電封閉式FR機械變速器測試臺架研究.pdf

1、變速器是汽車動力總成的重要組成部分，擔(dān)負著將發(fā)動機傳遞過來的動力經(jīng)過變速箱不同傳動比齒輪變速后傳遞至其它傳動機構(gòu)以驅(qū)動車輛運行的重要任務(wù)。機械式變速器占據(jù)著汽車變速器市場的最大份額，因其價格合理、燃料消耗低，未來仍然會在變速器領(lǐng)域扮演重要角色。近年，國內(nèi)微型客車市場也在不斷的增長，在微型客車上得到廣泛應(yīng)用的前置后驅(qū)機械式變速器也得到微型客車廠家的高度重視，研究高性能的前置后驅(qū)機械式變速器測試臺架，對及早發(fā)現(xiàn)變速器的設(shè)計缺陷和產(chǎn)品工藝問題

2、，提高變速器研發(fā)效率、消除變速器產(chǎn)品缺陷、保證整車質(zhì)量都有十分重要的意義。
　　本課題的研究是基于導(dǎo)師承擔(dān)的校企合作項目“微型客車FR機械式變速器性能測試臺架開發(fā)”展開。針對企業(yè)對該臺架提出的技術(shù)要求，該項目以完成變速器傳動效率試驗和溫升試驗為目標，同時兼顧通用性、擴展性和節(jié)能性來開展研發(fā)工作。
　　第一，為了制定測試臺架的整體方案，從臺架類型、布置形式和測控系統(tǒng)三大方面著手對測試臺架的基本方案進行了分析，最終選定直流母線電

3、封閉的臺架類型，采用直線布置形式，以PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)為臺架主要通訊方式，利用PLC作為PROFIBUS主站，變頻控制器和工控機作為PROFIBUS從站，同時在工控機端利用虛擬儀器技術(shù)和數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)過程信號的采集。
　　第二，為了搭建測試臺架的硬件平臺，從臺架機械系統(tǒng)、驅(qū)動負載系統(tǒng)和測控系統(tǒng)三個方面進行了相關(guān)硬件的選型和設(shè)計：為保證試驗人員安全，實現(xiàn)自動化測試，設(shè)計了類似于AMT工作原理的遠程自動換檔機械手；為實現(xiàn)負載電

4、機對變速器輸出軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的匹配，設(shè)計了傳動比為2：1的高性能減速箱；為實現(xiàn)對采用平衡橋法接線的Pt100溫度傳感器輸出信號的測量，設(shè)計了具有高共模抑制比、高輸入阻抗、低失調(diào)電壓等特點的放大濾波電路；為實現(xiàn)測控系統(tǒng)的高速采集、精確控制和穩(wěn)定通訊功能，選擇了高精度傳感器、多功能數(shù)據(jù)采集卡、高性能PLC和通訊接口卡。
　　第三，為實現(xiàn)臺架的測控功能，進行了S120變頻系統(tǒng)的調(diào)試、PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的組建和上位機軟件的設(shè)計：利用

5、SIZER軟件完成S120變頻驅(qū)動系統(tǒng)的硬件組態(tài)，并利用STARTER軟件實現(xiàn)電機優(yōu)化；利用STEP7組態(tài)PROFIBUS-DP 通訊網(wǎng)絡(luò)的各個站點，設(shè)置通訊報文，對PLC進行編程來實現(xiàn)主從站之間的周期性和非周期性數(shù)據(jù)通訊；借助第三方DF PROFI Ⅱ通訊板卡，在上位機端通過LabVIEW的編程實現(xiàn)工控機從站與PLC主站的PROFIBUS-DP通訊；利用LabVIEW完成數(shù)據(jù)采集和用戶界面的開發(fā)。
　　第四，為了順利完

6、成前置后驅(qū)機械式變速器傳動效率試驗和溫升試驗，結(jié)合企業(yè)技術(shù)中心對變速器試驗的實際要求，制定了具體的試驗程序，完成了相關(guān)測試，并結(jié)合扭矩-傳動效率曲線和時間-潤滑油溫度曲線對結(jié)果進行簡單的分析。
　　該電封閉式FR機械變速器測試臺架結(jié)構(gòu)簡單，有較強的擴展性能，使用西門子高速電機驅(qū)動，能進行最高輸入轉(zhuǎn)速為6500r/min的變速器傳動試驗，采用共直流母線能量回饋電封閉結(jié)構(gòu)，實際從電網(wǎng)攝取的電能非常有限，與開放電功率流型機械變速器試驗臺