技术领域
[0001] 本
发明属于
工程机械技术领域，具体涉及一种功率流机械封闭式手动汽车变速箱实验台。
背景技术
[0002] 变速箱实验台是对变速箱进行性能测试和实验研究的重要手段，利用变速箱实验台对变速箱进行效率、疲劳寿命、噪声、静扭强度、换挡性能等实验可以为变速箱的结构改进、性能提升提供可靠的依据。常见的变速箱实验台形式主要有两大类，一类是开式实验台，另一类是闭式实验台。
[0003] 开式实验台结构简单，具有可靠的工作性能，采用电
涡流形式加载，施加
载荷稳定，性价比高。但这种形式的实验台其负载为功率损耗开式结构，
能量不能回收，
能源浪费严重，仅适用于小功率、短期试车。对于本课题的疲劳实验而言，因长期运行消耗功率巨大故不能采用。
[0004] 闭式实验台主要有两种，一种为功率流电封闭，另一种为功率流机械式封闭。
[0005] 功率流电封闭式实验台结构采用
电动机驱动、发
电机加载，设备连接方便，结构简单，可以实现动态加载。其原理为：电动机作为实验台的动
力输入装置，发电机作为整个实验台的负载，发电机发出
电流经调制由反馈
电路返回到驱动电路中供电动机重复利用。这种功率流电封闭实验台对电源总功率要求低，能源利用率高，能源损耗小，但其反馈电路设备复杂昂贵，造价比较高，实验成本极高。
[0006] 功率流机械封闭式实验台结构主要组件为：电动机、封闭
齿轮连接箱、测量仪、加载齿轮箱。工作原理为：利用封闭齿轮连接箱将系统构成一个机械封闭回路，对系统进行加载后，加载
扭矩被
锁在机械封闭回路中。系统运行过程时，封闭功率在整个回路中循环流动，电动机功率只用于补偿回路系统的损耗功率。该种实验台功耗很低，结构简单，投资小，功率流机械封闭，能耗较低，使用经济，在汽车变速箱及其它传动装置的实验研究中具有重要意义。
发明内容
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] 一种功率流机械封闭式手动汽车变速箱实验台，包括变频调速电机、陪试变速箱、润滑
散热系统、控制柜和计算机，所述变频调速电机输出端与增速箱输入端相连，增速箱输出端与第一封闭齿轮箱相连，第一封闭齿轮箱
输出轴通过
联轴器第一转矩转速测量仪相连，第一转矩转速测量仪通过联轴器与实验变速箱
输入轴一端相连，实验变速箱输入轴另一端通过联轴器与第一
支架连接轴一端相连，所述第一支架连接轴另一端与第一联轴器一端相连，所述实验变速箱输入轴中部安装在第一
支撑上，所述第一联轴器另一端与实验变速箱相连，实验变速箱的拨叉与第一自动换挡装置相连，且实验变速箱固定安装在第一支架上，所述实验变速箱第一输出轴右端通过联轴器与第三转矩转速测量仪相连，第三转矩转速测量仪通过联轴器与第三封闭齿轮箱输入轴相连，第三封闭齿轮箱输出轴通过联轴器与陪试变速箱第一输入轴相连，所述实验变速箱第二输出轴左端通过联轴器与第二转矩转速测量仪相连，第二转矩转速测量仪通过联轴器与第二封闭齿轮箱输入轴相连，第二封闭齿轮箱输出轴通过联轴器与陪试变速箱第二输入轴相连，陪试变速箱固定安装在第二支架上，陪试变速箱的拨叉与第二自动换挡装置相连，所述陪试变速箱输入轴通过联轴器与第二支架连接轴一端相连，所述第二支架连接轴另一端与第二联轴器一端相连，第二联轴器另一端与第四封闭齿轮箱输入轴相连，第四封闭齿轮箱输出轴通过联轴器与连接轴一端相连，连接轴另一端通过联轴器与液压加载器相连，液压加载器输出轴通过联轴器与第五封闭齿轮箱相连，所述连接轴依次安装在第二支撑、第三支撑和第四支撑上，所述第五封闭齿轮箱输出轴通过联轴器与第一封闭齿轮箱输入轴相连。
[0009] 所述实验变速箱外侧设置有第一冷
风机，所述陪试变速箱外侧设置有第二冷风机。
[0010] 所述第一支撑、第二支撑、第三支撑和第四支撑均包括底座，底座顶部设置有第一
