本試驗(yàn)臺(tái)適用于后橋的磨合，清洗，差速，正反轉(zhuǎn)試驗(yàn)；制動(dòng)器磨合與制動(dòng)力矩檢測(cè)；駐車力及效率檢測(cè)；ABS信號(hào)檢測(cè)；試驗(yàn)過程中的噪音及溫度的檢測(cè)；車橋密封性檢測(cè)。

1.1  設(shè)計(jì)依據(jù)

QC/T 533-1999 汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)方法

QC/T 479-1999 客車、貨車制動(dòng)器臺(tái)架試驗(yàn)方法

QC/T 239-1999 客車、貨車制動(dòng)器性能要求及其他技術(shù)條件

2. 測(cè)試項(xiàng)目

1)        制動(dòng)器磨合與制動(dòng)力矩檢測(cè)

2)        驅(qū)動(dòng)橋的磨合，清洗，差速，正反轉(zhuǎn)試驗(yàn)

3)        噪音、異響測(cè)量

4)        各部位軸承溫度及油溫檢測(cè)

5)        駐車力及效率檢測(cè)

6)        ABS信號(hào)檢測(cè)

7)        車橋密封性檢測(cè)

3.  主要技術(shù)參數(shù)

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(jī)，功率110kW，額定扭矩353Nm，額定轉(zhuǎn)速2970rpm，最高轉(zhuǎn)速4500rpm；

3)   最大輸入扭矩：550Nm，輸出半軸加載扭矩：每側(cè)最大1200Nm，共兩側(cè)（每側(cè)獨(dú)立地程控,450～1200Nm無級(jí)可調(diào)）；

4)   輸入扭矩檢測(cè)量程：1000N.m，精度：±0.2%F；

5)   輸出扭矩檢測(cè)量程：2000N.m，精度：±0.2%FS；

6)   拉力傳感器測(cè)量范圍：0～500kg，測(cè)量精度：± 0.1% FS

7)   檢測(cè)壓力量程為：16MPa, 精度：±0.1% FS；

8)   位移傳感器測(cè)量范圍：0~100mm，測(cè)量精度：±0.5%；

9)   風(fēng)量范圍不小于4000 m³/h；

10) 溫度測(cè)量范圍：0~1000℃；

11) 試驗(yàn)冷卻風(fēng)速范圍：0~11 m/s。

4. 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)

試驗(yàn)臺(tái)由機(jī)械、電氣、液壓及軟件系統(tǒng)組成。

機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)被試驅(qū)動(dòng)橋裝夾、定位、車橋輸入端連接、車橋左右側(cè)輸出端連接、扭矩加載。輸入端具有超載保護(hù)，輸入超載時(shí)傳動(dòng)軸聯(lián)結(jié)銷自動(dòng)剪切。試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：

圖1  試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

4.1        機(jī)械系統(tǒng)：

實(shí)現(xiàn)車橋定位、裝夾：

（1）    車橋輸入端通過傳動(dòng)軸、扭矩傳感器和動(dòng)力電機(jī)連接；

（2）    車橋左右側(cè)輸出端通過傳動(dòng)軸、扭矩傳感器、扭矩加載器實(shí)現(xiàn)慣量和扭矩加載。

（3）    車橋品種更換時(shí)可快速調(diào)整，系統(tǒng)有各種超載保護(hù)措施：

Ø  用長伸縮花鍵傳動(dòng)軸連接，實(shí)現(xiàn)多品種試件的適應(yīng)性；采用電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲桿實(shí)現(xiàn)與車橋輸入端及輸出端的自動(dòng)對(duì)接；

Ø  車橋左右方向位置移動(dòng)，使試件輸入軸線與試驗(yàn)臺(tái)輸入軸線同軸；

Ø  車橋制動(dòng)轂通過過渡連接盤用長伸縮花鍵傳動(dòng)軸手動(dòng)螺栓連接。

4.2       動(dòng)力與加載系統(tǒng)：

（1)          用變頻器控制變頻電機(jī)，并連接變速箱來提供試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力。

（2)          用傳動(dòng)軸連接車橋輸入，電機(jī)實(shí)際驅(qū)動(dòng)力矩用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量。

（3)          車橋輸出制動(dòng)轂兩側(cè)，用磁粉加載器加載，加載阻力矩?zé)o級(jí)可調(diào)。

（4)          實(shí)際作用在制動(dòng)轂上的力矩由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量。

（5)    駐車加載裝置采用伺服電機(jī)加載的方式，如下圖所示。加載機(jī)構(gòu)采取伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲桿實(shí)現(xiàn)可調(diào)速的均勻快慢速加載，可運(yùn)行至行程中任意位置，并能夠可靠鎖止。

