一种分离式离合器总成扭转疲劳测试系统及方法
阅读说明：本技术 一种分离式离合器总成扭转疲劳测试系统及方法 (Torsion fatigue test system and method for separating clutch assembly ) 是由 张磊 严鉴铂 刘义 郭明 程龙 郑乐 李一凡 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种分离式离合器总成扭转疲劳测试系统及方法,采用原变速器的控制系统和冷却润滑油路,取消了原变速器后端的行星排齿轮结构,增加了一套单独的液压源,保证了分离式离合器的控制和润滑与装配在变速器中的实际运行边界的一致性；同时,只需一台测功机即可完成分离式离合器总成的扭转疲劳测试；本系统结构简单、设备成本低,测试精度高,使用后可以有效提高系统效率,降低能耗。(The invention discloses a torsion fatigue test system and a method for a separating clutch assembly, which adopts a control system and a cooling and lubricating oil circuit of an original speed changer, cancels a planetary gear structure at the rear end of the original speed changer, adds a set of independent hydraulic source, and ensures the consistency of the control and lubrication of the separating clutch and the actual operation boundary assembled in the speed changer; meanwhile, the torsional fatigue test of the separated clutch assembly can be completed only by one dynamometer; the system has the advantages of simple structure, low equipment cost and high test precision, and can effectively improve the system efficiency and reduce the energy consumption after being used.)
技术领域
本发明属于测试工件疲劳测试领域，具体涉及一种分离式离合器总成扭转疲劳测试系统及方法。
背景技术
为了满足油耗限值的要求，各大厂商都在规划适合自己的技术路线，而混合动力作为当中的有效途径之一，因为节能效果明显、更能满足目前市场及消费者需求而被车企较为重视和看好。P2混合动力作为一种强混合动力技术方案较为流行。在结构上，P2结构需要在发动机和变速器之间加入一个电机和分离式离合器模块，发动机和变速器无需大的改变即可实现混动效果。整个模块最核心的就是分离离合器、电机、控制阀块。分离式离合器模块作为P2模块中重要的一个总成，扮演了重要的作用，提供发动机、电机和变速器之间的连接和切换。因此，研究测试分离离合器的性能对于P2混合动力模块的性能来说，十分有必要。尤其是在高能量工况下，分离离合器是否有优异的耐久性能，影响整个混动变速器的性能。
现有测试设备中没有单独针对分离式离合器总成进行扭转疲劳测试，在考核分离式离合器的功能性时，都是利用现成的变速器整箱疲劳寿命试验设备，在变速器总成中进行扭转疲劳测试来考察分离式离合器的扭转疲劳测试。这种测试方法不能够完整的体现分离式离合器总成的疲劳耐久性能，并且测试过程中如果除分离式离合器总成之外的其它零部件出现失效，则应当立即停止试验，必须重新更换相应的零部件后方可继续进行扭转耐久试验。试验系统中需要投入的设备较多，包括输入电机、输出电机、变速器冷却系统等等，且最终的试验结果不能直接反应被试件的性能，只能间接地通过对变速器整箱的考察来确认分离式离合器的性能，同时该系统的效率低，能耗大。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种分离式离合器总成扭转疲劳测试系统及方法。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种分离式离合器总成扭转疲劳测试系统，其特征在于，包括控制模块，所述控制模块分别连接有测功机、检测装置、温控系统、液压源和TCU控制器；
所述测功机的输出端传动连接有待测件，所述检测装置设置于测功机和待测件之间；
所述液压源的输出端和输入端分别接入待测件，用于向待测件提供稳定的液压和过滤液压油；
所述温控系统设置于液压源的输出管路上；
所述TCU控制器用于控制待测件的动作。
进一步，所述待测件固定于安装底座，待测件的输出端接入输出底座。
进一步，所述检测装置包括扭矩仪、转速传感器、角度传感器。
进一步，所述扭矩仪、转速传感器、角度传感器的采集输出端均接入控制模块。
进一步，所述温控系统包括热交换器和流量调节装置
所述热交换器设置于液压源的输出管路上；
所述流量调节装置输出端接入热交换器，用以提供冷却水和检测冷却水的温度和压力。
进一步，所述待测件还接入检测模块；
检测模块包括电压型压力传感器采集通道和温度采集通道。
进一步，所述TCU控制器和检测模块的输出端均分别接入变速器标定设备；所述变速器标定设备接入控制模块。
进一步，所述TCU控制器和检测模块均连接有电源。
一种分离式离合器总成扭转疲劳测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：调整温控系统使得液压油温度为70-90℃，对待测件进行热侵和稳定测试件的温度，通过温控系统和TCU控制器向待测件持续提供冷却润滑流量；
S2：调整液压源的压力为20bar，使得待测件闭合；
