一种液压加载的机液混合流测试平台及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种液压加载的机液混合流测试平台及其应用，本发明专利技术提供的一种液压加载的机液混合流测试平台可实现液压机械无级变速器中液压传动单元的性能测试及变速器效率检测，通过模拟实际工况与工作条件，测试平台能够对液压机械无级变速器产品的结构和零部件的性能、寿命进行测试和分析，实现复合传动中机械流与液压流达到最佳分配比例。同时为产品设计和质量的评估提供可靠的科学依据，缩短产品的开发周期和提高产品质量。本发明专利技术测试平台采用液压加载系统，制作成本低，维修方便，测试时试验效率高，载荷调节方便、稳定，并采用转速闭环控制，测试试验转速的稳定性良好，试验台结构设计合理、简单可靠、运行安全、节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种液压加载的机液混合流测试平台及其应用
本专利技术涉及一种液压加载的机液混合流测试平台及其应用，特别适用于液压机械无级变速器中液压传动单元性能参数的获取及变速器传动效率检测，属于工程机械

技术介绍
21世纪是汽车工业飞速发展的时代，汽车工业逐步成为许多国家的支柱产业，为了控制汽车的品质，势必对其总成及零部件提出更严格的要求，变速器是汽车传动系中一个重要的总成，为了对变速器产品的结构和零部件的性能、寿命进行测试和分析，为产品设计和质量的评估提供可靠的科学依据，缩短产品的开发周期和提高产品质量。因此。对变速器系统综合测试平台的研究有特别重要的意义。由于大部分工程机械(如装载机)的工作环境比较恶劣，载荷变化大，发动机功率得不到充分发挥，这样一来，提高工程机械的工作综合性能，使工程机械在工作中变得更加的高效、耐用、节能和舒适显得更加重要。工程机械的负荷变化剧烈，容易引起车速急剧变化，实现自动变速一直是人们追求的目标。工程机械为了提高对高强度负载的适应能力，主传动系多采用液力机械传动形式，然而液力机械所存在的换挡冲击，工作状态不稳定和传动效率较低等问题，严重影响了整机的动力性、经济性和舒适性。液压传动可提供稳定的最佳速度，并可以准确控制和随意无级变化，但是纯液压传动存在传动效率偏低而导致系统发热严重，液压元件寿命降低等一系列问题。为了克服以上的不足，综合它们的优点，机械液压复合传动是一个非常不错的发展方向。液压机械无级变速器是一种液压功率流与机械功率流并联的新型传动装置，通过机械传动实现传动高效率，通过液压传动与机械传动相结合实现无级变速，具有良好的无级调速特性，可大幅提高车辆的动力性和燃油经济性，且能实现大功率传递，因此在大功率车辆领域有着广阔的应用前景。目前设计开发的液压机械无级变速器测试平台大多为产品试制后的专门的试验台架或装置，并且通过一系列的测试试验，试制产品的液压传动单元和机械传动单元往往不是最佳的设计匹配方案，甚至可能出现重新试制产品，导致了产品设计开发的成本比较高和周期比较长，耗费了大量的人力物力。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种液压加载的机液混合流测试平台，该测试平台采用液压加载系统可实现液压机械复合传动系统液压传动单元的性能测试、变速器效率检测以及机械和液压功率流的比例测试，最终实现机液混合流的最优组合分配方案。本专利技术还提供上述一种液压加载的机液混合流测试平台的工作方法。本专利技术的技术方案如下：一种液压加载的机液混合流测试平台，包括机械部分和控制部分：机械部分包括：输入端依次连接的液压马达、电磁离合器、输入端转速扭矩传感器、分流机构；分流机构的一个输出端依次连接机械传动单元转速扭矩传感器、机械传动单元输出端液压加载系统；分流机构的另一个输出端依次连接液压传动单元输入端转速扭矩传感器、被测试的液压传动单元、液压传动单元输出端转速扭矩传感器、液压传动单元输出端液压加载系统；控制部分包括：工业控制计算机，与工业控制计算机分别连接的信号采集单元、PLC；信号采集单元通过压力传感器、流量传感器与被测试的液压传动单元连接；信号采集单元还分别与输入端转速扭矩传感器、液压传动单元输入端转速扭矩传感器、机械传动单元转速扭矩传感器、液压传动单元输出端转速扭矩传感器连接；PLC分别连接输入端PLC的D/A模块、输出端PLC的D/A模块、分流机构控制器、电磁离合器；其中，输入端PLC的D/A模块通过动力输入端液压马达调速控制器与液压马达连接，输出端PLC的D/A模块通过两个输出端液压加载系统调速控制器分别与机械传动单元输出端液压加载系统、液压传动单元输出端液压加载系统连接；分流机构控制器分别与分流机构、被测试的液压传动单元连接。