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汽車后橋綜合性能試驗臺

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   本試驗臺適用于后橋的磨合,清洗,差速,正反轉試驗;制動器磨合與制動力矩檢測;駐車力及效率檢測;ABS信號檢測;試驗過程中的噪音及溫度的檢測;車橋密封性檢測。

1.1  設計依據

QC/T 533-1999 汽車驅動橋臺架試驗方法

QC/T 479-1999 客車、貨車制動器臺架試驗方法

QC/T 239-1999 客車、貨車制動器性能要求及其他技術條件

2. 測試項目

1)        制動器磨合與制動力矩檢測

2)        驅動橋的磨合,清洗,差速,正反轉試驗

3)        噪音、異響測量

4)        各部位軸承溫度及油溫檢測

5)        駐車力及效率檢測

6)        ABS信號檢測

7)        車橋密封性檢測

3.  主要技術參數

1   

2   

1   

2   

3   

1)   電源:380V/50Hz,三相五線制;AC220V/50Hz,兩相三線制。水壓:0.1~0.2MPa;氣源:0.5~0.6MPa。

2)   交流變頻電機,功率110kW,額定扭矩353Nm,額定轉速2970rpm,最高轉速4500rpm;

3)   最大輸入扭矩:550Nm,輸出半軸加載扭矩:每側最大1200Nm,共兩側(每側獨立地程控,450~1200Nm無級可調);

4)   輸入扭矩檢測量程:1000N.m,精度:±0.2%F;

5)   輸出扭矩檢測量程:2000N.m,精度:±0.2%FS;

6)   拉力傳感器測量范圍:0~500kg,測量精度:± 0.1% FS

7)   檢測壓力量程為:16MPa, 精度:±0.1% FS;

8)   位移傳感器測量范圍:0~100mm,測量精度:±0.5%;

9)   風量范圍不小于4000 m3/h;

10) 溫度測量范圍:0~1000℃;

11) 試驗冷卻風速范圍:0~11 m/s。

4. 試驗臺結構

試驗臺由機械、電氣、液壓及軟件系統組成。

機械系統實現被試驅動橋裝夾、定位、車橋輸入端連接、車橋左右側輸出端連接、扭矩加載。輸入端具有超載保護,輸入超載時傳動軸聯結銷自動剪切。試驗臺結構簡圖如下:

                 blob.png                              

試驗臺結構簡圖

4.1        機械系統:

實現車橋定位、裝夾:

(1)    車橋輸入端通過傳動軸、扭矩傳感器和動力電機連接;

(2)    車橋左右側輸出端通過傳動軸、扭矩傳感器、扭矩加載器實現慣量和扭矩加載。

(3)    車橋品種更換時可快速調整,系統有各種超載保護措施:

Ø  用長伸縮花鍵傳動軸連接,實現多品種試件的適應性;采用電機帶動滾珠絲桿實現與車橋輸入端及輸出端的自動對接;

Ø  車橋左右方向位置移動,使試件輸入軸線與試驗臺輸入軸線同軸;

Ø  車橋制動轂通過過渡連接盤用長伸縮花鍵傳動軸手動螺栓連接。

4.2       動力與加載系統:

(1)          用變頻器控制變頻電機,并連接變速箱來提供試驗臺動力。

(2)          用傳動軸連接車橋輸入,電機實際驅動力矩用轉矩轉速傳感器測量。

(3)          車橋輸出制動轂兩側,用磁粉加載器加載,加載阻力矩無級可調。

(4)          實際作用在制動轂上的力矩由轉矩轉速傳感器測量。

(5)    駐車加載裝置采用伺服電機加載的方式,如下圖所示。加載機構采取伺服電機帶動滾珠絲桿實現可調速的均勻快慢速加載,可運行至行程中任意位置,并能夠可靠鎖止。

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2 駐車加載裝置示意圖

4.3       傳感系統:

(1)    輸入端、輸出端共三點,采用無電刷式轉矩轉速傳感器檢測輸入/輸出轉矩和轉速,以得到傳動效率、差速特性、制動參數等。

(2)    主減速器回油孔內設置油溫傳感器,測取主減速器齒輪引起的溫升。

(3)    傳感器檢測信號均由計算機實時同時采樣,自動分析處理后,顯示及記錄。

4.4       氣液控制系統:

