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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

    1   

    2   

    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:

                     blob.png                              

    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    

    2    

    3    

    4    

    5    

    5.1    

    5.2    

    5.3    

    5.4    

    5.5    

    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***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。

    blob.png

    测试主界面

    1   

    2   

    3   

    4   

    5   

    6   

    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

    2.0kNm1000rpm

    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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