基本信息
- 項目名稱：
- 汽車離合器綜合性能試驗臺
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 汽車離合器綜合性能試驗臺是離合器出廠檢驗的主要設備。采用直流電動機模擬汽車發(fā)動機；用慣量盤模擬產(chǎn)生慣性扭矩的整車平移質(zhì)量；道路阻力矩采用盤式制動加力傳感器來完成，通過氣動比例閥控制或伺服電機控制位移模擬不同的道路阻力矩；調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速、扭矩與慣量盤和道路阻力矩的大小可以模擬不同離合器的實際使用工況。設計了相應的花鍵軸，設計了調(diào)整裝置，方便對規(guī)格為Φ160－430mm范圍的汽車離合器進行綜合性能檢測，檢測效率提高近10倍。處于國內(nèi)領先水平，價格為國外的六分之一，已申請專利。性價比高，市場推廣前景很好。
- 詳細介紹：
- 汽車離合器綜合性能試驗臺是汽車離合器產(chǎn)品出廠檢驗的主要設備，是保證汽車離合器產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。本作品中的汽車離合器綜合性能試驗臺采用直流電動機模擬汽車的發(fā)動機；采用慣量盤來模擬產(chǎn)生慣性扭矩的整車平移質(zhì)量；道路阻力矩采用盤式制動加力傳感器或按日本豐田標準采用雙離合器方式來完成，通過氣動比例閥控制或伺服電機控制位移，可模擬不同汽車離合器的道路阻力矩；調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速、扭矩與慣量盤和道路阻力矩的大小可以模擬不同離合器的實際使用工況。設計了相應的花鍵軸，在安裝方面上設計了調(diào)整裝置，可方便的對規(guī)格為Φ160－430mm范圍的汽車離合器進行熱負荷、靜摩擦力矩、滑動摩擦力矩、襯片摩擦磨損、制動性能等綜合性能檢測，檢測效率提高了近10倍。項目研制開發(fā)的離合器綜合性能試驗臺已申請專利，處于國內(nèi)領先水平。國外同類產(chǎn)品價格均在500萬元左右，本產(chǎn)品價格僅為國外產(chǎn)品的六分之一，具有很高的性價比，市場推廣價前景很好。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 設計目的： 汽車離合器綜合性能試驗臺是完成離合器性能檢測的臺架系統(tǒng),能夠準確地了解離合器的工作性能和相關特性。研究開發(fā)自動化程度較高的此類試驗設備，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進國內(nèi)汽車零部件工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。 基本思路： 1、汽車離合器綜合性能試驗臺工作機理的研究與設計總體方案確定； 2、汽車離合器綜合性能試驗臺結(jié)構(gòu)設計與研究； 3、控制與檢測軟件設計； 4、制造樣機，現(xiàn)場檢測調(diào)試、完善樣機。 創(chuàng)新點和技術關鍵： 1、采用直流電機模擬汽車的發(fā)動機；采用慣量盤來模擬產(chǎn)生慣性扭矩的整車平移質(zhì)量； 2、利用步進電機控制離合器操縱機構(gòu)實現(xiàn)離合器的接合與分離，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的液壓操縱系統(tǒng)相比大為簡化，降低了系統(tǒng)成本，提高了控制精度； 3、采用了參數(shù)自整定的模糊PID控制算法，該算法很好地抑制了系統(tǒng)的非線性影響和干擾力、干擾力矩影響，提高了系統(tǒng)的響應速度，減小了超調(diào)量及穩(wěn)態(tài)誤差。 主要技術指標： 最大扭矩：1000N?m 檢測精度：±0.2%（F.S） 溫度范圍：室溫～450℃ 檢測精度：±0.5%（F.S） 試驗最高轉(zhuǎn)速2000r/min 檢測精度：±0.05%（F.S） 最大道路阻力矩：650 N?m 檢測精度：±0.1%（F.S） 接合周期：30s。
科學性、先進性
- 試驗臺按《QC/T27-2004汽車干摩擦式離合器總成臺架試驗方法》、日本豐田、德國雷貝斯托標準研制。底座分床身和滑座兩部分，工件裝卸方便、調(diào)整容易。直流電動機模擬汽車發(fā)動機；慣量盤模擬產(chǎn)生慣性扭矩的整車平移質(zhì)量；道路阻力矩采用盤式制動加力傳感器來完成，氣動比例閥或伺服電機控制位移模擬道路阻力矩；調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速、扭矩與慣量盤和道路阻力矩的大小可以模擬實際使用工況。方便對規(guī)格為Φ160－430mm的汽車離合器進行熱負荷、靜摩擦力矩、滑動摩擦力矩、襯片摩擦磨損、制動性能等綜合性能檢測。轉(zhuǎn)速控制采用模糊PID控制算法，提高系統(tǒng)響應速度，減小超調(diào)量及穩(wěn)態(tài)誤差；采用卡爾曼濾波方法設計了速度檢測信號濾波器，降低了工作現(xiàn)場干擾。工控機為上位機，PLC為下位機，控制系統(tǒng)采用先進的實時操作系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的實時處理能力和工作可靠性，實現(xiàn)了自動測試和轉(zhuǎn)矩、溫度的高精度測量。參考文獻： [1]徐石安，汽車離合器，清華大學出版社，2005.