專利名稱：一種車輛傳動系統(tǒng)扭振激振裝置及試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛傳動系統(tǒng)試驗裝置，特別是關(guān)于一種車輛傳動系統(tǒng)扭振激振 裝置及試驗臺。
背景技術(shù)：
車輛傳動系統(tǒng)是汽車的主要運動構(gòu)件，用于提供和傳遞汽車驅(qū)動功率，一般包括 發(fā)動機(jī)、離合器、變速器、主減速器、差速器和驅(qū)動半軸等部件，對于前置后驅(qū)的汽車還包括 較長的傳動軸。車輛傳動系統(tǒng)是一個多自由度的扭轉(zhuǎn)共振系統(tǒng)，由于發(fā)動機(jī)工作的粗暴和 不平穩(wěn)以及行駛負(fù)荷的波動，會產(chǎn)生周期性扭轉(zhuǎn)激勵頻率，當(dāng)扭轉(zhuǎn)激勵頻率與傳動系統(tǒng)扭 轉(zhuǎn)振動固有頻率一致時，便會發(fā)生扭轉(zhuǎn)共振(以下稱扭振)。此時在動力傳動系統(tǒng)中的某些 區(qū)段往往產(chǎn)生很大的共振載荷，甚至在齒輪副、花鍵副之間出現(xiàn)敲擊現(xiàn)象，影響車輛動力傳 動系統(tǒng)零部件的工作可靠性，并產(chǎn)生令人不適的噪聲；同時還可能產(chǎn)生車身垂向和縱向振 動，影響乘坐的舒適性。因此，因此對車輛傳動系統(tǒng)扭振及其噪聲進(jìn)行系統(tǒng)的研究，進(jìn)而尋 求降低扭轉(zhuǎn)振動影響的措施，是車輛工程的重要研究課題之一。傳動系統(tǒng)的扭振特性研究一般是以理論計算分析為主，即基于前后系統(tǒng)的動能和 勢能保持不變的原則，將系統(tǒng)簡化為由無彈性的慣性盤和無質(zhì)量的彈性軸組成的當(dāng)量系 統(tǒng)，建立相應(yīng)的動力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型，再通過測定系統(tǒng)各部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)計算扭轉(zhuǎn)振動 固有特性。扭轉(zhuǎn)振動分析模型由最初的3個自由度簡單模型，發(fā)展到現(xiàn)在更接近實際系統(tǒng) 的多個自由度模型。考慮的激勵也由過去的單個確定性激勵，發(fā)展到現(xiàn)在的多個確定性激 勵和隨機(jī)性激勵。目前，傳動系統(tǒng)的扭振特性的試驗主要采用路試法和試驗臺法。其中路試法，是利 用負(fù)荷拖車或使車輛在坡道上掛上某檔，并緩慢加速到該檔的最高車速，通過處理所記錄 的動力傳動系統(tǒng)特定軸段的扭矩信號，利用共振原理來識別動力傳動系統(tǒng)在該檔的扭轉(zhuǎn)固 有頻率。路試法雖然可在真實使用條件下測定動力傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動特性，但如果無負(fù) 荷拖車則會因發(fā)動機(jī)負(fù)荷較小，導(dǎo)致激振力矩較弱，動力傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動響應(yīng)微弱，不 易分析出明顯的共振工況。試驗臺法，是在試驗臺上作動力傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動特性試驗，由 于加減負(fù)荷等試驗條件容易控制，因此可方便地測定不同檔位、各種轉(zhuǎn)速下對應(yīng)不同強(qiáng)度 的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，較為精確地識別出傳動系統(tǒng)的固有頻率?