專利名稱：轎車變速器換檔試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種變速器換檔試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，特別是一種轎車變速器換檔試驗(yàn)臺(tái)可編程控制器控制系統(tǒng)，用于轎車機(jī)械工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
變速器同步器換檔性能、壽命試驗(yàn)是考驗(yàn)變速器的一項(xiàng)重要指標(biāo)，根據(jù)《中華人民共和國(guó)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中的“汽車機(jī)械式變速器 臺(tái)架試驗(yàn)方法”，編號(hào)QC/T 568-1999，變速器同步器換檔試驗(yàn)臺(tái)在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)該測(cè)量并記錄以下參數(shù)(1)換檔力；(2)同步扭矩；(3)同步轉(zhuǎn)速；(4)同步時(shí)間；(5)換檔移位；(6)同步器換檔次數(shù)，并滿足換檔頻率。目前轎車變速器試驗(yàn)室的換檔試驗(yàn)臺(tái)的控制與測(cè)量系統(tǒng)，存在參數(shù)修改與維修困難的問(wèn)題，嚴(yán)重影響變速器臺(tái)架試驗(yàn)的正常運(yùn)行。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，至今尚未發(fā)現(xiàn)與本實(shí)用新型主題相同或者類似的文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種轎車變速器換檔試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，通過(guò)將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用于變速器同步器換檔試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)，測(cè)量、記錄并修改各類參數(shù)，使其達(dá)到易操作、易修改、易維護(hù)的要求。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括光電開(kāi)關(guān)，反光柱，換檔氣缸，拉壓力傳感器，位移傳感器，選檔氣缸，氣缸底座，試驗(yàn)變速器，測(cè)速盤與測(cè)速傳感器，變速器輸出法蘭，變速器安裝支架，變速器傳動(dòng)軸，扭矩傳感器，慣量盤，變速箱，交流電機(jī)，控制柜，波形分析儀。其連接方式如下光電開(kāi)關(guān)設(shè)置在氣缸底座上，反光柱連接在選、換檔氣缸后輸出桿上，反射光信號(hào)。拉壓力傳感器通過(guò)螺紋與換檔氣缸、試驗(yàn)變速器的選換檔桿聯(lián)接，位移傳感器通過(guò)螺母與試驗(yàn)變速器的選換檔桿相連接，換檔氣缸和選檔氣缸、試驗(yàn)變速器的選換檔桿相聯(lián)接，試驗(yàn)變速器設(shè)置在變速器安裝支架上，通過(guò)汽車上的傳動(dòng)軸，把試驗(yàn)變速器的輸出法蘭和扭矩傳感器連接起來(lái)，而扭矩傳感器、慣量盤、變速箱、電機(jī)之間通過(guò)傳動(dòng)軸和法蘭相連接，控制柜通過(guò)電線和光電開(kāi)關(guān)連接，控制柜通過(guò)氣管和換檔氣缸、選檔氣缸連接。波形分析儀通過(guò)信號(hào)線和拉壓力傳感器、位移傳感器、測(cè)速盤與測(cè)速傳感器相連接。氣缸底座包括換檔氣缸底和選檔氣缸底座。
本實(shí)用新型引進(jìn)了控制柜和波形分析儀，交流電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速，通過(guò)變速箱來(lái)控制轉(zhuǎn)速的大范圍變化，加上相當(dāng)于汽車的慣量盤，然后通過(guò)傳動(dòng)軸聯(lián)接扭矩傳感器，測(cè)量試驗(yàn)變速器的輸出軸轉(zhuǎn)速。利用變速器傳動(dòng)軸使扭矩傳感器和試驗(yàn)變速器聯(lián)接起來(lái)。換檔氣缸、選檔氣缸和試驗(yàn)變速器的選換檔桿相聯(lián)接，而控制柜控制氣缸的動(dòng)作，來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)變速器的換檔試驗(yàn)。位移傳感器通過(guò)螺母與試驗(yàn)變速器的選換檔桿相連接，用來(lái)測(cè)量換檔位移。拉壓力傳感器用來(lái)測(cè)量換檔力，它通過(guò)螺紋把換檔氣缸和試驗(yàn)變速器的選換檔桿聯(lián)接起來(lái)。光電開(kāi)關(guān)通過(guò)信號(hào)線和控制柜連接，通過(guò)換檔氣缸或選檔氣缸后連接的反光柱，把接收到的光電信號(hào)反饋到可編程控制器，使可編程控制器繼續(xù)下面的程序，使試驗(yàn)繼續(xù)下去。波形分析儀用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄包括位移、換檔力、轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)和曲線。是變速器同步器性能的實(shí)時(shí)反映。
