一种湿式离合器摩擦副温度测量系统及测量方法技术方案

本发明专利技术涉及一种湿式离合器摩擦副温度测量系统及测量方法，动力传动系统中的电机输出轴与湿式离合器包箱中的第一传动轴输入端连接，第一传动轴输入端设置有第一传动齿轮，第一传动轴输入端上依次设置有摩擦钢片和摩擦片，第一传动轴输出端设置有测速齿轮；第一传动齿轮与设置在第二传动轴上的第二传动齿轮啮合，动力经第二传动齿轮传输至第二传动轴，第二传动轴输出端依次连接可调惯量组和液压制动器；位于湿式离合器包箱与液压制动器之间设置有泵站；电机作为动力源输出转速和转矩，湿式离合器包箱控制其内的第二传动轴的动力输出和切断。本发明专利技术有效解决了高速旋转工作状态下湿式离合器摩擦副温度测量问题，满足对湿式离合器故障的预防及结合状态的实时精确检测。

【技术实现步骤摘要】
一种湿式离合器摩擦副温度测量系统及测量方法
本专利技术涉及一种湿式离合器动态特性测量领域，特别是关于一种湿式离合器摩擦副温度测量系统及测量方法。
技术介绍
湿式离合器是摩擦副表面有油液冷却及润滑的离合器，油液可随时带走离合器结合过程中产生的热量，较干式离合器有着磨损小、工作寿命长、控制简单、接合平稳、转矩容量大、性能稳定、噪声低等诸多优点。凭借其良好控制性能和散热性，湿式离合器在众多履带车辆和工程机械上得到广泛应用。湿式离合器作为综合传动装置中的关键部件，通过摩擦片和钢片的结合与分离实现动力的传输和切断。在离合器接合的过程中由于摩擦片和钢片的滑磨，会造成换挡瞬间摩擦片温升过高，过高的温度将导致摩擦系数、所传输的摩擦力矩、摩擦副接触面积的大小及磨损量等性能参数发生较大变化而影响车辆行驶性能及换挡特性，甚至出现摩擦片的烧蚀、裂纹、胶合、翘沿和疲劳损坏等现象，造成离合器工作的可靠性降低、使用寿命缩短、失效乃至影响整个传动系统及整车的工作寿命。大量实车实践及研究证明，湿式离合器结合过程中的摩擦热引起的离合器内部温度场改变是导致多片湿式离合器摩擦片失效的最重要原因。因此研发湿式离合器结合过程摩擦副的动态测温系统及测温方法对于研究湿式离合器及预防故障发生具有重大意义。由于湿式离合器在高速旋转状态下的复杂性，给湿式离合器动态特性测试带来很大难度。目前，针对湿式离合器摩擦副温度的测量仅局限于实验室模拟工况研究阶段，主要问题表现在工况的模拟与实车差距大；采集的温度信号响应慢，误差大；测温装置过于简单，信号类型单一，仅能测量或显示温度，测得的温度数据不能用于研究离合器滑磨状态下的离合器发热机理。目前，人们在已经获取的湿式离合器运行参数基础上，通过建立有限元模型分析相关的发热现象及温度模型，期望从物理结构、材料的改进预防湿式离合器的失效。但是，至今未能建立有效、准确的模型得到精准的公认的湿式离合器摩擦片温度。而现有文献中已公开试验装置的的摩擦钢片通过输出轴及制动力臂与湿式离合器包箱相连将输出轴锁死，将离合器作为制动器使用，仅是对车载湿式离合器的运行工况的模拟，模拟工况与实车运行差距较大，不适合对离合器的接合过程的动态性能进行试验。在公开号为CN103459876A的专利文献中介绍了一种通过离合器压力及时间等参数计算估计离合器温度的方法，文献资料表明，该方法没有得到试验的验证，估算得到的温度仅可适当的用于提高换挡质量和避免离合器过热，该估算得到的温度可能和实际状态下的误差很大。在公开号为CN103967963A的专利文件中介绍了一种基于神经网络预测的DCT湿式离合器温度的测量方法，但是该方法得到的仅是对湿式双离合器实际温度的预测值，预测值不能完全代表实际温度值，而且预测值对于研究湿式离合器没有绝对的可信度。在文献“干式离合器摩擦片表面瞬态温度测量实验装置”中是采用红外温度传感器及集流环测量干式离合器的摩擦表面的瞬态温度，虽然该装置响应速度快、能测量任意工况下的表面瞬态温度，但由于湿式离合器工作状态下表面有油液的干扰会造成红外测温传感器的失稳，因此此装置不可适用于测量湿式离合器温度。