(1)    潤滑液壓系統對主減速器的自動加注潤滑油和清洗,原理圖如圖3所示:

 

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潤滑液壓原理圖

(2)  氣路系統主要有電磁閥、高壓氣源、高壓儲氣罐及調壓閥元器件。由高壓氣源通過調壓閥獲得所需的試驗氣壓,采用高壓氣作為測試制動力矩的制動介質(高壓氣源客戶自備)。

4.5       控制系統:

(1)    采用臺灣研華工業控制計算機和接口、信號調理板卡,

(2)    操作分為手動和自動兩種控制模式,手動控制用于系統調試或單一項目試驗,可分解動作、進行靈活控制。自動控制用于常規試驗,自動進行項目測試。

(3)    采用各種類型傳感器及實驗條件,保證系統的可靠性。

4.6       分析系統:

Win7下編制的標準計算機軟件,對在試驗中同時自動采集的各種信號進行分析后,以兩種形式給出結果:

(1)    生產形式:給出簡單的合格/不合格結論,并以聲光指示燈加以指示。適用于操作工人進行常規試驗。

(2)    高級形式:以曲線、數表等形式給出各項檢測結果,適用于技術人員進行分析。例如產品抽檢或新品開發。

各項試驗內容自動記錄,可方便檢索,自動生成試驗報告并可打印

4.7      

測量范圍:30130dBA

頻率范圍:20Hz12.5kHz

頻率計權:A(計權)、C(計權)

時間計權:F(快)

4.8       TIME7231便攜式測振儀

功能特點

具有三種顯示方式:數值型、頻譜型、專用型

具有強大存儲功能:可存儲100×100組測量結果及100幅頻譜圖

儀器能實時顯示測量頻譜圖

儀器能根據設定的警界線繪制柱狀圖

簡易故障診斷:當被測量值超過報警值時顯示報警,儀器自動進入頻譜分析狀態,表示測量值超限

與微機連接,可形成趨勢分析圖并分析測量數據(配合上位機軟件)

顯示器:320×200點陣液晶(帶LED背光)


4.9       隔音房

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隔音房主體結構為防震框架型,采用模塊式拼裝,方便安裝和拆卸。

主體采用方型鋼為骨架,外側板采用環保型優質鋼板或玻璃鋼做面板;內側采用多孔鋁合金板,采用優質的吸音棉、隔音材料和阻尼涂料,使有效吸聲,提高低頻噪音降噪效果;

出入門、觀察窗關閉結合面采用密封嵌條密封;隔音房外接縫采用鋁合金嵌條壓接,整體美觀實用。

4.10  輔助系統:

(1)    對加載系統的自動水循環冷卻系統,意外斷水、電、氣的自動保護與恢復系統;

(2)    自檢與部分設備診斷系統等。

1    

2    

3    

4    

5    

5.1    

5.2    

5.3    

5.4    

5.5    

5.6    

5. 試驗臺主要操作流程

(1)    車橋由人工叉入試驗機并安裝夾緊;

(2)    電機移動車橋輸入端及兩側輸出端的適配器與車橋對接;

(3)    主減速器加油管和制動管(液壓和氣動)聯結等;

(4)    按檢測鍵。自動對主減速器定量加油,然后開始啟動電機進行試驗;試驗過程中由工業控制計算機對電機轉速、加載器等進行自動控制、自動模擬車橋的各種運行工況(如正反轉,升降速、低、中、高速穩定運行,不同的兩側阻力矩,磨合、制動等)、同時獲取各個傳感信號到計算機進行分析計算,給出檢測數據、曲線、結論;參照標準對合格或不合格的結果用聲光報警器加以指示;自動回抽主減速器內潤滑油,油液經過濾后流回油箱。