，F(xiàn)有技術(shù)中的試驗臺法通常是基于轉(zhuǎn)鼓試驗臺來進(jìn)行，如中國發(fā)明專利“轉(zhuǎn)鼓試 驗臺及其滾筒”(申請?zhí)?200780043091. 5，申請日=2007. 9. 21)。這類轉(zhuǎn)鼓試驗臺的缺點 是，其通常是對整車進(jìn)行試驗，試驗時將整車車輪固定在轉(zhuǎn)鼓上，這樣便可在臺架上模擬整 車的行駛過程，但此種實驗臺不能在臺架上模擬整車在運行時的慣量，另外此種試驗臺也 不能提供車輪載荷的調(diào)整裝置。除此之外，ELASIS團(tuán)隊提出了一種虛擬引擎模擬器，其中的扭振激振裝置對汽車 發(fā)動機(jī)的輸出特性進(jìn)行了模擬。但其缺點是模擬的輸出特性并不是通常用于分析扭轉(zhuǎn)振 動特性的正弦激勵，不能進(jìn)行整個傳動系統(tǒng)扭振諧響應(yīng)試驗研究；同時，這種試驗臺還具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高的缺陷。PH. C0UDERRC等人也建立了一種車輛傳動系統(tǒng)動態(tài)模擬試驗臺，其扭振激振裝置 的行星齒輪軸萬向節(jié)在有夾角旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生正弦波動，可以通過調(diào)節(jié)夾角來改變激勵的大 小。但其缺點是當(dāng)驅(qū)動軸以一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，激勵頻率只能是驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速的2倍，當(dāng)驅(qū)動 軸轉(zhuǎn)速一定時，激勵頻率也受到限制。另外，上述的虛擬引擎模擬器和車輛傳動系統(tǒng)動態(tài)模擬試驗臺都是把車輪簡化成 了一個車輪慣量盤，并且整車等效慣量盤直接通過剛性軸與車輪慣量盤相連，因此不能研 究輪胎特性對傳動系統(tǒng)扭振特性的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種能夠產(chǎn)生可調(diào)整振幅和頻率的正弦扭振 激勵力矩，且使激勵力矩的頻率變化與驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速無關(guān)的車輛傳動系統(tǒng)扭振的扭振激振裝 置；以及采用該扭振激振裝置，以整個車輛動力傳動系統(tǒng)為對象，根據(jù)研究需要產(chǎn)生不同頻 率的扭振激勵，并能分析輪胎特性對傳動系統(tǒng)扭振特性影響，最終得出用于傳動系統(tǒng)扭振 及噪聲的設(shè)計方法和規(guī)范研究的試驗臺。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種扭振激振裝置，包括一驅(qū)動電機(jī)和一驅(qū)動齒輪軸，所述驅(qū)動電機(jī)通過驅(qū)動電 機(jī)皮帶帶動所述驅(qū)動齒輪軸轉(zhuǎn)動，其特征在于還包括一激勵齒輪軸和一激勵電機(jī)，所述激 勵齒輪軸與所述驅(qū)動齒輪軸在同一條軸線上，所述激勵齒輪軸的一端連接一主動錐齒輪， 所述激勵電機(jī)通過激勵電機(jī)皮帶帶動所述激勵齒輪軸轉(zhuǎn)動；所述驅(qū)動齒輪軸與所述主動錐 齒輪相對的一端固定多個與所述主動錐齒輪配合的行星齒輪，每個所述行星齒輪在等偏心 距位置上設(shè)置一相同的偏心質(zhì)量塊；所述主動錐齒輪帶動所述行星齒輪進(jìn)行自轉(zhuǎn)。所述行星齒輪通過一行星齒輪排固定在所述驅(qū)動齒輪軸上，所述行星齒輪排包括 多個以驅(qū)動齒輪軸為中心放射形均布設(shè)置的行星軸，所述行星齒輪安裝在所述行星軸末 端。所述行星齒輪的數(shù)目為4個，所述行星軸為十字形設(shè)置。