S3：控制模块输出合适的加载频率，使测功机的扭矩的输入扭矩在Tqneg和Tqpos之间变化，同时避免扭矩过冲，确保采集到的扭矩曲线平滑无尖峰，且带动待测件工作；
S4：保持步骤S3的测试，若检测装置传至控制模块中显示异常数据，则此待测件不合格；若直至待测件预估运转时间内均未出现异常数据，则此待测件合格。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开一种分离式离合器总成扭转疲劳测试系统，采用原变速器的控制系统和冷却润滑油路，取消了原变速器后端的行星排齿轮结构，增加了一套单独的液压源，保证了分离式离合器的控制和润滑与装配在变速器中的实际运行边界的一致性；同时，只需一台测功机即可完成分离式离合器总成的扭转疲劳测试；本系统结构简单、设备成本低，测试精度高，使用后可以有效提高系统效率，降低能耗。
进一步，检测装置包括扭矩仪、转速传感器、角度传感器，具体用来测量待测件的扭矩、转速及输入轴的角度位置，扭矩仪用来实时监测待测件的扭矩值，在扭矩超过设定的限值时，能够触发整个测试系统紧急停止；转速传感器在测试期间连续监测系统的转速，当监测到系统有转速时，能够触发本系统紧急停止；角度传感器用来测量输入轴的相对角度位置，用以识别本系统是否发生塑性变形，并且能够触发本系统紧急停止，这种预防措施旨在发生故障时，可以有效保护待测件。
本发明公开一种分离式离合器总成扭转疲劳测试方法，本方法通过调整温控系统和TCU控制器，使其满足待测件的测试要求，控制模块控制测功机的扭矩的加载频率，通过观测检测装置传至控制模块的数值变化即可得到待测件的疲劳度信息，本方法操作简单，能够极大地提高测试精度和测试效率；同时本方法能够适用于不同变速器上的分离式离合器总成，具有很强的通用性。
附图说明
图1为本发明具体实施例中一种分离式离合器总成扭转疲劳测试系统的示意图。
图中：控制模块1，测功机2，检测装置3，温控系统4，热交换器40，流量调节装置41，液压源5，TCU控制器6，安装底座7，输出底座70，待测件8，检测模块9，变速器标定设备10，电源11。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明公开一种分离式离合器总成扭转疲劳测试系统及方法，如图1所示，包括控制模块1，所述控制模块1分别连接有测功机2、检测装置3、温控系统4、液压源5和TCU控制器6；
所述测功机2的输出端传动连接有待测件8，所述检测装置3设置于测功机2和待测件8之间；
所述液压源5的输出端和输入端分别接入待测件8，用于向待测件8提供稳定的液压和过滤液压油；
所述温控系统4设置于液压源5的输出管路上；
所述TCU控制器6用于控制待测件8的动作。
具体的，测功机2是本系统的动力源，能够按照设定的测试频率在需求的正扭矩和负扭矩之间循环，同时测功机2具有自我保护功能，避免扭矩过冲而损坏；
所述待测件8为分离式离合器总成，该总成装配在一个壳体中，并且润滑油路和冷却油路均与变速器总成保持一致，同时，由液压源7给待测件8提供所需要的主供油及润滑油，从待测件8出来的液压油经过温控系统4进行冷却；
所述控制模块1作为本系统的上位机，发送和接收指令，控制整个系统的运转。
本发明提供的一种优选实施例为，所述待测件8固定于安装底座7，待测件8的输出端接入输出底座70。
具体的，待测件8包括输入端和输出端，输入端安装在安装底座7上，输出端通过法兰与固定在输出底座70上，进一步的，待测件8的输入端通过联轴器和传动轴与测功机2的输出端连接，用以实现待测件8的运转。
本发明提供的另一种优选实施例为，所述检测装置3包括扭矩仪、转速传感器、角度传感器。
进一步的，所述扭矩仪、转速传感器、角度传感器的采集输出端均接入控制模块1，具体用来测量待测件的扭矩、转速及输入轴的角度位置，扭矩仪用来实时监测待测件的扭矩值，在扭矩超过设定的限值时，能够触发整个测试系统紧急停止；转速传感器在测试期间连续监测系统的转速，当监测到系统有转速时，能够触发本系统紧急停止；角度传感器用来测量输入轴的相对角度位置，用以识别本系统是否发生塑性变形，并且能够触发本系统紧急停止，这种预防措施旨在发生故障时，可以有效保护待测件8。
本发明提供的另一种优选实施例为，所述温控系统4包括热交换器40和流量调节装置41
所述热交换器40设置于液压源5的输出管路上，所述热交换器40用来冷却本系统液压油，并控制进入待测件8内部的液压油温度，当液压油温度较低时，动力开关阀打开，形成一个小循环，待油温升高后，动力开关阀关闭，参与到大循环中；
所述流量调节装置41输出端接入热交换器40，用以提供冷却水和检测冷却水的温度和压力。
本发明提供的另一种优选实施例为，所述待测件8还接入检测模块9；
检测模块9包括电压型压力传感器采集通道和温度采集通道，进一步的温度采集通道采用PT100温度采集通道。
本发明提供的另一种优选实施例为，所述TCU控制器6和检测模块9的输出端均分别接入变速器标定设备10；所述变速器标定设备10接入控制模块1；
具体的，变速器标定设备10用于读取TCU控制器6中的信号和CAN总线上的信号，实现控制模块1和TCU控制器6的通讯。
进一步的，所述TCU控制器6和检测模块9均连接有电源11；具体的，电源11采用12V电压；进一步的，TCU控制器6包括一个接口与12V电源11相连接接，且同时连接待测件8内部线束接口，另一个接口通过CAN线与控制电脑相接，用来控制待测件8的动作。
本发明公开一种分离式离合器总成扭转疲劳测试方法，包括以下步骤：
S1：调整温控系统4使得液压油温度为70-90℃，对待测件8进行热侵和稳定测试件的温度，通过温控系统4和TCU控制器6向待测件8持续提供冷却润滑流量；
S2：调整液压源5的压力为20bar，使得待测件闭合；
S3：控制模块1输出合适的加载频率，使测功机2的扭矩的输入扭矩在Tqneg和Tqpos之间变化，同时避免扭矩过冲，确保采集到的扭矩曲线平滑无尖峰，且带动待测件8工作；
S4：保持步骤S3的测试，若检测装置3传至控制模块1中显示异常数据，则此待测件8不合格；若直至待测件8预估运转时间内均未出现异常数据，则此待测件8合格。
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