发动机不规则转速模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种发动机不规则转速模拟装置，包括匀速输入组件、变速输入组件和差动行星齿轮机构；所述匀速输入组件包括用于提供固定转速输入的第一伺服电机，所述第一伺服电机带动差动行星齿轮机构的齿圈转动；所述变速输入组件包括齿条，所述齿条的一端设有齿口，所述齿口与输入齿轮啮合，所述输入齿轮与所述差动行星齿轮机构的转臂轮连接，所述齿条的另一端与凸轮连接，所述凸轮与第二伺服电机连接，用以使所述齿条往复运动，所述差动行星齿轮机构的太阳轮与不规则转速输出部件连接。本发明专利技术具有结构简单，易于控制，可靠性、稳定性高，以及成本低等特点。

【技术实现步骤摘要】
发动机不规则转速模拟装置
本专利技术属于汽车发动机检测
，尤其涉及一种发动机不规则转速模拟装置。
技术介绍
汽车发动机是为整个汽车提供动力的部件，发动机的动力输出在曲轴带轮上，由于以下特性决定了带轮的瞬时输出速度不均匀性：1）四冲程发动机在工作时压缩冲程活塞作减速运动，做功冲程活塞作加速运动，使得输出转速不规则、不均匀；2）车辆在行驶过程中变速器的升档、降档导致发动机输出转速不规则地变化。以上的不规则转速变化产生无益的曲轴角振动，这种角振动不可避免地传递到整个皮带轮系统中，对皮带和整个皮带轮系统的部件带来不良影响，同时产生噪音和振动对汽车使用舒适性造成影响。在这个皮带轮系中，发电机的转动惯量最大（25~35×10-4kg·m2），因此在发电机上装一个超越皮带轮可以实现只在曲轴驱动的方向传递运动，通过它可以实现在发动机减速的一瞬间内迅速的使发电机脱开，从而实现电机转速相对平稳，减少对皮带及轮系的冲击和能量损失。已被证实的使用超越电机皮带轮带来的好处有：1、减少皮带振动；2、减少皮带驱动力；3、减少张紧轮的运动；4、提高皮带的寿命；5、降低皮带轮系的噪音；6、降低皮带轮系的预张紧力，导致减少CO2的排放和摩擦损失。由于上述的诸多优势，目前超越电机皮带轮被广泛的应用，全球该零件的需求每年大概2000万个，虽然其结构不太复杂，但被国外的制造厂垄断供应，主要由德国的INA、日本的NSK和加拿大的莱顿等几家公司生产，特别是德国的INA，该公司从1995年就开始向市场批量供应该零件，早就形成了一套完整的产品设计、验证、生产的体系。目前国内虽然有大概5~7家公司已经能够生产该零件，但无法完成主机厂所需的试验项目，因为缺乏一个关键的验证设备。在主机厂要求的试验大纲中其中有一项试验为“耐久性测试”，测试结果如图1和图2所示，该测试的特点在于转速的高频变化，因为在转速高频变化时，由于电机转子存在转动惯量无法实现实时变化，目前能够进行该项试验的设备都在国外的生产该零件的试验室，由于技术保密，无法得知具体的实现方案。而国内厂家生产的零件缺乏设备，无法按照技术条件要求完成试验，大多直接采用发动机驱动来做试验或装在车上进行实车工况验证，这些验证都非标准的验证该产品的方法，因此无论结果是好是坏都不能说明产品已经符合技术要求，从而得到主机厂认可。目前虽然国内零件厂家也投入了不少的时间和成本，但尚未找到一个可靠并且容易现实的方案，因此，在这种背景下，开发出一种能够实现该试验要求的发动机不规则的装置具有重要的意义。
技术实现思路
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提出一种发动机不规则转速模拟装置，用于实现特殊的发动机转速特性输出，以模拟发动机的实时转速，从而对轮系中的零件进行寿命及可靠性测试。本专利技术的目的将通过以下技术方案得以实现：一种发动机不规则转速模拟装置，包括匀速输入组件、变速输入组件和差动行星齿轮机构；所述匀速输入组件包括用于提供固定转速输入的第一伺服电机，所述第一伺服电机带动差动行星齿轮机构的齿圈转动；所述变速输入组件包括齿条，所述齿条的一端设有齿口，所述齿口与输入齿轮啮合，所述输入齿轮与所述差动行星齿轮机构的转臂轮连接，所述齿条的另一端与凸轮连接，所述凸轮与第二伺服电机连接，用以使所述齿条往复运动，所述差动行星齿轮机构的太阳轮与不规则转速输出部件连接。优选的，所述的发动机不规则转速模拟装置，其中：所述差动行星齿轮机构为2K-HAbaH型差动行星齿轮机构，所述太阳轮与所述齿圈之间设有至少一个的行星轮，所述行星轮与所述转臂轮连接。优选的，所述的发动机不规则转速模拟装置，其中：所述太阳轮的齿数为a，所述齿圈的齿数为n*b，其中n为定速比，所述行星轮的齿数满足(b-a)/2。优选的，所述的发动机不规则转速模拟装置，其中：所述第一伺服电机和所述第二伺服电机分别与用于控制输出速度的PLC连接，以确保所述第一伺服电机和所述第二伺服电机输出符合要求的速度。优选的，所述的发动机不规则转速模拟装置，其中：所述第一伺服电机、所述第二伺服电机和所述不规则转速输出部件分别与用于检测其输出速度的速度检测传感器连接，所述速度检测传感器与所述PLC连接，以确保能采集到正确的速度信号，再将数据处理后反馈给PLC。