[2]祝守新，控制工程基礎，機械工業(yè)出版社，2003.等五十余篇。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2009年1月通過吉林省科技廳項目“汽車離合器綜合性能試驗臺”鑒定。1、提供的鑒定資料和技術文件齊全、完整、規(guī)范，完成了合同要求，達到了合同要求的各項指標。2、可模擬離合器實際工況，完成綜合性測定，具有自動化程度高、檢測效率高、檢測精度高等特點。3、離合器試驗臺采用分體式底座結(jié)構(gòu)，工件裝卸方便、調(diào)整容易。4、通過調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速、扭矩、慣量盤和道路阻力矩的大小實現(xiàn)了各種工況的模擬。5、開發(fā)的控制系統(tǒng)，具有響應速度快，穩(wěn)態(tài)精度高，魯棒性好的特點。 獲獎：1、2009“挑戰(zhàn)杯”吉林省大學生課外學術科技作品競賽一等獎；2、第三屆“挑戰(zhàn)杯”長春工業(yè)大學大學生課外學術科技作品競賽一等獎。
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 生產(chǎn)合作
作品可展示的形式
- 錄像、模型
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：按離合器型號調(diào)整慣量盤和道路阻力矩，安裝好被試工件，確認分離狀態(tài)。輸入相應參數(shù)，安裝防護裝置，啟動電機，達到規(guī)定轉(zhuǎn)速后，離合器接合，施加阻力矩，主動轉(zhuǎn)速和從動轉(zhuǎn)速一致后，卸載阻力矩，徹底分離離合器后制動，卸載制動氣缸，完成一次循環(huán)。工控機將所測得值與該離合器的合格指標進行比較，判斷該工件是否合格，完成一次檢測。技術特點和優(yōu)勢：1、采用臥式臺架結(jié)構(gòu)，裝卸方便、調(diào)整容易；2、調(diào)整電機轉(zhuǎn)速、扭矩，慣量盤和道路阻力矩大小可模擬不同離合器實際使用工況；3、采用了模糊PID控制算法，提高了系統(tǒng)響應速度，減小了超調(diào)量及穩(wěn)態(tài)誤差。采用卡爾曼濾波方法設計了速度檢測信號濾波器，降低了工作現(xiàn)場的干擾。適用范圍：Φ160－430mm（范圍高于同類產(chǎn)品）市場分析和經(jīng)濟效益分析：國內(nèi)有離合器生產(chǎn)廠1000多家。國外同類產(chǎn)品價格在500萬元左右，本產(chǎn)品售價在80萬元左右（成本約40萬元），按每個廠家需1臺計算，國內(nèi)約需1000臺以上，產(chǎn)值約在8億元，經(jīng)濟效益和應用前景十分可觀。
同類課題研究水平概述
- 國外先進工業(yè)國家的汽車產(chǎn)業(yè)大都相當發(fā)達和成熟, 一個非常重要的原因是擁有相當豐富和成熟的產(chǎn)品檢測和試驗手段。在離合器檢測方面著名的企業(yè)如法國的VELEO公司、德國的申克公司、美國的貝爾實驗室、日本的AUTOMAX公司等。他們制造的汽車離合器綜合性能試驗臺均采用計算機控制，帶有多層次的用戶編程接口，最終用戶可以通過二次開發(fā)構(gòu)建適應自身要求的功能；支持多國語言顯示，能夠適應不同國家和地區(qū)的應用要求；產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫可由用戶任意修改擴充；大部分采用基于工控機的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，利用實時控制技術，實現(xiàn)高速實時多任務控制；檢測精度高，各種數(shù)據(jù)的顯示和打印都是自動的，能夠滿足自動化生產(chǎn)的要求，但其產(chǎn)品價格昂貴。 我國的汽車工業(yè)發(fā)展相當迅速，促進了汽車零部件性能試驗技術及設備的發(fā)展。許多大中型生產(chǎn)廠家都具備了一定對重要零部件進行各項性能試驗的能力。但總體而言，在這方面我們與國外先進水平相比有一定的差距。就離合器性能綜合測試而言，目前國內(nèi)許多離合器生產(chǎn)廠家對其性能綜合測試試驗尚處初期階段，很多廠家還開展不了此項試驗。國內(nèi)在離合器綜合性能檢測方面領先的有中國船舶重工集團公司第七一一研究所、重慶汽車研究所、長春工業(yè)大學與長春中聯(lián)試驗儀器有限公司等研究單位，這些單位在離合器綜合性能檢測方面開展了大量的研究工作。第七一一研究所和重慶汽車研究所研制的試驗臺離合機構(gòu)采用液壓加載，道路阻力矩采用磁粉制動器加載，主電機為電磁調(diào)速電機，能夠滿足1992版國家汽車行業(yè)試驗標準，具體技術指標未見報導，也未查到其生產(chǎn)的離合器綜合性能試驗臺的產(chǎn)品。長春工業(yè)大學與長春中聯(lián)試驗儀器有限公司聯(lián)合研制的試驗臺具有以下優(yōu)點：（1）可進行雙離合器試驗，效率高，節(jié)約能源，試驗成本低；（2）采用氣動比例方式或伺服電機加載施加道路阻力矩與實現(xiàn)離合器的分離、結(jié)合，相對液壓加載能更好地模擬實車工況；（3）采用氣動加載方式，相對液壓方式具有環(huán)保，清潔的優(yōu)點；（4）溫度測量點多，能更準確地反映被試離合器的實際溫度狀態(tài)。杭州西湖汽車零部件集團有限公司使用了該試驗臺，已經(jīng)使用半年，工作可靠，未發(fā)生任何故障，用戶對使用效果非常滿意。
