一種活齒無級變速器的試驗臺架及其啟動控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種活齒無級變速器的試驗技術，具體涉及一種活齒無級變速器系統(tǒng)性能研究及優(yōu)化的試驗臺架。
【背景技術】
[0002]在機械領域中齒輪傳動是應用非常廣泛的一種傳動機構，但是這種機構制造精度和安裝精度高，其傳動比固定，無法實現(xiàn)無級變速。隨著科技的迅猛發(fā)展，無級變速器作為較為理想的變速器，在汽車行業(yè)得到普遍應用。專利200580039668.6 (滑片變形齒無級嚙合活齒輪，授權公告日:2009年6月10日，授權公告號:CN 100498006C)中介紹了一種滑片變形活齒無級嚙合活齒輪裝置，活齒無級變速裝置是建立在活齒嚙合理論基礎上的一種新型無級變速器，這種活齒無級變速器是一種非摩擦式變形活齒無級變速傳動裝置，它改變了傳統(tǒng)無級變速摩擦/牽引傳動方式，突破了無級變速固有的功率/效率屏障，可以實現(xiàn)大功率、高效率傳遞動力。
[0003]但是這種傳統(tǒng)滑片變形活齒無級變速器還存在很大缺陷，即在起步階段離心力不足以使從動輪的滑片甩出時，會產生金屬齒形鏈與從動輪的打滑現(xiàn)象。鏈條打滑會造成鏈條和從動輪之間的磨損，減少裝置使用壽命，嚴重時會造成裝置無法啟動。

【發(fā)明內容】

[0004]專利200580039668.6中提出了一種活齒無級變速傳動裝置，但該裝置在起步階段存在打滑問題，為了解決該問題本發(fā)明設計出一種活齒無級變速器的試驗臺架，設計的傳動系統(tǒng)能從根本上解決活齒無級變速器的啟動問題；另外，該臺架能實現(xiàn)發(fā)動機與電機的混合動力系統(tǒng)的試驗研究以及活齒無級變速器性能的試驗研究。因此，本發(fā)明是針對于活齒無級變速器的啟動問題及性能測試而提出的一種功能完善、結構緊湊的系統(tǒng)性能測試試驗臺架。
[0005]一種活齒無級變速器的試驗臺架，其特征在于:依次包括發(fā)動機1、轉速轉矩傳感器3、第一電磁離合器4、活齒無級變速器5、第二電磁離合器6、測功機7，以上各部件兩兩之間通過聯(lián)軸器連接。
[0006]另外電機8通過聯(lián)軸器連接到活齒無級變速器5的一個輸入軸，控制器9分別連到發(fā)動機1和電機8。
[0007]其中活齒無級變速器5包括兩個輸入軸、一個輸出軸以及一對活齒輪；兩個輸入軸分別是:與第一電磁離合器4連接的是活齒無級變速器5的主動軸輸入軸；和電機連接的是活齒無級變速器的從動軸輸入軸。
[0008]應用所述試驗臺架的方法，其特征在于:在活齒無級變速器運行前，第一電磁離合器接合，第二電磁離合器斷開，使傳動系統(tǒng)處于空載狀態(tài)；在發(fā)動機運行時，同時控制電機轉速為活齒無級變速器的從動輪提供轉速，電機轉速從零增加直至從動輪滑片在離心力的作用下能夠甩出活齒槽并與金屬齒形鏈的鏈齒完成嚙合，當從動輪嚙合穩(wěn)定后接合第二電磁離合器，使傳動系統(tǒng)輸出功率。
[0009]本發(fā)明提出的活齒無級變速器的試驗臺架包括發(fā)動機、電機、轉速轉矩傳感器、電磁離合器、測功機以及活齒無級變速器等主要部件。其中轉速轉矩傳感器安裝在發(fā)動機與活齒無級變速器主動輪輸入軸之間，電磁離合器安裝在發(fā)動機與活齒無級變速器之間以及活齒無級變速器與測功機之間，電機與活齒無級變速器從動軸的輸入端相連，活齒無級變速器從動輪的輸出軸與測功機相連，各部件之間通過聯(lián)軸器連接。
[0010]本發(fā)明設計的活齒無級變速器的試驗臺架中，電機一方面作為起步電機，即在活齒無級變速器運行的起步階段，給從動輪提供與主動輪相匹配的轉速，從而使從動輪在起步階段具有足以使滑片甩出的離心力，完成活齒與金屬齒形鏈的嚙合，從根本上解決活齒無級變速器起步階段打滑的問題；另一方面作為動力驅動裝置來構成發(fā)動機和電機的混合動力驅動系統(tǒng)。
[0011]綜上所述，本發(fā)明具有如下特點:本發(fā)明提出了一種活齒無級變速器的試驗臺架及其啟動控制方法，該裝置能夠解決傳統(tǒng)活齒無級變速器起步階段打滑的缺陷，保證裝置的平穩(wěn)啟動并減少金屬齒形鏈與錐輪間的磨損，延長裝置使用壽命；本發(fā)明實現(xiàn)了一種混合動力系統(tǒng)的試驗臺架，活齒無級變速器可作為混合動力系統(tǒng)的功率耦合器，該功率耦合器在實現(xiàn)無級調速的同時可輸出大轉矩，兼具了齒輪變速器和摩擦式傳動無級變速器的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0012]圖1為活齒無級變速器試驗臺架的結構組成示意圖。