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种湿式离合器摩擦副温度测量系统及测量方法，其有效解决了高速旋转工作状态下湿式离合器摩擦副温度测量问题，满足对湿式离合器故障的预防及结合状态的实时精确检测，为湿式离合器的设计及控制提供试验支持，为预防故障的发生提供可靠的技术参数。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种湿式离合器摩擦副温度测量系统，其特征在于：所述测量系统包括动力传动系统和数据采集系统，所述动力传动系统包括一电机、一湿式离合器包箱、一可调惯量组、一液压制动器和一泵站；所述湿式离合器包箱采用双轴离合器，其内设置有第一传动轴、第一传动齿轮、摩擦钢片、摩擦片、测速齿轮、第二传动轴和第二传动齿轮，且所述第一传动轴和第二传动轴均采用空心轴结构；所述电机输出轴与所述湿式离合器包箱中的第一传动轴输入端连接，位于所述湿式离合器包箱内在所述第一传动轴输入端设置有所述第一传动齿轮，在所述第一传动轴输入端上与所述第一传动齿轮邻近依次设置有所述摩擦钢片和摩擦片，所述第一传动轴输出端设置有所述测速齿轮；所述第一传动齿轮与设置在所述第二传动轴上的所述第二传动齿轮啮合，动力经所述第二传动齿轮传输至所述第二传动轴，所述第二传动轴输出端依次连接所述可调惯量组和液压制动器；位于所述湿式离合器包箱与所述液压制动器之间设置有所述泵站；所述电机作为动力源输出转速和转矩，所述湿式离合器包箱控制其内的第二传动轴的动力输出和切断。所述数据采集系统包括两转速转矩传感器、一上位机、一油压传感器、一信号调理模块、一位移传感器、多个温度传感器、一输出转速传感器、一过渡法兰盘、一输入转速传感器和一集流环；所述集流环设置在所述第一传动轴输出端，位于所述湿式离合器包箱外部；一所述转速转矩传感器设置在所述电机输出轴上，用于采集所述电机的输出转速转矩信息并传输至所述上位机；另一所述转速转矩传感器设置在所述第二传动轴输出端与所述可调惯量组之间，用于采集所述第二传动轴输出的转速转矩信息并传输至所述上位机；所述油压传感器设置在所述湿式离合器包箱的压盘上，通过螺纹固设在离合器鼓上，将采集到的接合油压信号传输至所述信号调理模块内；所述位移传感器将采集到的接合油压信号、摩擦钢片位移信号传输至所述信号调理模块；所述温度传感器设置在所述摩擦钢片和湿式离合器包箱的压盘上，将采集到的温度信息传输至所述信号调理模块内；在所述第二传动轴上设置有所述输出转速传感器，将采集到的输出转速信息传输至所述信号调理模块内；所述输入转速传感器将采集到的所述测速齿轮的输入转速信息传输至所述信号调理模块内；所述信号调理模块设置在所述第一传动轴上，位于所述摩擦片与所述测速齿轮之间，且所述信号调理模块的信号输出总线布置在所述第一传动轴的轴中心孔内，信号输出总线穿出轴中心孔后经设置在所述第一传动轴输出端上的过渡法兰盘中心孔接入所述集流环，经所述集流环将信息传输至所述上位机。所述过渡法兰盘的两个端面上设置有O型槽，用于布置O型密封圈，所述过渡法兰盘通过螺丝与所述第一传动轴和集流环固定。所述信号调理模块包括温度调理电路、信号调理电路、A/D转换电路、CAN总线和供电模块；所述温度传感器传输至的温度信号经所述温度调理电路处理后传输至所述信号调理电路，所述信号调理电路将接收到的温度信号、油压信号、转速信号和流量信号调理后，经所述A/D转换电路转换成数字信号通过所述CAN总线通讯协议由所述集流环及电缆发送至所述上位机；所述供电模块为所述信号调理模块供电。所述信号调理模块采用独立集成封装，通过强力磁铁底座固定在所述湿式离合器包箱的第一传动轴上。所述输出转速传感器和输入转速传感器都采用磁电式转速传感器；所述油压传感器采用电流式压力传感器。所述温度传感器采用由16个K型热电偶组成，16个K型热电偶沿周向和径向均匀的预埋在所述摩擦钢片和压盘的预埋孔中。所述湿式离合器包箱润滑油进油管、操纵油进油管位置处分别设置有一流量传感器，通过两个所述流量传感器分别测量润滑流量和操纵离合器接合的操纵流量。