圖2 駐車加載裝置示意圖

4.3       傳感系統(tǒng)：

（1）    輸入端、輸出端共三點(diǎn)，采用無電刷式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)輸入/輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以得到傳動(dòng)效率、差速特性、制動(dòng)參數(shù)等。

（2）    主減速器回油孔內(nèi)設(shè)置油溫傳感器，測(cè)取主減速器齒輪引起的溫升。

（3）    傳感器檢測(cè)信號(hào)均由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)同時(shí)采樣，自動(dòng)分析處理后，顯示及記錄。

4.4       氣液控制系統(tǒng)：

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

圖3  潤滑液壓原理圖

（2）  氣路系統(tǒng)主要有電磁閥、高壓氣源、高壓儲(chǔ)氣罐及調(diào)壓閥元器件。由高壓氣源通過調(diào)壓閥獲得所需的試驗(yàn)氣壓，采用高壓氣作為測(cè)試制動(dòng)力矩的制動(dòng)介質(zhì)（高壓氣源客戶自備）。

4.5       控制系統(tǒng)：

（1）    采用臺(tái)灣研華工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和接口、信號(hào)調(diào)理板卡，

（2）    操作分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制模式，手動(dòng)控制用于系統(tǒng)調(diào)試或單一項(xiàng)目試驗(yàn)，可分解動(dòng)作、進(jìn)行靈活控制。自動(dòng)控制用于常規(guī)試驗(yàn)，自動(dòng)進(jìn)行項(xiàng)目測(cè)試。

（3）    采用各種類型傳感器及實(shí)驗(yàn)條件，保證系統(tǒng)的可靠性。

4.6       分析系統(tǒng)：

在Win7下編制的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)在試驗(yàn)中同時(shí)自動(dòng)采集的各種信號(hào)進(jìn)行分析后，以兩種形式給出結(jié)果：

（1）    生產(chǎn)形式：給出簡(jiǎn)單的合格/不合格結(jié)論，并以聲光指示燈加以指示。適用于操作工人進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)。

（2）    高級(jí)形式：以曲線、數(shù)表等形式給出各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果，適用于技術(shù)人員進(jìn)行分析。例如產(chǎn)品抽檢或新品開發(fā)。

各項(xiàng)試驗(yàn)內(nèi)容自動(dòng)記錄，可方便檢索，自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)告并可打印

4.7      

測(cè)量范圍：30～130dB（A）

頻率范圍：20Hz～12.5kHz

頻率計(jì)權(quán)：A（計(jì)權(quán)）、C（計(jì)權(quán)）

時(shí)間計(jì)權(quán)：F（快）

4.8       TIME7231便攜式測(cè)振儀

功能特點(diǎn)

● 具有三種顯示方式：數(shù)值型、頻譜型、專用型

● 具有強(qiáng)大存儲(chǔ)功能：可存儲(chǔ)100×100組測(cè)量結(jié)果及100幅頻譜圖

● 儀器能實(shí)時(shí)顯示測(cè)量頻譜圖

● 儀器能根據(jù)設(shè)定的警界線繪制柱狀圖

● 簡(jiǎn)易故障診斷：當(dāng)被測(cè)量值超過報(bào)警值時(shí)顯示報(bào)警，儀器自動(dòng)進(jìn)入頻譜分析狀態(tài)，表示測(cè)量值超限

● 與微機(jī)連接，可形成趨勢(shì)分析圖并分析測(cè)量數(shù)據(jù)(配合上位機(jī)軟件)

● 顯示器：320×200點(diǎn)陣液晶（帶LED背光）

4.9       隔音房

隔音房主體結(jié)構(gòu)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(cè)板采用環(huán)保型優(yōu)質(zhì)鋼板或玻璃鋼做面板；內(nèi)側(cè)采用多孔鋁合金板，采用優(yōu)質(zhì)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(guān)閉結(jié)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(shí)用。

4.10  輔助系統(tǒng)：

（1）    對(duì)加載系統(tǒng)的自動(dòng)水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，意外斷水、電、氣的自動(dòng)保護(hù)與恢復(fù)系統(tǒng)；