所述行星齒輪排的中心固定在所述驅(qū)動齒輪軸與主動錐齒輪相對的一端，所述行 星齒輪排所在的平面垂直于所述驅(qū)動齒輪軸。所述主動錐齒輪可由直齒輪代替。所述主動錐齒輪和行星齒輪均可由相配合的摩擦輪代替。每個所述偏心質(zhì)量塊在每個行星齒輪上相位均相同。一種使用所述扭振激振裝置的試驗臺，包括慣量飛輪和測試系統(tǒng)，其特征在于它 還包括所述扭振激振裝置、車輪加載裝置和車輪，所述扭振激振裝置的驅(qū)動齒輪軸與傳動 系統(tǒng)的飛輪連接，所述加載裝置將車輪壓在用于放置車輪并被車輪壓緊的慣性飛輪上，通 過所述慣量飛輪對車輪進(jìn)行加載；所述測試系統(tǒng)用于采集傳動系統(tǒng)半軸和飛輪的轉(zhuǎn)速信 號，以及車輪加載裝置的拉、壓力信號，并進(jìn)行分析。所述車輪加載裝置包括推力螺紋桿、扭矩軸和支架，在推力螺紋桿的中部通過帶 有鎖緊螺母的推力螺紋桿導(dǎo)向座可轉(zhuǎn)動地固定在所述支架上；所述推力螺紋桿包括手柄端 和連接頭端，所述連接頭端的連接頭通過連接頭軸銷與加載力臂連接；扭矩軸一端固定所
4述加載力臂，另一端固定車輪支架，其中部穿過支架上部的通孔固定，作為杠桿的支點；所 述車輪支架上設(shè)置用于安裝車輪的軸承孔。所述慣量飛輪的后側(cè)設(shè)置負(fù)載裝置，一摩擦輪安裝在所述負(fù)載裝置的主軸上。本發(fā)明的技術(shù)效果如下本發(fā)明的試驗臺包括扭振激振裝置、車輪加載裝置、慣量飛輪、測試系統(tǒng)，其中扭 振激振裝置通過激勵電機(jī)為傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動研究提供扭轉(zhuǎn)振動激勵力矩，并同時通過驅(qū) 動電機(jī)為傳動系統(tǒng)提供驅(qū)動力；車輪加載裝置通過將車輪的輪轂軸承固定在車輪支架上來 支撐車輪，并且模擬作用于車輪上的整車載荷，并通過機(jī)械加載的方式將車輪壓向慣量飛 輪，并對車輪的位置進(jìn)行鎖定；慣量飛輪裝置用于模擬整車的慣量，車輪通過摩擦力驅(qū)動慣 量飛輪，為傳動系統(tǒng)提供所需的負(fù)載來模擬整車所受的阻力；測試系統(tǒng)用于采集傳感器輸 出的拉、壓力信號和轉(zhuǎn)速信號，并完成對拉、壓力信號和轉(zhuǎn)速信號的分析。本發(fā)明的扭振激振裝置采用機(jī)電激勵方式，傳動系統(tǒng)的驅(qū)動和扭振激勵的驅(qū)動分 別由激勵電機(jī)和驅(qū)動電機(jī)完成，扭振激勵的頻率大小由兩電機(jī)的轉(zhuǎn)速差決定。因而當(dāng)傳動 系統(tǒng)以一定轉(zhuǎn)速運行時，扭振激勵裝置可以通過調(diào)節(jié)激勵電機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制行星齒輪的轉(zhuǎn) 速，方便地改變扭振激振裝置的頻率，具有調(diào)節(jié)量大，抗干擾性強(qiáng)，控制精確，可頻繁啟動等 優(yōu)點，能夠?qū)囕v傳動系統(tǒng)進(jìn)行定頻激勵和掃頻激勵。由于扭振激振裝置的行星齒輪的偏心位置上設(shè)置可更換的偏心質(zhì)量塊，當(dāng)行星齒 輪在繞行星軸旋轉(zhuǎn)時，偏心質(zhì)量塊會產(chǎn)生離心力，此離心力會對行星軸產(chǎn)生徑向的拉力，在 確定的方向上拉力的大小按正弦變化，行星齒輪排上行星齒輪的合力對驅(qū)動齒輪軸切線方 向產(chǎn)生諧波扭振激勵。該扭振激的振幅和頻率均可根據(jù)需要在可調(diào)范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，不受 傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的制約。