一种基于上述湿式离合器摩擦副温度测量系统的测量方法，其特征在于，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿式离合器摩擦副温度测量系统，其特征在于：所述测量系统包括动力传动系统和数据采集系统，所述动力传动系统包括一电机、一湿式离合器包箱、一可调惯量组、一液压制动器和一泵站；所述湿式离合器包箱采用双轴离合器，其内设置有第一传动轴、第一传动齿轮、摩擦钢片、摩擦片、测速齿轮、第二传动轴和第二传动齿轮，且所述第一传动轴和第二传动轴均采用空心轴结构；所述电机输出轴与所述湿式离合器包箱中的第一传动轴输入端连接，位于所述湿式离合器包箱内在所述第一传动轴输入端设置有所述第一传动齿轮，在所述第一传动轴输入端上与所述第一传动齿轮邻近依次设置有所述摩擦钢片和摩擦片，所述第一传动轴输出端设置有所述测速齿轮；所述第一传动齿轮与设置在所述第二传动轴上的所述第二传动齿轮啮合，动力经所述第二传动齿轮传输至所述第二传动轴，所述第二传动轴输出端依次连接所述可调惯量组和液压制动器；位于所述湿式离合器包箱与所述液压制动器之间设置有所述泵站；所述电机作为动力源输出转速和转矩，所述湿式离合器包箱控制其内的第二传动轴的动力输出和切断。

【技术特征摘要】
1.一种湿式离合器摩擦副温度测量系统，其特征在于：所述测量系统包括动力传动系统和数据采集系统，所述动力传动系统包括一电机、一湿式离合器包箱、一可调惯量组、一液压制动器和一泵站；所述湿式离合器包箱采用双轴离合器，其内设置有第一传动轴、第一传动齿轮、摩擦钢片、摩擦片、测速齿轮、第二传动轴和第二传动齿轮，且所述第一传动轴和第二传动轴均采用空心轴结构；所述电机输出轴与所述湿式离合器包箱中的第一传动轴输入端连接，位于所述湿式离合器包箱内在所述第一传动轴输入端设置有所述第一传动齿轮，在所述第一传动轴输入端上与所述第一传动齿轮邻近依次设置有所述摩擦钢片和摩擦片，所述第一传动轴输出端设置有所述测速齿轮；所述第一传动齿轮与设置在所述第二传动轴上的所述第二传动齿轮啮合，动力经所述第二传动齿轮传输至所述第二传动轴，所述第二传动轴输出端依次连接所述可调惯量组和液压制动器；位于所述湿式离合器包箱与所述液压制动器之间设置有所述泵站；所述电机作为动力源输出转速和转矩，所述湿式离合器包箱控制其内的第二传动轴的动力输出和切断。2.如权利要求1所述的一种湿式离合器摩擦副温度测量系统，其特征在于：所述数据采集系统包括两转速转矩传感器、一上位机、一油压传感器、一信号调理模块、一位移传感器、多个温度传感器、一输出转速传感器、一过渡法兰盘、一输入转速传感器和一集流环；所述集流环设置在所述第一传动轴输出端，位于所述湿式离合器包箱外部；一所述转速转矩传感器设置在所述电机输出轴上，用于采集所述电机的输出转速转矩信息并传输至所述上位机；另一所述转速转矩传感器设置在所述第二传动轴输出端与所述可调惯量组之间，用于采集所述第二传动轴输出的转速转矩信息并传输至所述上位机；所述油压传感器设置在所述湿式离合器包箱的压盘上，通过螺纹固设在离合器鼓上，将采集到的接合油压信号传输至所述信号调理模块内；所述位移传感器将采集到的接合油压信号、摩擦钢片位移信号传输至所述信号调理模块；所述温度传感器设置在所述摩擦钢片和湿式离合器包箱的压盘上，将采集到的温度信息传输至所述信号调理模块内；在所述第二传动轴上设置有所述输出转速传感器，将采集到的输出转速信息传输至所述信号调理模块内；所述输入转速传感器将采集到的所述测速齿轮的输入转速信息传输至所述信号调理模块内；所述信号调理模块设置在所述第一传动轴上，位于所述摩擦片与所述测速齿轮之间，且所述信号调理模块的信号输出总线布置在所述第一传动轴的轴中心孔内，信号输出总线穿出轴中心孔后经设置在所述第一传动轴输出端上的过渡法兰盘中心孔接入所述集流环，经所述集流环将信息传输至所述上位机。3.如权利要求2所述的一种湿式离合器摩擦副温度测量系统，其特征在于：所述过渡法兰盘的两个端面上设置有O型槽，用于布置O型密封圈，所述过渡法兰盘通...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乐，王立勇，周全建，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11