一种基于上述的发动机不规则转速模拟装置的得到不规则转速的方法，所述第一伺服电机带动齿圈转动，使所述差动行星齿轮机构得到固定转速的输入；所述第二伺服电机通过凸轮使所述齿条往复运动，从而所述齿条带动所述输入齿轮往复转动，所述输入齿轮将变化转速传递给所述转臂轮，使所述差动行星齿轮机构得到变化转速的输入；所述差动行星齿轮机构将固定转速和变化转速进行合成后得到不规则转速，通过太阳轮将不规则转速传递给所述不规则转速输出部件。优选的，上述的一种得到不规则转速的方法，其中：通过PLC控制所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的输出速度，并通过速度检测传感器将采集到的速度信号反馈给PLC。本专利技术的突出效果为：本专利技术的发动机不规则转速模拟装置，通过匀速输入组件和变速输入组件将试验条件所需的速度分解为固定速度部分和变化速度部分，通过在行星齿轮系中将上述固定速度和变化速度进行合成后达到所需的速度，具有结构简单，易于控制，可靠性、稳定性高，以及成本低等特点。以下便结合实施例附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详述，以使本专利技术技术方案更易于理解、掌握。附图说明图1是所要求的试验转速特性低速部分的结果图；图2是所要求的试验转速特性高速部分的结果图；图3是本专利技术实施例的系统原理图；图4是本专利技术实施例的结构图。具体实施方式实施例：本实施例的一种发动机不规则转速模拟装置，如图3~图4所示，包括匀速输入组件1、变速输入组件2和差动行星齿轮机构3；匀速输入组件1包括用于提供固定转速输入的第一伺服电机11，第一伺服电机11带动差动行星齿轮机构3的齿圈31转动；变速输入组件2包括齿条21，齿条21的一端设有齿口，齿口与输入齿轮22啮合，输入齿轮22与差动行星齿轮机构3的转臂轮32连接，齿条21的另一端与凸轮23连接，凸轮23与第二伺服电机24连接，用以使齿条21往复运动，差动行星齿轮机构3的太阳轮33与不规则转速输出部件4连接。第一伺服电机11和第二伺服电机24分别与用于控制输出速度的PLC5连接，以确保第一伺服电机11和第二伺服电机24输出符合要求的速度。第一伺服电机11、第二伺服电机24和不规则转速输出部件4分别与用于检测其输出速度的速度检测传感器6连接，速度检测传感器6与PLC5连接，以确保能采集到正确的速度信号，再将数据处理后反馈给PLC5。差动行星齿轮机构3为2K-HAbaH型差动行星齿轮机构，太阳轮33与齿圈31之间设有2个行星轮34，行星轮34与转臂轮32连接。太阳轮33的齿数为a，齿圈31的齿数为n*b，其中n为定速比，行星轮34的齿数满足(b-a)/2。对于图4所示的2K-HAbaH型差动行星齿轮机构，其基本构件的角速度之间的关系式为：ωa=iHabωb+ibaHωH，其中，iHab为太阳轮33和齿圈31相对于转臂轮32的角速度之比，ωb为齿圈31的角速度，ibaH为太阳轮33和转臂轮32相对于齿圈31的角速度之比，ωH为转臂轮32的角速度，由该公式可以看出，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机不规则转速模拟装置，其特征在于：包括匀速输入组件、变速输入组件和差动行星齿轮机构；所述匀速输入组件包括用于提供固定转速输入的第一伺服电机，所述第一伺服电机带动差动行星齿轮机构的齿圈转动；所述变速输入组件包括齿条，所述齿条的一端设有齿口，所述齿口与输入齿轮啮合，所述输入齿轮与所述差动行星齿轮机构的转臂轮连接，所述齿条的另一端与凸轮连接，所述凸轮与第二伺服电机连接，用以使所述齿条往复运动，所述差动行星齿轮机构的太阳轮与不规则转速输出部件连接。

【技术特征摘要】
1.一种发动机不规则转速模拟装置，其特征在于：包括匀速输入组件、变速输入组件和差动行星齿轮机构；所述匀速输入组件包括用于提供固定转速输入的第一伺服电机，所述第一伺服电机带动差动行星齿轮机构的齿圈转动；所述变速输入组件包括齿条，所述齿条的一端设有齿口，所述齿口与输入齿轮啮合，所述输入齿轮与所述差动行星齿轮机构的转臂轮连接，所述齿条的另一端与凸轮连接，所述凸轮与第二伺服电机连接，用以使所述齿条往复运动，所述差动行星齿轮机构的太阳轮与不规则转速输出部件连接。2.根据权利要求1所述的发动机不规则转速模拟装置，其特征在于：所述差动行星齿轮机构为2K-HAbaH型差动行星齿轮机构，所述太阳轮与所述齿圈之间设有至少一个的行星轮，所述行星轮与所述转臂轮连接。3.根据权利要求2所述的发动机不规则转速模拟装置，其特征在于：所述太阳轮的齿数为a，所述齿圈的齿数为n*b，其中n为定速比，所述行星轮的齿数满足(b-a)/2。4.根据权利要求1所述的发动机不规则转速模拟装置，其特征在于：所述第一伺服电机和所述第二伺服电机分别与用于控制输出速度的PLC连接，所述输出速度满足公式ωa=iHabω...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱建江，王庆云，
申请(专利权)人：苏州工业园区格比机电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32