本試驗臺慣量飛輪系統(tǒng)中還包含有負(fù)載裝置，負(fù)載裝置通過摩擦輪將負(fù)載裝置產(chǎn) 生的負(fù)載施加在慣量飛輪上，相比在慣量飛輪側(cè)面用傳動軸連接磁粉制動器的負(fù)載裝置， 此裝置不需要精確的同軸度，加工、安裝方便，還可以隨時將負(fù)載撤除。本發(fā)明的試驗臺可以通過調(diào)節(jié)車輪加載裝置來模擬傳動系統(tǒng)車輪的不同載荷狀 態(tài)，以研究輪胎特性對傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動特性的影響；本試驗臺架還可以通過設(shè)置噪聲傳 感器及其他測量設(shè)備來完成對傳動系統(tǒng)噪聲的測量；通過在車輪上加裝制動系統(tǒng)來進(jìn)行車 輛制動系統(tǒng)的特性研究；本發(fā)明的試驗臺還可完成傳動系統(tǒng)效率、阻尼以及扭振減振器的 測試；本發(fā)明的試驗臺不僅適合前置前驅(qū)車輛傳動系統(tǒng)扭振測試研究，還可以通過改變設(shè) 備的布置來用于前置后驅(qū)車輛傳動系統(tǒng)扭振的測試研究；與實車道路試驗相比，本發(fā)明的 試驗臺可大大提高車輛傳動系統(tǒng)扭振的測試的效率與穩(wěn)定性，更有利于進(jìn)行車輛傳動系統(tǒng) 扭振試驗研究。


圖1是本發(fā)明的傳動系統(tǒng)扭振試驗臺結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的扭振激振裝置結(jié)構(gòu)示意3是本發(fā)明的加載裝置結(jié)構(gòu)示意圖其中1-扭振激振裝置；11-激勵齒輪軸；111-主動錐齒輪；112-激勵皮帶輪; 12-驅(qū)動齒輪軸；121-行星齒輪排；122-驅(qū)動皮帶輪；123-連接飛輪法蘭；124-行星齒輪；125-偏心質(zhì)量塊；13-激勵電機(jī)；14-激勵電機(jī)皮帶；15-驅(qū)動電機(jī)；16-驅(qū)動電機(jī)皮帶； 2-車輪加載裝置；21-推力螺紋桿；211-推力螺紋桿導(dǎo)向座；212-鎖緊螺母；213-導(dǎo)向座 軸銷；214-推力軸承座；215-拉壓力傳感器；216-連接頭；217-連接頭軸銷；22-扭矩軸； 221-加載力臂；222-車輪支架；23-支架；3-慣量飛輪；31-附加慣量；32-磁粉制動器； 321-摩擦輪；4-測試系統(tǒng)；41-轉(zhuǎn)速傳感器；5-離合器；6-飛輪；7-變速器及差速器；8-半 軸；9-車輪。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。如圖1所示，本發(fā)明的試驗臺包括扭振激振裝置1、車輪加載裝置2、慣量飛輪3、測 試系統(tǒng)4。其中扭振激振裝置1與傳動系統(tǒng)的飛輪6連接，飛輪6依次連接離合器5及變速 器差速器7連接；車輛傳動系統(tǒng)的變速器及差速器7通過半軸8與車輪9連接；車輪9安裝 在加載裝置2上，并由加載裝置2將車輪9壓緊在慣量飛輪3上，從而實現(xiàn)由車輪9通過摩 擦力驅(qū)動慣量飛輪3。扭振激振裝置1用于為傳動系統(tǒng)提供可調(diào)整振幅和頻率的扭轉(zhuǎn)振動 激勵力矩，并同時為傳動系統(tǒng)提供動力。車輪加載裝置2用來支撐車輪9，并且模擬作用于 車輪9上的整車載荷，并通過機(jī)械加載的方式將車輪9壓向慣量飛輪3，之后對車輪9的位 置進(jìn)行鎖定。測試系統(tǒng)4用于采集傳感器輸出的拉、壓力信號和轉(zhuǎn)速信號，之后將轉(zhuǎn)速信號 轉(zhuǎn)換成扭振信號，并完成對拉、壓力信號和扭振信號的分析。如圖2所示，扭振激振裝置1包括激勵齒輪軸11、驅(qū)動齒輪軸12、激勵電機(jī)13、激 勵電機(jī)皮帶14、驅(qū)動電機(jī)15、驅(qū)動電機(jī)皮帶16。