(5)    試驗結束。人工拆下與車橋的各種連接,叉走車橋。

(6)    檢測過程中,車橋的輸入端由電機代替發動機變速箱輸入動力,電機由交流變頻控制,轉速無級可調;電動機實際輸出的轉矩、轉速、功率由傳感器檢測;同時在車橋的兩側輸出端連接阻力矩加載器,可對兩側獨立地施加阻力矩,模擬車輪的滾動阻力矩;阻力矩可以無級控制;對于實際達到的阻力矩用傳感器加以檢測。通過這個過程可以測得車橋的傳動效率、阻力矩、制動特性、差速特性等等。

(7)    通過溫度傳感器測取車橋主減速器殼內油液的工作溫升;通過紅外溫度傳感器測取主減速器軸承溫升。

(8)   當車橋品種變換時,需進行相應夾具更換。

6. 試驗方法及條件

6.1  驅動橋的磨合,清洗,差速,正反轉試驗

(1)    磨合及正反轉試驗

速度以實際最高車速換算所得,按正車和倒車兩種旋轉方向分別加載,載荷按車橋額定負載的1/4,1/2,3/4由小到大進行磨合試驗。

(2)    差速

速度以實際***車速換算所得的轉速(在轉速允許范圍內設定)下,根據要求改變車橋兩側的負載,使兩側半軸產生差速,系統自動采集驅動轉矩、轉速,以及兩端的加載轉矩、轉速,并繪制成差速曲線圖。

(3)    清洗

通過潤滑液壓系統對主減速器的自動加注和抽油,來完成主減速器的清洗。抽油時,把抽油軟管插入主減內,確保把潤滑油抽干凈。

6.2  制動器磨合與制動力力檢測

(1)  磨合

1)                  試驗方法

a)        制動初速度:50km/h;

b)        調整制動管路壓力,使制動減速度達到0.3g,從制動初速度進行制動,到終速度為零;

c)        制動間隔時間以控制制動器初溫不超過100℃而定;

d)       磨合次數以使制動襯片與制動鼓之間的接觸面積達80%以上而定。

2)                  測量項目

每制動50次測量一次輸出制動力矩值。

(2)  制動力力檢測

1)   試驗方法

a)        制動初速度:3050km/h80%Vmax,最高車速120Km/h;

b)        制動管路壓力,按初試制動器在汽車上所使用的液壓力范圍(從最低值到最高值)每隔1MPa作為一級,或按使制動減速度達0.1g~0.8g的制動管路壓力,每0.1g作為一級,每次以規定的制動管路壓力或制動減速度從制動初速度進行制動,直到速度為零;

c)   制動次數,在每種制動初速度和每種制動管路壓力(每種制動減速度)下制動一次,在整個制動管路(或制動減速度)范圍內最少做5次。

2)       測量項目

每次制動,記錄制動初速度、制動管路壓力(制動減速度)、輸出制動力矩、制動初溫、制動時間及制動噪聲聲級在同一圖面內。

制動初速度宜先從低速做起然后逐漸轉入高速。 

6.3       駐車力及效率檢測

(1)  駐車力檢測

將樣件安裝好,將樣件手剎拉線固定在拉索加載機構上。試驗前,手動輸入手剎拉索加載力達到要求。啟動測試項目,伺服加載機構將拉索拉到設定值的駐車力檢測。系統實時監控扭矩傳感器值并繪制扭矩曲線。一個加載周期后,加載牽動拉索回到初始位置。試驗過程中系統實時監控手剎拉索工作起始、終點位置以及制動器輸出扭矩,當手剎拉線位置或制動器輸出扭矩超過安全范圍,系統自動停止試驗并報警。試驗參數和試驗次數可以在軟件界面上進行設置。

(2)  效率試驗

將樣件安裝好,將樣件手剎拉線固定在加載機構上,變頻電機牽動制動鼓轉動。制動鼓轉動過程中,系統通過加載機構拉動產品拉索。系統實時監控傳感器值并繪制拉力-扭矩曲線和拉索拉力—位移曲線。試驗過程中系統實時監控制動扭矩值和拉力,當扭矩值或拉力超過安全范圍,系統自動停止試驗并報警,監控拉索拉力與位移的關系,當拉力與超出位移范圍發出報警,試驗停止。試驗參數可以在軟件界面上進行設置。