轴承座，第一轴承座顶部设置有第一直通式压注油杯，第一轴承座内壁安装有调心球轴承，第一轴承座左右两端设置有第一端盖，第一端盖内侧凹槽内设置有内包骨架油封。
[0011] 所述第一支架和第二支架包括支架，支架中部设置有第二轴承座，第二轴承座内腔右端设置有第一
滚动轴承，第一滚动轴承左端设置有轴套，轴套左端设置有第二滚动轴承，第二滚动轴承左端支架内孔设置有第二端盖，所述第一滚动轴承、轴套、第二滚动轴承和第二端盖内孔穿插有输出轴，输出轴外壁设置有位于第二滚动轴承左端的挡圈，且挡圈右端面与第二滚动
轴承内圈左端面贴合，所述第二轴承座顶端中部设置有第二直通式压注油杯，所述第二轴承座右端设置有连接板，且连接板左端面与支架右端面贴合。
[0012] 所述第一联轴器和第二联轴器由现有的
离合器改装，所述第一联轴器和第二联轴器包括连接盘，连接盘内圈与摩擦盘
铆接，连接盘的
外圈分别与
飞轮和离合器盖螺接。
[0013] 所述润滑散热系统包括油箱和
水箱，所述油箱出油口通过供油管路与油
泵相连，油泵通过供油管路与增速箱、第一封闭齿轮箱、第四封闭齿轮箱和第五封闭齿轮箱相连，增速箱、第一封闭齿轮箱、第四封闭齿轮箱和第五封闭齿轮箱通过回油管路与油箱回油口相连，所述水箱出水口通过供水管路与水泵相连，所述水泵与冷却管路一端相连，所述冷却管路另一端与水箱回水口相连。
[0014] 所述计算机与控制柜相连，所述控制柜与液压加载器、水泵、油泵、第一自动换挡装置、第二自动换挡装置、第一冷风机、第二冷风机和变频调速电机电连接。
[0015] 本发明有益效果：
[0016] 1、本发明装置针对横置前驱变速箱双轴输出结构特点，以第一支架和第二支架为支撑通过实验变速箱和陪试变速箱背靠背并列配置，经过第一封闭齿轮箱、第二封闭齿轮箱、第三封闭齿轮箱、第四封闭齿轮箱和第五封闭齿轮箱将输入轴及输出轴两两对应相连，实现功率流的机械封闭；设置增速箱保证实验变速箱和陪试变速箱的最高输入转速要求的同时，满足变频调速电机稳定工作转速要求；通过第一支撑、第二支撑、第三支撑和第四支撑改变长连接轴的振动
变形；通过计算机对液压加载器控制对系统自动施加载荷；通过第一转矩转速测量仪、第二转矩转速测量仪和第三转矩转速测量仪实现输入、输出轴上的扭矩和转速测量、
信号输出；该种试验台功耗很低，结构简单，投资小，功率流机械封闭，能耗较低，使用经济，在齿轮及其传动装置的试验研究中得到广泛应用。
[0017] 2、本发明装置不仅能进行变速箱传动效率试验，而且还能进行变速箱疲劳寿命试验、变速箱噪声试验、变速箱静扭强度试验、变速箱同步器寿命试验、变速箱换挡性能试验、变速箱
动态密封试验、变速箱温升试验、变速箱高速试验和变速箱差速可靠性试验，适用范围广泛。
附图说明
[0018] 图1为本发明装置整体结构示意图；
[0019] 图2为本发明装置润滑散热系统原理图；
[0020] 图3为本发明装置第一支撑、第二支撑、第三支撑和第四支撑结构示意图；
[0021] 图4为本发明装置第一支撑、第二支撑、第三支撑和第四支撑A-A视图；
[0022] 图5为本发明装置第一支架和第二支架结构示意图；
[0023] 图6为本发明装置第一联轴器和第二联轴器结构示意图；
[0024] 1-变频调速电机，2-陪试变速箱，3-润滑散热系统，4-控制柜，5-计算机，6-增速箱，7-第一封闭齿轮箱，8-第一转矩转速测量仪，9-实验变速箱输入轴，10-第一联轴器，11-第一支撑，12-实验变速箱，13-第一自动换挡装置，14-第一支架，15-第一输出轴，16-第三转矩转速测量仪，17-第三封闭齿轮箱，18-第一输入轴，19-第二输出轴，20-第二转矩转速测量仪，21-第二封闭齿轮箱，22-第二输入轴，23-第二支架，24-第二自动换挡装置，25-第二联轴器，26-第四封闭齿