其中，激勵齒輪軸11和驅(qū)動齒輪軸12同 軸，激勵齒輪軸11 一端連接主動錐齒輪111，另一端連接激勵皮帶輪112。激勵電機(jī)13通 過激勵電機(jī)皮帶14與驅(qū)動齒輪軸皮帶輪112連接，激勵電機(jī)13帶動激勵齒輪軸11轉(zhuǎn)動。驅(qū)動齒輪軸12上依次設(shè)置行星齒輪排121、驅(qū)動皮帶輪122和連接飛輪法蘭123， 行星齒輪排121包括四個行星軸，行星軸成十字形設(shè)置，十字形的中心固定在驅(qū)動齒輪軸 12的一端，行星齒輪排121所在的平面與驅(qū)動齒輪軸12垂直。行星齒輪排121的每個行 星軸末端裝有一個行星齒輪124，行星齒輪124的齒槽與主動錐齒輪111相配合，本實施例 中主動錐齒輪111和行星齒輪124還可由摩擦輪代替。在行星齒輪124的等偏心距位置上 安裝一大小質(zhì)量均相同的可更換的偏心質(zhì)量塊125，安裝行星齒輪124時，以驅(qū)動齒輪軸12 軸線正或負(fù)方向為基準(zhǔn)，偏心質(zhì)量塊125在行星齒輪124上的徑向方向與基準(zhǔn)方向相同，即 安裝完成后，偏心質(zhì)量塊125在每個行星齒輪124上的相位相同。當(dāng)偏心質(zhì)量塊125隨著 行星齒輪124旋轉(zhuǎn)時，其產(chǎn)生的離心力沿著驅(qū)動齒輪軸12的切線方向產(chǎn)生諧波激勵力矩， 且諧波頻率與行星齒輪124的轉(zhuǎn)速成正比。驅(qū)動皮帶輪122設(shè)置在驅(qū)動齒輪軸12的中部， 驅(qū)動電機(jī)15通過驅(qū)動電機(jī)皮帶16連接驅(qū)動皮帶輪122，從而帶動驅(qū)動齒輪軸12轉(zhuǎn)動。驅(qū) 動齒輪軸12通過連接飛輪法蘭123與傳動系飛輪6連接，從而實現(xiàn)對傳動系統(tǒng)的驅(qū)動和激 勵。當(dāng)驅(qū)動電機(jī)15帶動驅(qū)動齒輪軸12轉(zhuǎn)動，四個行星齒輪124在隨著驅(qū)動齒輪軸12 進(jìn)行公轉(zhuǎn)；同時，激勵電機(jī)13帶動主動錐齒輪111轉(zhuǎn)動，每個行星齒輪124隨著主動錐齒輪 111繞著各自的行星軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)。扭振激勵的頻率大小由兩電機(jī)的轉(zhuǎn)速差決定，因此扭振激 勵裝置1可以通過調(diào)節(jié)激勵電機(jī)13和驅(qū)動電機(jī)15的轉(zhuǎn)速來控制行星齒輪124的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)對扭振激勵頻率的調(diào)節(jié)。因此為了能夠得到較寬的扭振激勵頻率范圍，需要激勵電 機(jī)13和驅(qū)動電機(jī)15具有較大的轉(zhuǎn)速范圍，本實施例中的激勵電機(jī)13和驅(qū)動電機(jī)15均為 變頻調(diào)速電機(jī)。本實施例中，主動錐齒輪111可由直齒輪代替，并與行星齒輪124組成直齒行星結(jié) 構(gòu)，但當(dāng)四個行星齒輪124旋轉(zhuǎn)時，由主動錐齒輪111與行星齒輪124組成的錐齒行星結(jié)構(gòu) 相對于上述直齒行星結(jié)構(gòu)，可減小由于偏心質(zhì)量塊125引起的驅(qū)動齒輪軸12的波動及科氏 力對驅(qū)動齒輪軸12扭振激勵的影響。且錐齒輪行星結(jié)構(gòu)相比直齒行星機(jī)構(gòu)可以有較小的 轉(zhuǎn)動慣量，錐齒行星結(jié)構(gòu)相比直齒行星機(jī)構(gòu)有較小的徑向力。本發(fā)明的主動錐齒輪111選 擇錐度為90°的錐齒輪。