6.4   ABS傳感器信號檢測

 ABS傳感器信號檢測裝置設置兩種測量模式,一種模式測量感應電壓、一種模式測量感應電流;設備能根據車型進行測量模式選擇切換。

    樣件與設備安裝好后,將ABS信號線與設備連接,啟動測試系統,驅動電機帶動輸入軸轉動,傳感器記錄輸入轉速及ABS傳感器的信號實時采集電壓(或電流)型號,通過軟件分析計算出輸出轉速,通過電壓(或電流)數據的計算分析獲得所需要測試的項目值。

1)  電流信號ABS傳感器檢測

測試項目:最小電流、最大電流、幅值、頻率值、有效值、齒圈轉速、速比、占空比、冷態電阻。

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測試主界面

2)電壓信號ABS傳感器檢測

測試項目:最小電壓、最大電壓、幅值、頻率值、有效值、齒圈轉速、速比、冷態電阻。

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測試主界面

1   

2   

3   

4   

5   

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7   

7.1   

7. 系統安全保護

設備具有相應的安全保護裝置以及監測、報警和控制手段,以免在試驗臺出現意外時,造成人身傷害或設備損壞,主要內容為:

(1)    旋轉的零部件設計使具有足夠強度、剛度,并配置合適尺寸防護罩;

(2)    整個系統設置相應的電氣/機械安全連鎖裝置,避免誤啟動和誤操作;

(3)    自我診斷保護:系統對過載、過電流、過電壓、欠電壓、斷相和過熱等均可自動保護,以聲光報警形式進行提示。

(4)    通過軟件設定,確保操作者實現一個正確的操作過程。對錯誤操作過程給予錯誤提示,確保人員及設備安全。

(5)    在試驗臺操作面板、操作臺及電器柜處均設置電氣急停按鈕,當出現緊急異常情況時便于緊急停車。

(6)    重新通電后,試驗系統處于安全狀態,不會自動工作。

8. 主要配置

 

貨物名稱

型號和規格

產地和

制造商名稱

數量

單位



1

工控機

IPC610

臺灣研華

1


2

顯示器

19

DELL

1


3

信號采集板卡

PCL、PCLD系列

臺灣研華

1


4

打印機

彩噴,A4

HP

1


5

轉矩轉速傳感器

1000Nm,精度±0.2%FS

三晶

1


6

轉矩轉速傳感器

2000Nm,精度±0.2%FS

三晶

2


7

力傳感器

500kg,精度:± 0.1% FS

中國航天

2


8

位移傳感器

0~100mm,精度:±0.5%

米諾

2


9

壓力傳感器


HUBA

3


10

紅外溫度傳感器


中外合資

3


11

溫度變送器


國產

1


12

溫度巡檢儀及傳感器


國產優質

8

通道


13

變頻電機

110KW

安徽皖南

1


14

變頻器

110KW

ABB

1


15

變速箱


定制

1


16

低壓電器

380V/220V/50Hz

國產優質

1


17

扭矩加載器

1200N.m

國產品牌

2


18

測振儀

TIME7231

國產優質

1


19

數字聲級計

RS232C

國產優質

1


20

氣動系統


臺灣

1


21

氣液制動系統

制動壓力可調

自制

1


22

聯軸器

2000Nm

國產優質

6


23

十字節萬向傳動軸

1.0 kNm,4500rpm

國產品牌

1


24

十字節萬向傳動軸

2.0kNm,1000rpm

國產品牌

2


25

T槽平臺


泊頭

2


26

機架


自制

1


27

軸承座


自制

3


28

直線導軌


HIWIN

6


29

滾珠絲桿


HIWIN

3


30

減速電機


國產品牌

3


31

駐車加載裝置


自制

2


32

 隔音房


定制

1


33

橡膠減震器


定制

1


34

其他機械結構


自制

1


35

夾具

過渡夾具

自制

1


36

控制柜

強電、弱電各一

國產品牌

2


37

琴臺控制臺


國產品牌

1


38

試件加油系統


自制

1


39

扭矩標定系統

機械結構件

自制

1


40

線纜、管道、閥等


國產品牌

1


41

系統軟件


自制

1


 


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