手柄27的端部，且力臂手柄27整体构造为l型。安装孔271供力臂手柄27与皮带轮连接盘24的转配轴243连接使用，装配轴243安装在皮带轮连接盘24的中部并朝外延伸，其轴线方向与皮带轮连接盘24的轴线方向重合。
47.装配轴243与安装孔272过盈配合，故此装配轴243和安装孔272的尺寸要求较为严格，需精加工，在装配轴243的侧面与安装孔272内壁面相接触的位置设有销孔，销孔的轴线方向与装配轴243和安装孔272均平行，销孔的一部分位于安装孔272的内壁面上，另一部分位于装配轴243的侧面上。
48.防转销28插入销孔中，并与销孔过盈连接，进而为防止力臂手柄27绕皮带轮连接盘24转动。手柄272位置为压力施力点。
49.法兰盘安装螺栓避让孔245和皮带轮安装螺栓避让孔246为螺栓避让孔，需要将水泵皮带轮11按照正常装配方法装配到水泵法兰盘12上，即水泵皮带轮11上的皮带轮安装面112与水泵法兰盘12上的法兰盘上皮带轮安装面122贴合，水泵皮带轮安装螺栓13穿过皮带轮安装螺栓过孔111，安装到水泵法兰盘12上的皮带轮安装螺纹孔121中，螺栓打上装配技术要求中相应的扭力。
50.测试时，用压力机逐渐在力臂手柄27上施加力,当安装在工装上的水泵皮带轮11相对水泵法兰盘12产生相对滑动时，记录压力机上显示的力f1,施力点到力臂手柄27旋转中心的距离为l1，则f1乘以l1即为水泵皮带轮11相对水泵法兰盘12的滑动扭矩。若前端轮系系统中，水泵皮带轮11的最大受力为f0，水泵皮带轮11的半径为l0，则前端轮系对水泵皮带轮11所产生的扭矩为f0乘以l0。当f1乘以l1大于f0乘以l0时，水泵皮带轮连接系统可靠，当f1乘以l1小于f0乘以l0时，水泵皮带轮连接系统不可靠。
51.以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。