轮箱，27-连接轴，28-液压加载器，29-第五封闭齿轮箱，30-第二支撑，31-第三支撑，32-第四支撑，33-第一冷风机，34-第二冷风机，35-底座，36-第一轴承座，37-第一直通式压注油杯，38-调心球轴承，39-第一端盖，40-内包骨架油封，41-支架，42-第二轴承座，43-第一滚动轴承，44-轴套，45-第二滚动轴承，46-第二端盖，47-支架连接轴，48-挡圈，49-第二直通式压注油杯，50-连接板，51-连接盘，52-摩擦盘，53-飞轮，54-离合器盖，55-油箱，56-水箱，57-油泵，58-水泵。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图和
实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0026] 如图1所示，一种功率流机械封闭式手动汽车变速箱实验台，包括变频调速电机1、陪试变速箱2、润滑散热系统3、控制柜4和计算机5，所述变频调速电机1输出端与增速箱6输入端相连，增速箱6输出端与第一封闭齿轮箱7相连，第一封闭齿轮箱7输出轴通过联轴器第一转矩转速测量仪8相连，第一转矩转速测量仪8通过联轴器与实验变速箱输入轴9一端相连，实验变速箱输入轴9另一端通过联轴器与第一支架14支架连接轴47一端相连，所述第一支架14支架连接轴47另一端与第一联轴器10一端相连，所述实验变速箱输入轴9中部安装在第一支撑11上，所述第一联轴器10另一端与实验变速箱12相连，实验变速箱12的拨叉与第一自动换挡装置13相连，且实验变速箱12固定安装在第一支架14上，所述实验变速箱12第一输出轴15右端通过联轴器与第三转矩转速测量仪16相连，第三转矩转速测量仪16通过联轴器与第三封闭齿轮箱17输入轴相连，第三封闭齿轮箱17输出轴通过联轴器与陪试变速箱2第一输入轴18相连，所述实验变速箱12第二输出轴19左端通过联轴器与第二转矩转速测量仪20相连，第二转矩转速测量仪20通过联轴器与第二封闭齿轮箱21输入轴相连，第二封闭齿轮箱21输出轴通过联轴器与陪试变速箱2第二输入轴22相连，陪试变速箱2固定安装在第二支架23上，陪试变速箱2的拨叉与第二自动换挡装置24相连，所述陪试变速箱2输入轴通过联轴器与第二支架23支架连接轴47一端相连，所述第二支架23支架连接轴47另一端与第二联轴器25一端相连，第二联轴器25另一端与第四封闭齿轮箱26输入轴相连，第四封闭齿轮箱26输出轴通过联轴器与连接轴27一端相连，连接轴27另一端通过联轴器与液压加载器28相连，液压加载器28输出轴通过联轴器与第五封闭齿轮箱29相连，所述连接轴27依次安装在第二支撑30、第三支撑31和第四支撑32上，所述第五封闭齿轮箱29输出轴通过联轴器与第一封闭齿轮箱7输入轴相连，第一封闭齿轮箱7、第二封闭齿轮箱21、第三封闭齿轮箱17、第四封闭齿轮箱26和第五封闭齿轮箱29的
传动比相同，且等于一。
[0027] 所述实验变速箱12外侧设置有第一冷风机33，所述陪试变速箱2外侧设置有第二冷风机34。
[0028] 如图3和图4所示，所述第一支撑11、第二支撑30、第三支撑31和第四支撑32均包括底座35，底座35顶部设置有第一轴承座36，第一轴承座36顶部设置有第一直通式压注油杯37，第一轴承座36内壁安装有调心球轴承38，第一轴承座36左右两端设置有第一端盖39，第一端盖39内侧凹槽内设置有内包骨架油封40。
[0029] 如图5所示，所述第一支架14和第二支架23包括支架41，支架41中部设置有第二轴承座42，第二轴承座42内腔右端设置有第一滚动轴承43，第一滚动轴承43左端设置有轴套44，轴套44左端设置有第二滚动轴承45，第二滚动轴承45左端支架41内孔设置有第二端盖
