汽车变速箱液压加载试验台系统
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         (1)试验台的功能结构:变速箱是汽车中的重要部件。通常,在出厂前,都要做出厂试验(包括空载试验、加载试验)。根据加载部件的不同,加载试验分为液压加载和电加载。当加载元件是液压泵时,则称为液压加载。本试验台为液压加载,用于东风变速箱有限公司的K6挡汽车变速箱的出厂加载试验,适用的变速箱型号有17K17-0003,17813B-0003,17F40-0003等,通过加载试验,可以鉴别被检测变速箱的缺陷,提高变速箱的出厂合格率。
试验台(见图2-39)主要由主电动机、台体、行走小车、加载系统(包括加载液压泵等)等部分构成。试验台的工作动力来自电动机,由主电机驱动变速箱,再驱动加载液压泵,从而实现变速箱的加载。试验台能量转换的过程为:电能一>电动机机械能一>液压系统(泵、管路、溢流阀)热能,加载能量以热的形式消耗,所以液压加载本质是能耗加载。 
                                                                      

                                                                                           图2-39试验台结构示意图
1-主电动机;2-台体;3-行走小车;4-加载系统,5-润滑油注入口;6被检工件;7-离合器
        台体是变速箱试验台中的重要部件,变速箱在台体上的定位机构、夹紧机构及加载系的离合器、传动轴、液压泵等都安装在台体上。行走小车的作用是移动变速箱并辅助台体定位、夹紧变速箱。变速箱在试验过程中需要有足够的润滑油,以保证变速箱中的齿轮等在试验过程中处于良好的润滑状态,为此试验台配备了润滑系统。润滑系统由输油泵、注油枪、气动油塞、滤油装置等组成,调节气动油塞与变速箱放油口间的距离及输油泵的压力可保证加载过程中变速箱中的润滑油在保持足够油量情况下循环注油;设备共用了5个汽缸,分别完成注油枪的前进/后退,离合器的开/合,变速箱润滑油的封堵/排放,小车的拉出、变速箱在台体上的锁紧等动作。试验台的电气控制采用可编程序控制器( PLC),完成系统的自动控制与安全保护,为了方便操作,配有操作面板箱及脚踏电气开关。
        (2)液压加载原理
        试验台的液压加载系统原理图如图2-40所示。试验台体上的电动机通过皮带把动力传到离合器,再通过变速箱驱动液压泵,载荷由液压系统设定。液压系统为双定量液压泵(Pl和P2)双回路形式,两个回路具有相同的油路结构,即都采用插装阀及其先导调压阀和三位四通电磁换向阀构成加压溢流阀,以使油路获得稳定的输出压力。
        
图  2-40

1、2一先导词压溢流阀;3-三位四通电磁换向阀;4一插装阀;5-压力表
6-放油口;7变速箱;8冷却器; 9过滤器;l0-液位计
        以回路l为例说明系统的液压加载的原理(回路2的加载原理与此完全相同)。回路中三位四通电磁换向阀3的电磁铁1YA和3YA的三种通断电组合(1YA通电,3YA断电;1YA断电,3YA通电;1YA断电,3YA断电),可以给系统提供三级压力。压力值可以通过压力表5读出。通过调整两个先导调压溢流阀1和2即可调节和设定回路压力。
        由于电动机的转速恒定,变速箱7等各传动环节的变速比是固定的,对应变速箱不同的挡位,液压泵的输入转速是确定的,所以定量泵供油的加载液压回路的流量是确定的。只要侧得液压回路的压力、流最,液压加载功率P和扭矩T便可以分别用式(2-6)和式(2-7)算出。
P=pq/612ηv=(pt+Δp)Vn/612ηv (2-6)
T=9550P/n (2-7)
式中 P——液压加载功率,kW;
p——液压泵出口压力,Pa;
q——液压泵排量,m^3/min;
ηv——液压泵的容积效率,无量纲;
pt——溢流阀设定压力,Pa;
Δp——管路沿程压力损失,Pa;
V——液压泵排量,m^3/r;
n——液压泵转速,r/min;
T——扭矩,N·m。 
        压力加载分两级,用手动切换。作为示例,表2-14给出了17 K17型变速箱的一级加载和二级加载的功率、扭矩。
表2-I4 17K17型变速箱加载功率和扭矩 

  

1

2

3

4

5

6

一级加载

压力1/MPa

2.5

2.5

2.5

2.5

2.5

2.5

压力2/MPa

5.0

5.0

5.0

5.0

5.0

5.0

变速箱输出转速/r·min^-1

370

572

896

1394

2080

2623

加载功率/kW

5.41

8.65

12.97

19.46

28.11

36. 75

加载扭矩/N·m

123

123

123

123

123

123

二级加载

压力1/MPa

2.5

2.5

2.5

2.5

2.5

2.5

压力2/MPa

5.0

5.0

5.0

5.0

5.0

5.0

变速箱输出转速/r·min^-1

370

572

896

1394

2080

2623

加载功率/kW

10.81

1.81

12.97

19.46

28.11

36.75

加载扭矩/Nm

280

280

123

123

123

123

(3)技术特点
1)试验台采用液压加载和PLC控制,通过加载试验,可以发现汽车变速箱制造和安装过程中的缺陷,提高变速箱产品的合格率。
2)液压加载方案,加载功率大、成本低,其他部件的试验也可借鉴参考使用。
3)液压系统采用双泵双回路方案,插装阀配二级先导调压溢流阀加电磁换向阀获取三级压力,系统结构简单。
(4)技术参数
试验台总重:约20kN。
液压泵排量:大泵(回路1)1OOmL/r,小泵(回路2)80mL/r。
可编程序控制器(PLC): FX2N-48MR。


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