[0013]其中:
[0014]1、發(fā)動機2、聯(lián)軸器
[0015]3、轉速轉矩傳感器4、第一電磁離合器
[0016]5、活齒無級變速器6、第二電磁離合器
[0017]7、測功機8、電機
[0018]9、控制器
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明的實施例如圖1所示。
[0020]本發(fā)明設計的活齒無級變速器的試驗臺架主要包括發(fā)動機、轉速轉矩傳感器、電磁離合器、聯(lián)軸器、活齒無級變速器、測功機、電機及控制器。發(fā)動機與活齒無級變速器主動輪的輸入軸之間通過第一電磁離合器相連，并在發(fā)動機與第一電磁離合器之間布置有轉速轉矩傳感器，活齒無級變速器輸出軸與測功機之間通過第二電磁離合器相連，電機與活齒無級變速器從動輪的輸入軸相連，發(fā)動機與電機通過控制器控制。
[0021]本發(fā)明在該試驗臺架的基礎上提出了一種活齒無級變速器的啟動控制方法，即在活齒無級變速器運行前，第一電磁離合器接合，第二電磁離合器斷開，使傳動系統(tǒng)處于空載狀態(tài)，在發(fā)動機運行時，同時控制電機為活齒無級變速器的從動輪提供一定的轉速，使得從動輪的滑片在離心力的作用下能夠甩出活齒槽并與金屬齒形鏈的鏈齒完成嚙合，以此來解決啟動過程金屬齒形鏈與從動輪的打滑問題，而電機提供給從動輪的轉速應為能使從動輪滑片甩出所需的最小轉速，即電機輸出轉速應逐漸增加，當從動輪滑片完成嚙合后電機可不再提供轉速。當從動輪嚙合穩(wěn)定，能平穩(wěn)輸出轉矩時，接合第二電磁離合器，使傳動系統(tǒng)輸出功率。
[0022]另外，本發(fā)明通過驅動電機為活齒無級變速器的從動輪提供一定的轉速，來解決啟動過程中從動輪與金屬齒形鏈的打滑問題，這種傳動結構同時構成了發(fā)動機和電機的混合動力系統(tǒng)，活齒無級變速器作為可變速比的功率耦合器來進行發(fā)動機和電機的動力耦合，在運行平穩(wěn)后電機仍可作為驅動裝置來為系統(tǒng)提供動力。
【主權項】
1.一種活齒無級變速器的試驗臺架，其特征在于:依次包括發(fā)動機、轉速轉矩傳感器、第一電磁離合器、活齒無級變速器、第二電磁離合器、測功機，以上各部件兩兩之間通過聯(lián)軸器連接； 另外電機通過聯(lián)軸器連接到活齒無級變速器的一個輸入軸，控制器分別連到發(fā)動機和電機； 其中活齒無級變速器包括兩個輸入軸、一個輸出軸以及一對活齒輪；兩個輸入軸分別是:與第一電磁離合器連接的是活齒無級變速器的主動軸輸入軸；和電機連接的是活齒無級變速器的從動軸輸入軸。2.應用如權利要求1所述試驗臺架的方法，其特征在于:在活齒無級變速器運行前，第一電磁離合器接合，第二電磁離合器斷開，使傳動系統(tǒng)處于空載狀態(tài)；在發(fā)動機運行時，同時控制電機轉速為活齒無級變速器的從動輪提供轉速，電機轉速從零增加直至從動輪滑片在離心力的作用下能夠甩出活齒槽并與金屬齒形鏈的鏈齒完成嚙合，當從動輪嚙合穩(wěn)定后接合第二電磁離合器，使傳動系統(tǒng)輸出功率。
【專利摘要】一種活齒無級變速器的試驗臺架涉及活齒無級變速器技術領域。其包括發(fā)動機、轉速轉矩傳感器、第一電磁離合器、活齒無級變速器、第二電磁離合器、測功機，以上各部件兩兩之間通過聯(lián)軸器連接；電機通過聯(lián)軸器連接到活齒無級變速器的一個輸入軸，控制器分別連到發(fā)動機和電機。電機一方面在活齒無級變速器運行的起步階段，給從動輪提供與主動輪相匹配的轉速，從而使從動輪在起步階段具有足以使滑片甩出的離心力，完成活齒與金屬齒形鏈的嚙合，從根本上解決活齒無級變速器起步階段打滑的問題；另一方面作為動力驅動裝置來構成發(fā)動機和電機的混合動力驅動系統(tǒng)。整個試驗系統(tǒng)功能完善、布置緊湊、測試方案簡單，易于控制和實現(xiàn)。
【IPC分類】G01M13/02, G05B19/04
【公開號】CN105258944
【申請?zhí)枴緾N201510742875
【發(fā)明人】馮能蓮, 米磊, 陳龍科, 王軍, 張春強
【申請人】北京工業(yè)大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月4日