如圖3所示，本發(fā)明的車輪加載裝置2主要包括推力螺紋桿21、扭矩軸22和支架 23。其中，在推力螺紋桿21的原理與千斤頂相同，將來自于手柄的旋轉(zhuǎn)作用力轉(zhuǎn)換成向前 的推力。推力螺紋桿21的中部靠近手柄部分，設(shè)置一帶有鎖緊螺母212的推力螺紋桿導(dǎo)向 座211，推力螺紋桿導(dǎo)向座211通過導(dǎo)向座軸銷213固定在支架23的下部，導(dǎo)向座軸銷213 相當(dāng)于杠桿的支點。推力螺紋桿21的前端依次設(shè)置推力軸承座214、拉壓力傳感器215和 連接頭216，其中連接頭216設(shè)置在推力螺紋桿21的端部，連接頭216通過連接頭軸銷217 與扭矩軸22的加載力臂221固定連接。扭矩軸22的中部穿過支架23上部的通孔，一端固 定加載力臂221，另一端固定車輪支架222，車輪9的輪轂軸承安裝在車輪支架222的軸承 孔223上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)推力作用于螺紋桿21的手柄時，旋轉(zhuǎn)推力會通過推力軸承座214、力傳感 器215、連接頭216和連接頭軸銷217的作用在加載力臂221上，加載力臂221驅(qū)動扭矩軸 22旋轉(zhuǎn)，扭矩軸22將扭矩傳到車輪支架222，最后車輪支架222帶著車輪9擺動。當(dāng)車輪9 被慣量飛輪3阻擋時，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)推力螺紋桿21就會實現(xiàn)對車輪9的加載，當(dāng)加載到預(yù)定載 荷時，利用鎖緊螺母212將推力螺紋桿21鎖定，從而實現(xiàn)將車輪9以預(yù)定的載荷壓在慣量 飛輪3上。車輪加載裝置2的加載方式可選擇液壓加載、電力加載和機(jī)械加載。在本發(fā)明中 考慮到液壓加載方式在加載過程中載荷是脈動性的，液壓缸油路系統(tǒng)的泄漏也易造成加載 不平穩(wěn)，而且液體會被壓縮導(dǎo)致試驗結(jié)果不準(zhǔn)確；電力加載的方式雖然具有運行平穩(wěn)、易于 控制、加載精度高等優(yōu)點，但是此種方式的加載需要的電控系統(tǒng)非常復(fù)雜，而且成本很高; 因此本發(fā)明中采取機(jī)械加載的方式。如圖1所示，慣量飛輪3用于模擬車輛的直線行駛慣量，根據(jù)動能守恒，在相同車 速時使慣量飛輪的轉(zhuǎn)動動能與車輛直線行駛時的動能相當(dāng)。為滿足不同車型的慣量要求， 本發(fā)明慣量飛輪3還包括附加慣量31。其中慣量飛輪3用于作為主要慣量，且飛輪表面可 作為車輪9的支撐面；附加慣量31則設(shè)計成多個不等慣量大小的慣量環(huán)(類似于天平砝碼 的原理)。在試驗時，使用附加慣量31來精確模擬被測車輛所需慣量；在慣量飛輪3和附 加慣量31的外側(cè)面外緣均留有法蘭止口以及螺紋孔，這樣可根據(jù)實際需要選擇附加慣量 輪31，然后將所選的附加慣量31通過止口和螺栓連接到慣量輪3上。慣量飛輪3采用車床 車削而成，為減小其自身的質(zhì)量其結(jié)構(gòu)采用輻板式，材料為鑄鋼。另外在慣量飛輪3的輻板 上鉆有均布的螺栓孔，因此當(dāng)固定完附加慣量輪31之后，可以根據(jù)情況隨時對慣量飛輪系 統(tǒng)實施現(xiàn)場動平衡。在慣量飛輪的后側(cè)還設(shè)置有負(fù)載裝置，本實施例中的負(fù)載裝置為磁粉制動器32，一摩擦輪321安裝在磁粉制動器32的主軸上，其主要作用是通過摩擦輪321為 慣量飛輪施加負(fù)載用來模擬整車的阻力。測試系統(tǒng)4由數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析兩部分組成。