控制分成“手動(dòng)”與“自動(dòng)”兩種型式，且能自由切換?！笆謩?dòng)”與“自動(dòng)”互鎖，“開(kāi)始”與“停止”互鎖。在“手動(dòng)”的控制狀態(tài)下，每按一次按鈕，可編程控制器根據(jù)當(dāng)前的光電開(kāi)關(guān)的反饋信號(hào)，氣缸動(dòng)作一次。
控制柜內(nèi)設(shè)有可編程控制器、固態(tài)繼電器、電磁閥，各部件通過(guò)電路組合在控制柜里。
在“自動(dòng)”的控制狀態(tài)下，按下開(kāi)始按鈕。可編程控制器根據(jù)當(dāng)前的光電開(kāi)關(guān)的反饋信號(hào)，確定氣缸的當(dāng)前位置。根據(jù)現(xiàn)有的信息，程序往下運(yùn)行?？删幊炭刂破鬏敵鲂盘?hào)給控制柜中的固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器“常開(kāi)”觸點(diǎn)閉合，然后電磁閥打開(kāi)，壓縮空氣進(jìn)入氣缸。控制氣缸的前后動(dòng)作，在換檔氣缸或選檔氣缸的后輸出桿上安裝反光柱，光電開(kāi)關(guān)通過(guò)反光柱接收信號(hào)，使可編程控制器得到新的反饋信號(hào)，確定氣缸新的位置。這樣，周而復(fù)始，使試驗(yàn)順利進(jìn)行下去。
在“自動(dòng)”的控制狀態(tài)下，交流電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)法蘭帶動(dòng)變速箱，再帶動(dòng)慣量盤，通過(guò)傳動(dòng)軸帶動(dòng)扭矩傳感器，再通過(guò)試驗(yàn)變速器傳動(dòng)軸帶動(dòng)試驗(yàn)變速器。在同一個(gè)試驗(yàn)中，試驗(yàn)變速器輸出法蘭端的速度保持不變，扭矩傳感器可以測(cè)量試驗(yàn)變速器的輸出轉(zhuǎn)速，以此控制試驗(yàn)變速器的轉(zhuǎn)速，并隨時(shí)可以調(diào)整轉(zhuǎn)速。按下開(kāi)始按鈕以后開(kāi)始整個(gè)系統(tǒng)工作，首先可編程控制器根據(jù)當(dāng)前的光電開(kāi)關(guān)的反饋信號(hào)，識(shí)別換檔氣缸或選檔氣缸的當(dāng)前位置。根據(jù)現(xiàn)有的信息，程序往下運(yùn)行，可編程控制器輸出信號(hào)給固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器“常開(kāi)”觸點(diǎn)閉合，然后電磁閥打開(kāi)，壓縮空氣進(jìn)入換檔氣缸或選檔氣缸?？刂茡Q檔氣缸或選檔氣缸的前后動(dòng)作，在氣缸的后輸出桿上安裝反光柱，光電開(kāi)關(guān)通過(guò)反光柱接收信號(hào)，使可編程控制器得到新的反饋信號(hào)，確定換檔氣缸或選檔氣缸新的位置。這樣，周而復(fù)始，使試驗(yàn)順利進(jìn)行下去。在試驗(yàn)過(guò)程中，位移傳感器、拉壓力傳感器、測(cè)速盤與測(cè)速傳感器通過(guò)信號(hào)線和波形分析儀相連接，用來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量、監(jiān)視換檔位移、換檔力和實(shí)驗(yàn)變速器輸入轉(zhuǎn)速的變化。換檔氣缸或選檔氣缸，試驗(yàn)換檔時(shí)就用換檔氣缸，試驗(yàn)選檔時(shí)就用選檔氣缸，看試驗(yàn)的要求。
本實(shí)用新型利用可編程控制系統(tǒng)改造好的試驗(yàn)臺(tái)具有以下特點(diǎn)、功能系統(tǒng)控制的試驗(yàn)臺(tái)分成手動(dòng)與自動(dòng)兩種運(yùn)行方式，且能自由切換；在試驗(yàn)過(guò)程中具有顯示、記錄試驗(yàn)的換檔行程、同步時(shí)間、換檔力及輸入軸轉(zhuǎn)速同步曲線的功能，具有多通道波形顯示能力來(lái)獲得換檔過(guò)程曲線；換檔行程有9.5mm和10.5mm兩種可調(diào)行程，誤差為±0.1mm；具有換檔超次報(bào)警(在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有換檔到位，就自動(dòng)復(fù)位，重新進(jìn)檔，連續(xù)超過(guò)5次沒(méi)有成功，即停止試驗(yàn))、油溫報(bào)警的功能。


圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖中1.光電開(kāi)關(guān)，2.反光柱，3.換檔氣缸，4.拉壓力傳感器，5.位移傳感器，6.選檔氣缸，7.選換檔桿，8.試驗(yàn)變速器，9.測(cè)速盤與測(cè)速傳感器，10.變速器輸出法蘭，11.變速器傳動(dòng)軸，12.扭矩傳感器，13.傳動(dòng)軸，14.慣量盤，15.法蘭，16.變速箱，17.交流電機(jī)，18控制柜，19.波形分析儀，20.信號(hào)線，21.光電信號(hào)線，22.氣管，23.氣缸底座，24.變速器安裝支架。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括光電開(kāi)關(guān)1，反光柱2，換檔氣缸3，拉壓力傳感器4，位移傳感器5，選檔氣缸6，試驗(yàn)變速器8，測(cè)速盤與測(cè)速傳感器9，變速器輸出法蘭10，變速器傳動(dòng)軸11，扭矩傳感器12，慣量盤14，變速箱16，交流電機(jī)17，控制柜18，波形分析儀19，氣缸底座23，變速器安裝支架24。其連接方式如下光電開(kāi)關(guān)1設(shè)置在氣缸底座23上，反光柱2連接在選檔氣缸6、換檔氣缸3后輸出桿上，拉壓力傳感器4通過(guò)螺紋與換檔氣缸3、試驗(yàn)變速器8的選換檔桿7聯(lián)接，位移傳感器5通過(guò)螺母與選換檔桿7相連接，換檔氣缸3和選檔氣缸6、試驗(yàn)變速器8的選換檔桿7相聯(lián)接，試驗(yàn)變速器8設(shè)置在變速器安裝支架24上，通過(guò)汽車上的變速器傳動(dòng)軸11，把變速器輸出法蘭10和扭矩傳感器12連接起來(lái)，扭矩傳感器12、慣量盤14、變速箱16、交流電機(jī)17相連接，控制柜18和光電開(kāi)關(guān)1、換檔氣缸3、選檔氣缸6連接。波形分析儀19和拉壓力傳感器4、位移傳感器5、測(cè)速盤與測(cè)速傳感器9相連接。
慣量盤14、變速箱16、交流電機(jī)17之間通過(guò)傳動(dòng)軸13和法蘭15相連接。
控制柜18通過(guò)光電信號(hào)線21和光電開(kāi)關(guān)1連接，控制柜18通過(guò)氣管22和換檔氣缸3、選檔氣缸6連接。波形分析儀19通過(guò)信號(hào)線20和拉壓力傳感器4、位移傳感器5、測(cè)速盤與測(cè)速傳感器9相連接。
氣缸底座23包括換檔氣缸底和選檔氣缸底座。
控制柜18內(nèi)設(shè)有可編程控制器S7-200、固態(tài)繼電器KA、電磁閥GF，通過(guò)電路組合在控制柜里。
在“自動(dòng)”的控制狀態(tài)下，交流電機(jī)17啟動(dòng)，通過(guò)法蘭15帶動(dòng)變速箱16，再帶動(dòng)慣量盤14，通過(guò)傳動(dòng)軸13帶動(dòng)扭矩傳感器12，再通過(guò)試驗(yàn)變速器傳動(dòng)軸帶動(dòng)試驗(yàn)變速器8。在同一個(gè)試驗(yàn)中，試驗(yàn)變速器8輸出法蘭端的速度保持不變，扭矩傳感器12可以測(cè)量試驗(yàn)變速器8的輸出轉(zhuǎn)速，以此控制試驗(yàn)變速器8的轉(zhuǎn)速，并隨時(shí)可以調(diào)整轉(zhuǎn)速。按下開(kāi)始按鈕以后開(kāi)始整個(gè)系統(tǒng)工作，首先可編程控制器S7-200根據(jù)當(dāng)前的光電開(kāi)關(guān)1的反饋信號(hào)，識(shí)別換檔氣缸3或選檔氣缸6的當(dāng)前位置。根據(jù)現(xiàn)有的信息，程序往下運(yùn)行，可編程控制器S7-200輸出信號(hào)給固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器“常開(kāi)”觸點(diǎn)閉合，然后電磁閥打開(kāi)，壓縮空氣進(jìn)入氣缸。控制氣缸的前后動(dòng)作，在氣缸的后輸出桿上安裝反光柱2，光電開(kāi)關(guān)1通過(guò)反光柱2接收信號(hào)，使可編程控制器S7-200得到新的反饋信號(hào)，確定換檔氣缸3或選檔氣缸6新的位置。這樣，周而復(fù)始，使試驗(yàn)順利進(jìn)行下去。在試驗(yàn)過(guò)程中，位移傳感器5、拉壓力傳感器4、測(cè)速盤與測(cè)速傳感器9通過(guò)信號(hào)線和AF-550波形分析儀19相連接，用來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量、監(jiān)視換檔位移、換檔力和實(shí)驗(yàn)變速器8輸入轉(zhuǎn)速的變化。具體的情況如下表一表一

本實(shí)用新型達(dá)到控制目的(1)手動(dòng)時(shí)，自動(dòng)開(kāi)始與停止無(wú)效。
(2)自動(dòng)時(shí)，才能使開(kāi)始與停止有效。
(3)在任何位置，自動(dòng)都能開(kāi)始與停止。
(4)當(dāng)自動(dòng)與手動(dòng)切換時(shí)，氣閥保持原先接通與斷開(kāi)方式。