优选的，工业控制计算机还分别连接有报警器、显示器、试验台工作状态指示灯。优选的，液压马达一端连接泵站。优选的，分流机构输出端的联接轴通过联轴器分别连接液压传动单元输入端转速扭矩传感器一端、机械传动单元转速扭矩传感器一端；液压传动单元输入端转速扭矩传感器另一端通过联轴器与被测试的液压传动单元连接。优选的，液压马达通过联轴器与电磁离合器连接。优选的，机械传动单元转速扭矩传感器、液压传动单元输出端转速扭矩传感器的输出端通过联轴器连接加载液压泵，加载液压泵输出端连接单向阀，单向阀一端依次连接溢流阀、流量计、冷却器、油箱，单向阀另一端连接补油泵，补油泵输入端通过联轴器连接电动机。优选的，分流机构包括由行星轮系齿圈、行星轮系行星轮和行星轮系行星架组成的行星轮系，以及齿轮A和齿轮B形成的固定齿轮传动，以及离合器L1、离合器L2、离合器L3和离合器L4，以及分流机构控制器的执行元件；分流机构外伸分流机构输入轴、液压传动单元联接轴和机械传动单元联接轴。此设计的好处是，分流机构不同离合器的接合可实现液压功率流和机械功率流不同的工作方式，从而实现液压机械复合传动系统液压传动单元的覆盖全工况性能测试。优选的，试验台工作状态指示灯包括红、绿、黄三种色灯。此设计的作用是，不同颜色色灯的指示内容为：正常工作时设置绿灯指示、正常停机时设置黄灯指示、异常停止时设置红灯指示同时有声音报警。一种液压加载的机液混合流测试平台的工作方法，包括以下步骤：通过工业控制计算机和PLC两级控制方式，实现输入端液压马达、输出端液压加载系统中加载液压泵不同的工作模式：(1)恒转速模式：该模式下的液压马达、加载液压泵在控制系统和控制程序的调节控制下，根据转速的实测值的反馈与给定值进行比较调节，通过控制器按给定的控制方式自动调整，改变液压马达、加载液压泵的输出转速，使之维持在设定值；(2)恒转矩模式：该模式下的液压马达、加载液压泵在控制系统和控制程序的调节控制下，根据转矩的实测值的反馈与给定值进行比较调节，通过控制器按给定的控制方式自动调整，改变液压马达、加载液压泵的输出转矩，使之维持在设定值；(3)恒功率模式：液压马达、加载液压泵在控制系统和控制程序的调节控制下，使液压马达、加载液压泵的输出功率维持在给定值；以及，分流机构控制器控制分流机构中四个离合器的接合状态，实现不同的工作模式：(1)液压传动单元正向汇流传递功率模式当离合器L1和离合器L3接合时，分流机构内部机械传动单元联接轴与行星轮系齿圈连接，液压传动单元联接轴通过由齿轮A和齿轮B形成固定齿轮传动始终与行星轮系太阳轮连接，分流机构输入轴与行星轮系行星架连接，此时液压传动单元联接轴的转速随分流机构输入轴转速的增大而增大，构成了输出转速随液压马达输出转速的增大而增大的正向汇流传动；(2)液压传动单元反向汇流传递功率模式当离合器L2和离合器L4接合时，分流机构内部机械传动单元联接轴与行星轮系行星架连接，液压传动单元联接轴通过由齿轮A和齿轮B形成固定齿轮传动始终与行星轮系太阳轮连接，分流机构输入轴与行星轮系齿圈连接，此时液压传动单元联接轴的转速随分流机构输入轴转速的增大而减小，构成了输出转速随液压马达输出转速的增大而减小的反向汇流传动；(3)液压传动单元单一传递功率模式当离合器L3和当离合器L4接合时，行星轮系的传动比为1，机械传动单元联接轴不进行功率传递，此时分流机构输入轴功率输入，分流机构内部液压传动单元联接轴的功率输出；最终通过工业控制计算机和PLC两级控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