一种发动机冷却风扇硅油离合器阻尼测试试验台及方法技术

本发明专利技术公开了一种发动机冷却风扇硅油离合器阻尼测试试验台及方法，包括扭转激振系统、硅油离合器驱动系统、数据采集系统、处理控制系统，扭转激振系统包括激振电机和行星齿轮激振箱，对试验台产生频率可调的持续简谐力矩激励；硅油离合器驱动系统包括主轴电机、磁粉离合器、同步带轮和扭振轴，可实现硅油离合器的旋转运动；数据采集系统采集的工作接盘的转速信号经过处理控制系统，得到试验台第二阶固有频率，进而计算硅油离合器阻尼。本发明专利技术实现硅油离合器在旋转过程中施加激振力矩，模拟其实际工况；使用角度编码器以软件定时方式采集扭振转速信号后进行自动处理，无需加装其他数据采集设备，降低了制作成本，保证测试结果具有较高的精度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括扭转激振系统、硅油离合器驱动系统、数据采集系统、处理控制系统，扭转激振系统包括激振电机和行星齿轮激振箱，对试验台产生频率可调的持续简谐力矩激励；硅油离合器驱动系统包括主轴电机、磁粉离合器、同步带轮和扭振轴，可实现硅油离合器的旋转运动；数据采集系统采集的工作接盘的转速信号经过处理控制系统，得到试验台第二阶固有频率，进而计算硅油离合器阻尼。本专利技术实现硅油离合器在旋转过程中施加激振力矩，模拟其实际工况；使用角度编码器以软件定时方式采集扭振转速信号后进行自动处理，无需加装其他数据采集设备，降低了制作成本，保证测试结果具有较高的精度。【专利说明】—种发动机冷却风扇硅油离合器阻尼测试试验台及方法
本专利技术涉及，特别涉及一种由两台伺服电机驱动的行星齿轮激振箱产生持续的简谐力矩激励，同时驱动硅油离合器旋转，以模拟发动机曲轴旋转过程中产生扭转振动的实际工况，并利用运动控制器实现基于软件定时的数据采集处理和电气设备自动控制的发动机冷却风扇硅油离合器阻尼测试试验台及方法。
技术介绍
汽车的风扇自动离合技术是汽车发动机冷却系统的关键技术之一。娃油离合器是利用硅油的粘性剪切力传递力矩的传动装置。与传统的冷却风扇相比，硅油离合器可以根据控制温度的要求，自动调节风扇转速，使发动机在最佳工作温度下工作，因此在不同的发动机冷却系统中有着广泛的应用。硅油离合器不仅可以减低发动机的燃油消耗，而且能有效降低风扇的振动噪声和减少发动机的排放。目前有关发动机硅油离合器性能测试的研究主要集中在温度特性试验、转速特性试验和可靠性试验。温度特性试验测试硅油离合器输入转速保持在最高转速，输出转速随温度变化的函数关系，主要考核感温圈动作准备性、硅油粘度和硅油量是否合适。转速特性试验测试不同温度下，硅油离合器输出转速随输入转速变化的函数关系，用于考核硅油离合器在各种工况下的工作性能。可靠性试验分为高温高速强化试验和循环试验。高温高速强化试验主要考核硅油的耐热性、轴承的可靠性和密封性。循环试验主要考核硅油和轴承的耐热性和进油结构的温度灵敏度。硅油离合器主动板与发动机曲轴联接，从动板与风扇联接。主动件和从动件之间充满硅油，其相互作用可等效为一阻尼器。发动机工作时产生的曲轴扭转振动，会经过硅油的阻尼作用传递到冷却风扇。如果硅油离合器阻尼与发动机曲轴系统不匹配，冷却风扇会产生较大扭转振动，甚至产生共振，从而影响硅油离合器总成的使用寿命。因此对发动机硅油离合器进行阻尼测试具有十分重要的意义。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术一方面提供一种发动机冷却风扇硅油离合器阻尼测试试验台，另一方面提出了一套与之配合的测试试验及方法，能够测试硅油离合器的阻尼，用于研究冷却风扇的扭转振动。