（2）    自檢與部分設(shè)備診斷系統(tǒng)等。

1    

2    

3    

4    

5    

5.1    

5.2    

5.3    

5.4    

5.5    

5.6    

5. 試驗(yàn)臺(tái)主要操作流程

（1）    車橋由人工叉入試驗(yàn)機(jī)并安裝夾緊；

（2）    電機(jī)移動(dòng)車橋輸入端及兩側(cè)輸出端的適配器與車橋?qū)�接�?/span>

（3）    主減速器加油管和制動(dòng)管(液壓和氣動(dòng))聯(lián)結(jié)等；

（4）    按檢測(cè)鍵。自動(dòng)對(duì)主減速器定量加油，然后開始啟動(dòng)電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)；試驗(yàn)過程中由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速、加載器等進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)模擬車橋的各種運(yùn)行工況（如正反轉(zhuǎn)，升降速、低、中、高速穩(wěn)定運(yùn)行，不同的兩側(cè)阻力矩，磨合、制動(dòng)等）、同時(shí)獲取各個(gè)傳感信號(hào)到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算，給出檢測(cè)數(shù)據(jù)、曲線、結(jié)論；參照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)合格或不合格的結(jié)果用聲光報(bào)警器加以指示；自動(dòng)回抽主減速器內(nèi)潤滑油，油液經(jīng)過濾后流回油箱。

（5）    試驗(yàn)結(jié)束。人工拆下與車橋的各種連接，叉走車橋。

（6）    檢測(cè)過程中，車橋的輸入端由電機(jī)代替發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱輸入動(dòng)力，電機(jī)由交流變頻控制，轉(zhuǎn)速無級(jí)可調(diào)；電動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率由傳感器檢測(cè)；同時(shí)在車橋的兩側(cè)輸出端連接阻力矩加載器，可對(duì)兩側(cè)獨(dú)立地施加阻力矩，模擬車輪的滾動(dòng)阻力矩；阻力矩可以無級(jí)控制；對(duì)于實(shí)際達(dá)到的阻力矩用傳感器加以檢測(cè)。通過這個(gè)過程可以測(cè)得車橋的傳動(dòng)效率、阻力矩、制動(dòng)特性、差速特性等等。

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

（8）   當(dāng)車橋品種變換時(shí)，需進(jìn)行相應(yīng)夾具更換。

6. 試驗(yàn)方法及條件

6.1  驅(qū)動(dòng)橋的磨合，清洗，差速，正反轉(zhuǎn)試驗(yàn)

（1）    磨合及正反轉(zhuǎn)試驗(yàn)

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

（2）    差速

速度以實(shí)際***車速換算所得的轉(zhuǎn)速（在轉(zhuǎn)速允許范圍內(nèi)設(shè)定）下，根據(jù)要求改變車橋兩側(cè)的負(fù)載，使兩側(cè)半軸產(chǎn)生差速，系統(tǒng)自動(dòng)采集驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，以及兩端的加載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，并繪制成差速曲線圖。

（3）    清洗

通過潤滑液壓系統(tǒng)對(duì)主減速器的自動(dòng)加注和抽油，來完成主減速器的清洗。抽油時(shí)，把抽油軟管插入主減內(nèi)，確保把潤滑油抽干凈。

6.2  制動(dòng)器磨合與制動(dòng)力力檢測(cè)

（1）  磨合

1)                  試驗(yàn)方法

a)        制動(dòng)初速度：50km/h；

b)        調(diào)整制動(dòng)管路壓力，使制動(dòng)減速度達(dá)到0.3g，從制動(dòng)初速度進(jìn)行制動(dòng)，到終速度為零；

c)        制動(dòng)間隔時(shí)間以控制制動(dòng)器初溫不超過100℃而定；

d)       磨合次數(shù)以使制動(dòng)襯片與制動(dòng)鼓之間的接觸面積達(dá)80%以上而定。

2)                  測(cè)量項(xiàng)目

每制動(dòng)50次測(cè)量一次輸出制動(dòng)力矩值。

（2）  制動(dòng)力力檢測(cè)

1)   試驗(yàn)方法

a)        制動(dòng)初速度：30和50km/h或80%Vmax，最高車速120Km/h；

b)        制動(dòng)管路壓力，按初試制動(dòng)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(jí)，或按使制動(dòng)減速度達(dá)0.1g～0.8g的制動(dòng)管路壓力，每0.1g作為一級(jí)，每次以規(guī)定的制動(dòng)管路壓力或制動(dòng)減速度從制動(dòng)初速度進(jìn)行制動(dòng)，直到速度為零；

c)   制動(dòng)次數(shù)，在每種制動(dòng)初速度和每種制動(dòng)管路壓力（每種制動(dòng)減速度）下制動(dòng)一次，在整個(gè)制動(dòng)管路（或制動(dòng)減速度）范圍內(nèi)最少做5次。

2)       測(cè)量項(xiàng)目

每次制動(dòng)，記錄制動(dòng)初速度、制動(dòng)管路壓力（制動(dòng)減速度）、輸出制動(dòng)力矩、制動(dòng)初溫、制動(dòng)時(shí)間及制動(dòng)噪聲聲級(jí)在同一圖面內(nèi)。

制動(dòng)初速度宜先從低速做起然后逐漸轉(zhuǎn)入高速。 

6.3       駐車力及效率檢測(cè)