(5)當(dāng)0→2、0→3超過(guò)設(shè)定時(shí)間還沒(méi)有到位，就自動(dòng)復(fù)位，重新進(jìn)檔，超過(guò)五次沒(méi)有到位，馬上停止試驗(yàn)并輸出報(bào)警。
權(quán)利要求1.一種轎車變速器換檔試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括光電開(kāi)關(guān)(1)、反光柱(2)、換檔氣缸(3)、拉壓力傳感器(4)、位移傳感器(5)、選檔氣缸(6)、試驗(yàn)變速器(8)、測(cè)速盤與測(cè)速傳感器(9)、變速器輸出法蘭(10)、變速器傳動(dòng)軸(11)、扭矩傳感器(12)、慣量盤(14)、變速箱(16)、交流電機(jī)(17)、控制柜(18)、波形分析儀(19)、氣缸底座(23)、變速器安裝支架(24)，其連接方式如下光電開(kāi)關(guān)(1)設(shè)置在氣缸底座(23)上，反光柱(2)連接在選檔氣缸(6)、換檔氣缸(3)后輸出桿上，拉壓力傳感器(4)與換檔氣缸(3)、試驗(yàn)變速器(8)的選換檔桿(7)聯(lián)接，位移傳感器(5)與選換檔桿(7)相連接，換檔氣缸(3)和選檔氣缸(6)、試驗(yàn)變速器(8)的選換檔桿(7)相聯(lián)接，試驗(yàn)變速器(8)設(shè)置在變速器安裝支架(24)上，變速器輸出法蘭(10)和扭矩傳感器(12)通過(guò)汽車上的變速器傳動(dòng)軸(11)連接，扭矩傳感器(12)、慣量盤(14)、變速箱(16)、交流電機(jī)(17)相連接，控制柜(18)通過(guò)和光電開(kāi)關(guān)(1)、換檔氣缸(3)、選檔氣缸(6)連接，波形分析儀(19)和拉壓力傳感器(4)、位移傳感器(5)、測(cè)速盤與測(cè)速傳感器(9)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轎車變速器換檔試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，其特征是，控制柜(18)通過(guò)光電信號(hào)線(21)和光電開(kāi)關(guān)(1)連接，控制柜(18)通過(guò)氣管(22)和換檔氣缸(3)、選檔氣缸(6)連接，波形分析儀(19)通過(guò)信號(hào)線(20)和拉壓力傳感器(4)、位移傳感器(5)、測(cè)速盤與測(cè)速傳感器(9)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轎車變速器換檔試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，其特征是，扭矩傳感器(12)、慣量盤(14)、變速箱(16)、交流電機(jī)(17)之間通過(guò)傳動(dòng)軸(13)和法蘭(15)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轎車變速器換檔試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，其特征是，控制柜(18)內(nèi)設(shè)有可編程控制器S7-200、固態(tài)繼電器KA、電磁閥GF，通過(guò)電路組合在控制柜里。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轎車變速器換檔試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，其特征是，氣缸底座(23)包括換檔氣缸底和選檔氣缸底座。
專利摘要一種轎車變速器換檔試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)，用于轎車機(jī)械工程領(lǐng)域。本實(shí)用新型中，光電開(kāi)關(guān)設(shè)置在氣缸底座上，反光柱連接在選檔氣缸、換檔氣缸后輸出桿上，拉壓力傳感器與換檔氣缸、試驗(yàn)變速器的選換檔桿聯(lián)接，位移傳感器與選換檔桿相連接，換檔氣缸和選檔氣缸、試驗(yàn)變速器的選換檔桿相聯(lián)接，試驗(yàn)變速器設(shè)置在變速器安裝支架上，變速器輸出法蘭和扭矩傳感器通過(guò)汽車上的變速器傳動(dòng)軸連接，扭矩傳感器、慣量盤、變速箱、交流電機(jī)相連接，控制柜通過(guò)和光電開(kāi)關(guān)、換檔氣缸、選檔氣缸連接，波形分析儀和拉壓力傳感器、位移傳感器、測(cè)速盤與測(cè)速傳感器相連接。本實(shí)用新型采用PLC控制系統(tǒng)，測(cè)量、記錄并修改各類參數(shù)，具有易操作、易修改、易維護(hù)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M13/02GK2742418SQ20042010973
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月11日
發(fā)明者楊黎強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海汽車股份有限公司