數(shù)據(jù)采集部分使用FPGA芯片與 PCI橋芯片作為數(shù)據(jù)采集的平臺，將采集的拉壓力傳感器215和轉(zhuǎn)速傳感器41輸出的拉、壓 力信號和轉(zhuǎn)速信號輸入數(shù)據(jù)分析部分。其中FPGA芯片能夠?qū)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的多個模塊整 合到一個芯片中，大大提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)由VC++軟件編程實現(xiàn)。本發(fā)明的試驗臺工作過程為1)將車輛傳動系統(tǒng)安裝在試驗臺架上通過車輪加載裝置2將車輪9按照要求的 載荷壓緊在慣量飛輪3上，這樣當(dāng)傳動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)時，慣量飛輪3在車輪9的摩擦驅(qū)動下轉(zhuǎn) 動，從而在試驗過程中就實現(xiàn)了整車等效慣量。2)在傳動系統(tǒng)的飛輪6和半軸8上布置轉(zhuǎn)速傳感器41，在試驗臺的車輪加載裝置 2的推力軸承座214上布置拉壓力傳感器215。3)啟動驅(qū)動電機(jī)15，通過驅(qū)動電機(jī)皮帶16驅(qū)動整個傳動系統(tǒng)以一定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行運轉(zhuǎn)。4)調(diào)節(jié)激勵電機(jī)13的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)激勵齒輪軸11的轉(zhuǎn)速，通過激勵齒輪軸11與驅(qū) 動齒輪軸12共同驅(qū)動行星齒輪124轉(zhuǎn)動，由行星齒輪124上的偏心質(zhì)量塊125產(chǎn)生對驅(qū)動 齒輪軸12的激振力矩。通過調(diào)節(jié)激勵電機(jī)13的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)行星齒輪124的轉(zhuǎn)速，從而控 制扭振激振力矩的頻率和大小。5)利用測試系統(tǒng)4采集拉壓力傳感器215和轉(zhuǎn)速傳感器41輸出的拉、壓力信號和 轉(zhuǎn)速信號，轉(zhuǎn)速信號在測試系統(tǒng)4中被轉(zhuǎn)換成扭振信號；之后在測試系統(tǒng)4中完成對拉、壓 力信號和扭振信號的分析。應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明 創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發(fā)明創(chuàng) 造已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行修改 或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
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權(quán)利要求
一種扭振激振裝置，包括一驅(qū)動電機(jī)和一驅(qū)動齒輪軸，所述驅(qū)動電機(jī)通過驅(qū)動電機(jī)皮帶帶動所述驅(qū)動齒輪軸轉(zhuǎn)動，其特征在于還包括一激勵齒輪軸和一激勵電機(jī)，所述激勵齒輪軸與所述驅(qū)動齒輪軸在同一條軸線上，所述激勵齒輪軸的一端連接一主動錐齒輪，所述激勵電機(jī)通過激勵電機(jī)皮帶帶動所述激勵齒輪軸轉(zhuǎn)動；所述驅(qū)動齒輪軸與所述主動錐齒輪相對的一端固定多個與所述主動錐齒輪配合的行星齒輪，每個所述行星齒輪在等偏心距位置上設(shè)置一相同的偏心質(zhì)量塊；所述主動錐齒輪帶動所述行星齒輪進(jìn)行自轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種扭振激振裝置，其特征在于所述行星齒輪通過一行星齒 輪排固定在所述驅(qū)動齒輪軸上，所述行星齒輪排包括多個以驅(qū)動齒輪軸為中心放射形均布 設(shè)置的行星軸，所述行星齒輪安裝在所述行星軸末端。