（1）  駐車力檢測(cè)

將樣件安裝好，將樣件手剎拉線固定在拉索加載機(jī)構(gòu)上。試驗(yàn)前，手動(dòng)輸入手剎拉索加載力達(dá)到要求。啟動(dòng)測(cè)試項(xiàng)目，伺服加載機(jī)構(gòu)將拉索拉到設(shè)定值的駐車力檢測(cè)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控扭矩傳感器值并繪制扭矩曲線。一個(gè)加載周期后，加載牽動(dòng)拉索回到初始位置。試驗(yàn)過程中系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控手剎拉索工作起始、終點(diǎn)位置以及制動(dòng)器輸出扭矩，當(dāng)手剎拉線位置或制動(dòng)器輸出扭矩超過安全范圍，系統(tǒng)自動(dòng)停止試驗(yàn)并報(bào)警。試驗(yàn)參數(shù)和試驗(yàn)次數(shù)可以在軟件界面上進(jìn)行設(shè)置。

（2）  效率試驗(yàn)

將樣件安裝好，將樣件手剎拉線固定在加載機(jī)構(gòu)上，變頻電機(jī)牽動(dòng)制動(dòng)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)通過加載機(jī)構(gòu)拉動(dòng)產(chǎn)品拉索。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)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(yàn)過程中系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控制動(dòng)扭矩值和拉力，當(dāng)扭矩值或拉力超過安全范圍，系統(tǒng)自動(dòng)停止試驗(yàn)并報(bào)警，監(jiān)控拉索拉力與位移的關(guān)系，當(dāng)拉力與超出位移范圍發(fā)出報(bào)警，試驗(yàn)停止。試驗(yàn)參數(shù)可以在軟件界面上進(jìn)行設(shè)置。

6.4   ABS傳感器信號(hào)檢測(cè)

 ABS傳感器信號(hào)檢測(cè)裝置設(shè)置兩種測(cè)量模式，一種模式測(cè)量感應(yīng)電壓、一種模式測(cè)量感應(yīng)電流；設(shè)備能根據(jù)車型進(jìn)行測(cè)量模式選擇切換。

    樣件與設(shè)備安裝好后，將ABS信號(hào)線與設(shè)備連接，啟動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)，傳感器記錄輸入轉(zhuǎn)速及ABS傳感器的信號(hào)實(shí)時(shí)采集電壓（或電流）型號(hào)，通過軟件分析計(jì)算出輸出轉(zhuǎn)速，通過電壓（或電流）數(shù)據(jù)的計(jì)算分析獲得所需要測(cè)試的項(xiàng)目值。

1）  電流信號(hào)ABS傳感器檢測(cè)

測(cè)試項(xiàng)目：最小電流、最大電流、幅值、頻率值、有效值、齒圈轉(zhuǎn)速、速比、占空比、冷態(tài)電阻。

測(cè)試主界面

2）電壓信號(hào)ABS傳感器檢測(cè)

測(cè)試項(xiàng)目：最小電壓、最大電壓、幅值、頻率值、有效值、齒圈轉(zhuǎn)速、速比、冷態(tài)電阻。

測(cè)試主界面

1   

2   

3   

4   

5   

6   

7   

7.1   

7. 系統(tǒng)安全保護(hù)

設(shè)備具有相應(yīng)的安全保護(hù)裝置以及監(jiān)測(cè)、報(bào)警和控制手段，以免在試驗(yàn)臺(tái)出現(xiàn)意外時(shí)，造成人身傷害或設(shè)備損壞，主要內(nèi)容為：

（1）    旋轉(zhuǎn)的零部件設(shè)計(jì)使具有足夠強(qiáng)度、剛度，并配置合適尺寸防護(hù)罩；

（2）    整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)的電氣/機(jī)械安全連鎖裝置，避免誤啟動(dòng)和誤操作；

（3）    自我診斷保護(hù)：系統(tǒng)對(duì)過載、過電流、過電壓、欠電壓、斷相和過熱等均可自動(dòng)保護(hù)，以聲光報(bào)警形式進(jìn)行提示。

（4）    通過軟件設(shè)定，確保操作者實(shí)現(xiàn)一個(gè)正確的操作過程。對(duì)錯(cuò)誤操作過程給予錯(cuò)誤提示，確保人員及設(shè)備安全。

（5）    在試驗(yàn)臺(tái)操作面板、操作臺(tái)及電器柜處均設(shè)置電氣急停按鈕，當(dāng)出現(xiàn)緊急異常情況時(shí)便于緊急停車。

（6）    重新通電后，試驗(yàn)系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，不會(huì)自動(dòng)工作。

8. 主要配置