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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   

      6   

      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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