3.如權(quán)利要求2所述的一種扭振激振裝置，其特征在于所述行星齒輪的數(shù)目為4個， 所述行星軸為十字形設(shè)置。
4.如權(quán)利要求2所述的一種扭振激振裝置，其特征在于所述行星齒輪排的中心固定 在所述驅(qū)動齒輪軸與主動錐齒輪相對的一端，所述行星齒輪排所在的平面垂直于所述驅(qū)動 齒輪軸。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種扭振激振裝置，其特征在于所述主動錐齒 輪可由直齒輪代替。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種扭振激振裝置，其特征在于所述主動錐齒 輪和行星齒輪均可由相配合的摩擦輪代替。
7.如權(quán)利要求1所述的一種扭振激振裝置，其特征在于每個所述偏心質(zhì)量塊在每個 行星齒輪上相位均相同。
8.一種使用如權(quán)利要求1 7所述的扭振激振裝置的試驗臺，包括慣量飛輪和測試系 統(tǒng)，其特征在于它還包括所述扭振激振裝置、車輪加載裝置和車輪，所述扭振激振裝置的 驅(qū)動齒輪軸與傳動系統(tǒng)的飛輪連接，所述加載裝置將車輪壓在用于放置車輪并被車輪壓緊 的慣性飛輪上，通過所述慣量飛輪對車輪進(jìn)行加載；所述測試系統(tǒng)用于采集傳動系統(tǒng)半軸 和飛輪的轉(zhuǎn)速信號，以及車輪加載裝置的拉、壓力信號，并進(jìn)行分析。
9.如權(quán)利要求8所述的一種試驗臺，其特征在于所述車輪加載裝置包括推力螺紋桿、 扭矩軸和支架，在推力螺紋桿的中部通過帶有鎖緊螺母的推力螺紋桿導(dǎo)向座可轉(zhuǎn)動地固定 在所述支架上；所述推力螺紋桿包括手柄端和連接頭端，所述連接頭端的連接頭通過連接 頭軸銷與加載力臂連接；扭矩軸一端固定所述加載力臂，另一端固定車輪支架，其中部穿過 支架上部的通孔固定，作為杠桿的支點；所述車輪支架上設(shè)置用于安裝車輪的軸承孔。
10.如權(quán)利要求8所述的一種試驗臺，其特征在于所述慣量飛輪的后側(cè)設(shè)置負(fù)載裝 置，一摩擦輪安裝在所述負(fù)載裝置的主軸上。
全文摘要
本發(fā)明一種車輛傳動系統(tǒng)扭振激振裝置及試驗臺，包括扭振激振裝置、車輪加載裝置、慣量飛輪、測試系統(tǒng)，扭振激振裝置用于為傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動研究提供扭轉(zhuǎn)振動激勵力矩，并同時為傳動系統(tǒng)提供動力。車輪加載裝置用來支撐車輪并且模擬作用于車輪上的整車載荷，并通過機(jī)械加載的方式將車輪壓向慣量飛輪，并對車輪的位置進(jìn)行鎖定。測試系統(tǒng)用于采集傳感器輸出的拉、壓力信號和轉(zhuǎn)速信號，并完成對拉、壓力信號和轉(zhuǎn)速信號的分析。扭振激振裝置包括一驅(qū)動電機(jī)和一驅(qū)動齒輪軸，驅(qū)動電機(jī)通過驅(qū)動電機(jī)皮帶帶動驅(qū)動齒輪軸轉(zhuǎn)動，還包括一激勵齒輪軸和一激勵電機(jī)，激勵電機(jī)通過激勵電機(jī)皮帶帶動激勵齒輪軸轉(zhuǎn)動，激勵齒輪軸與驅(qū)動齒輪軸同軸。
文檔編號G01M13/02GK101865778SQ20101019698
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者姜艷軍, 李進(jìn)超, 楊維軍, 袁晨恒, 鄧兆祥 申請人:重慶大學(xué)