46，所述第一滚动轴承43、轴套44、第二滚动轴承45和第二端盖46内孔穿插有支架连接轴
47，支架连接轴47外壁设置有位于第二滚动轴承45左端的挡圈48，且挡圈48右端面与第二滚动轴承45内圈左端面贴合，所述第二轴承座42顶端中部设置有第二直通式压注油杯49，所述第二轴承座42右端设置有连接板50，且连接板50左端面与支架41右端面贴合，第一支架14和第二支架23根据实验变速箱12和陪试变速箱2与汽车
发动机的连接尺寸，并且结合实验变速箱12和陪试变速箱2的输入输出结构设计，能够牢固的固定实验变速箱12和陪试变速箱2，因此避免实验变速箱12和陪试变速箱2固定不稳影响实验结果。
[0030] 如图6所示，所述第一联轴器10和第二联轴器25由现有的离合器改装，所述第一联轴器10和第二联轴器25包括连接盘51，连接盘51内圈与摩擦盘52铆接，连接盘51的外圈分别与飞轮53和离合器盖54螺接，由于部件之间的安装空间有限，在现有离合器结构
基础上加装连接盘51，改装成第一联轴器10和第二联轴器25，实现第一支架14的支架连接轴47与实验变速箱12轴以及第二支架23的支架连接轴47与陪试变速箱2弹性连接，并且改装后的离合器即第一联轴器10和第二联轴器25只具有连接传递运动的作用。
[0031] 如图2所示，所述润滑散热系统3包括油箱55和水箱56，所述油箱55出油口通过供油管路与油泵57相连，油泵57通过供油管路与增速箱6、第一封闭齿轮箱7、第四封闭齿轮箱26和第五封闭齿轮箱29相连，增速箱6、第一封闭齿轮箱7、第四封闭齿轮箱26和第五封闭齿轮箱29通过回油管路与油箱55回油口相连，所述水箱56出水口通过供水管路与水泵58相连，所述水泵58与冷却管路一端相连，所述冷却管路另一端与水箱56回水口相连，散热润滑系统中为试验装置提供润滑和对液压油进行散热。
[0032] 所述计算机5与控制柜4相连，所述控制柜4与液压加载器28、水泵58、油泵57、第一自动换挡装置13、第二自动换挡装置24、第一冷风机33、第二冷风机34和变频调速电机1电连接。
[0033] 一种功率流机械封闭式手动汽车变速箱实验台对变速箱传动效率的实验过程，包括以下步骤，
[0034] 步骤1，将实验变速箱12和陪试变速箱2固定安装在第一支架14和第二支架23上，并且保证各轴的对中性；
[0035] 步骤2，参照《汽车机械使变速箱总成台架试验方法》第二部分轻型的试验规范完成本发明装置对实验变速箱12和陪试变速箱2的磨合；
[0036] 步骤3，进入实验，磨合后的实验变速箱12和陪试变速箱2重新加注
润滑油，将油温测量仪安装与油箱55内壁上；
[0037] 步骤4，
选定试验油温与试验档位，测量在该档位某一转速时，不同输入扭矩的情况下的传动效率；测量在该档位某一扭矩时，不同输入转速的情况下的传动效率；
[0038] (1)初始试验档位选择一档的情况下，保证实验变速箱12与陪试变速箱2在相同的档位，防止不同档位出现卡死现象，当油温达到实验设定油温后，选择某一转速，液压加载器28自动加载设定好的扭矩，在加载过程中通过输入扭矩测量仪实时测量所施加的扭矩值，通过计算机5控制液压加载器28加载不同的扭矩，并且采集输入转矩、输入转速、输出转矩、输出转速和
温度信号，通过计算机5计算出实时的传动效率；
[0039] (2)通过调整变频调速电机1的转速，重复步骤(1)，测量该档位不同转速、不同扭矩下的传动效率；
[0040] (3)设定档位下不同速度、不同扭矩实验完成后，液压加载器28卸载，通过第一自动换挡装置13和第二自动换挡装置24换挡，重复步骤(1)，测量各个档位在不同油温、不同转速和不同扭矩下的传动效率；
[0041] (4)每种情况下，分别记录10组数据，通过平均值法计算出该工况下实验变速箱12和陪试变速箱2的传动效率。