压加载的机液混合流测试平台，其特征在于，包括机械部分和控制部分：机械部分包括：输入端依次连接的液压马达、电磁离合器、输入端转速扭矩传感器、分流机构；分流机构的一个输出端依次连接机械传动单元转速扭矩传感器、机械传动单元输出端液压加载系统；分流机构的另一个输出端依次连接液压传动单元输入端转速扭矩传感器、被测试的液压传动单元、液压传动单元输出端转速扭矩传感器、液压传动单元输出端液压加载系统；控制部分包括：工业控制计算机，与工业控制计算机分别连接的信号采集单元、PLC；信号采集单元通过压力传感器、流量传感器与被测试的液压传动单元连接；信号采集单元还分别与输入端转速扭矩传感器、液压传动单元输入端转速扭矩传感器、机械传动单元转速扭矩传感器、液压传动单元输出端转速扭矩传感器连接；PLC分别连接输入端PLC的D/A模块、输出端PLC的D/A模块、分流机构控制器、电磁离合器；其中，输入端PLC的D/A模块通过动力输入端液压马达调速控制器与液压马达连接，输出端PLC的D/A模块通过两个输出端液压加载系统调速控制器分别与机械传动单元输出端液压加载系统、液压传动单元输出端液压加载系统连接；分流机构控制器分别与分流机构、被测试的液压传动单元连接。...

【技术特征摘要】
1.一种液压加载的机液混合流测试平台，其特征在于，包括机械部分和控制部分：机械部分包括：输入端依次连接的液压马达、电磁离合器、输入端转速扭矩传感器、分流机构；分流机构的一个输出端依次连接机械传动单元转速扭矩传感器、机械传动单元输出端液压加载系统；分流机构的另一个输出端依次连接液压传动单元输入端转速扭矩传感器、被测试的液压传动单元、液压传动单元输出端转速扭矩传感器、液压传动单元输出端液压加载系统；控制部分包括：工业控制计算机，与工业控制计算机分别连接的信号采集单元、PLC；信号采集单元通过压力传感器、流量传感器与被测试的液压传动单元连接；信号采集单元还分别与输入端转速扭矩传感器、液压传动单元输入端转速扭矩传感器、机械传动单元转速扭矩传感器、液压传动单元输出端转速扭矩传感器连接；PLC分别连接输入端PLC的D/A模块、输出端PLC的D/A模块、分流机构控制器、电磁离合器；其中，输入端PLC的D/A模块通过动力输入端液压马达调速控制器与液压马达连接，输出端PLC的D/A模块通过两个输出端液压加载系统调速控制器分别与机械传动单元输出端液压加载系统、液压传动单元输出端液压加载系统连接；分流机构控制器分别与分流机构、被测试的液压传动单元连接。2.如权利要求1所述的液压加载的机液混合流测试平台，其特征在于，工业控制计算机还分别连接有报警器、显示器、试验台工作状态指示灯。3.如权利要求1所述的液压加载的机液混合流测试平台，其特征在于，液压马达一端连接泵站。4.如权利要求1所述的液压加载的机液混合流测试平台，其特征在于，分流机构输出端的联接轴通过联轴器分别连接液压传动单元输入端转速扭矩传感器一端、机械传动单元转速扭矩传感器一端；液压传动单元输入端转速扭矩传感器另一端通过联轴器与被测试的液压传动单元连接。5.如权利要求1所述的液压加载的机液混合流测试平台，其特征在于，液压马达通过联轴器与电磁离合器连接。6.如权利要求1所述的液压加载的机液混合流测试平台，其特征在于，机械传动单元转速扭矩传感器、液压传动单元输出端转速扭矩传感器的输出端通过联轴器连接加载液压泵，加载液压泵输出端连接单向阀，单向阀一端依次连接溢流阀、流量计、冷却器、油箱，单向阀另一端连接补油泵，补油泵输入端通过联轴器连接电动机。7.如权利要求1所述的液压加载的机液混合流测试平台，其特征在于，分流机构包括由行星轮系齿圈、行星轮系行星轮和行星轮系行星架组成的行星轮系，以及齿轮A和齿轮B形成的固定齿轮传动，以及离合器L1、离合...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆良，田明倩，万丽荣，戴汉政，孙志远，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37