本专利技术的提供的一种发动机冷却风扇硅油离合器阻尼测试试验台所采用的技术方案是:—种测试发动机冷却风扇硅油离合器阻尼的试验台，包括扭转激振系统、硅油离合器驱动系统、数据采集系统、处理控制系统；所述扭转激振系统包括能输出频率可调的持续简谐力矩激励的行星齿轮激振箱、激振电机，所述激振电机通过第一柔性联轴器与行星齿轮激振箱的输入端驱动连接；所述硅油离合器驱动系统包括主轴电机、磁粉离合器、同步带轮和扭振轴、工作接盘，所述磁粉离合器的输入端通过第二柔性联轴器与主轴电机驱动连接，输出端通过第二刚性联轴器与同步带轮驱动连接，所述同步带轮通过皮带与扭振轴驱动连接，所述扭振轴的一端通过第一刚性联轴器与行星齿轮激振箱的输出端相连接，另一端通过第三刚性联轴器与工作接盘相连接，所述工作接盘与硅油离合器主动件相连接；可实现硅油离合器的旋转运动；所述数据采集系统包括与工作接盘同轴连接的、用于采集工作接盘转速信号角度编码器；所述处理控制系统包括电路连接的PC机及运动控制器，所述运动控制器通过接口分别与主轴电机、激振电机、磁粉离合器、角度编码器相连接。进一步地，所述行星齿轮激振箱包括太阳轮、行星轮、齿轮箱体、行星架和偏心块、太阳轮轴和行星架轴，所述行星架设置在齿轮箱体内，包括两块相隔一定间距的右轴承座圆板和左轴承座圆板，所述左轴承座圆板和右轴承座圆板之间连接设置有联接杆，所述太阳轮轴通过平键与太阳轮相连接，并通过圆锥滚子轴承支承在齿轮箱体和行星架的左轴承座圆板上，所述太阳轮分别和4个行星轮进行啮合，行星轮与其转轴加工为一体式行星轮轴，每个行星轮的转轴均通过平键与偏心块连接，并通过深沟球轴承支承连接在行星架的右轴承座圆板上，所述行星架轴通过圆锥滚子轴承支承在齿轮箱体上，其一端通过螺钉与行星架的右轴承座圆板相连接，另一端通过第一刚性联轴器与扭振轴连接。本专利技术的测试发动机冷却风扇硅油离合器阻尼的方法，采用如下技术方案:一种利用所述的试验台测试发动机冷却风扇硅油离合器阻尼的方法，包括步骤:I)获取试验台初始参数，即在未安装硅油离合器的发动机冷却风扇硅油离合器阻尼测试试验台扭振轴系的扭转刚度1?和行星齿轮激振箱润滑油的阻尼Ctl ；2)在工作接盘上加装硅油`离合器，接合磁粉离合器；3)启动主轴电机，经磁粉离合器和同步带轮驱动扭振轴旋转，使其达到硅油离合器测试转速；4)启动激振电机，驱动太阳轮旋转，由太阳轮和行星架的转速差产生持续的正弦力矩激励，作用于行星架；5)修正磁粉离合器输入电压，太阳轮和行星架的转速差使行星轮产生自转运动，行星齿轮激振箱内阻力增大，若不对磁粉离合器输入电压进行修正，磁粉离合器输出轴与输入轴将发生滑转，导致扭振轴转速低于硅油离合器测试转速，重新调节磁粉离合器输入电压，使其处于临界接合状态，即磁粉离合器输出轴与输入轴转速相等；6)确定试验台第二阶固有频率范围，换算成激振电机测试转速范围；7)激振电机在测试转速范围内进行等转速间隔采样，角度编码器采集各转速下的转速信号，经数据分析处理得到工作接盘扭振角度-激振力矩频响函数，获取试验台第二阶固有频率；8)求解硅油离合器阻尼与试验台第二阶固有频率的函数关系曲线，根据测试得到的试验台第二阶固有频率，通过插值法计算出硅油离合器阻尼。进一步地，所述步骤I)具体包括:11)求得工作接盘的扭振角度-激振力矩频响函数为【权利要求】1.一种测试发动机冷却风扇硅油离合器阻尼的试验台，其特征在于，包括扭转激振系统、硅油离合器驱动系统、数据采集系统、处理控制系统； 所述扭转激振系统包括能输出频率可调的持续简谐力矩激励的行星齿轮激振箱、激振电机(101)，所述激振电机(101)通过第一柔性联轴器(102)与行星齿轮激振箱的输入端驱动连接； 所述硅油离合器驱动系统包括主轴电机(112)、磁粉离合器(110)、同步带轮(108)和扭振轴(113)、工作接盘(116)，所述磁粉离合器(110)的输入端通过第二柔性联轴器(111)与主轴电机(112)驱动连接，输出端通过第二刚性联轴器(109)与同步带轮(108)驱动连接，所述同步带轮(108)通过皮带与扭振轴(113)驱动连接，所述扭振轴(113)的一端通过第一刚性联轴器(107)与行星齿轮激振箱的输出端相连接，另一端通过第三刚性联轴器(114)与工作接盘(116)相连接，所述工作接盘(116)与硅油离合器主动件(117)相连接；可实现硅油离合器的旋转运动； 所述数据采集系统包括与工作接盘(116)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺频艳，上官文斌，赵旭，魏玉明，冯骁，竺菲菲，
申请(专利权)人：雪龙集团股份有限公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：