本試驗臺適用于后橋的磨合，清洗，差速，正反轉試驗；制動器磨合與制動力矩檢測；駐車力及效率檢測；ABS信號檢測；試驗過程中的噪音及溫度的檢測；車橋密封性檢測。

1.1  設計依據

QC/T 533-1999 汽車驅動橋臺架試驗方法

QC/T 479-1999 客車、貨車制動器臺架試驗方法

QC/T 239-1999 客車、貨車制動器性能要求及其他技術條件

2. 測試項目

1)        制動器磨合與制動力矩檢測

2)        驅動橋的磨合，清洗，差速，正反轉試驗

3)        噪音、異響測量

4)        各部位軸承溫度及油溫檢測

5)        駐車力及效率檢測

6)        ABS信號檢測

7)        車橋密封性檢測

3.  主要技術參數

1   

2   

1   

2   

3   

1)   電源：380V/50Hz，三相五線制；AC220V/50Hz，兩相三線制。水壓：0.1～0.2MPa；氣源：0.5～0.6MPa。

2)   交流變頻電機，功率110kW，額定扭矩353Nm，額定轉速2970rpm，最高轉速4500rpm；

3)   最大輸入扭矩：550Nm，輸出半軸加載扭矩：每側最大1200Nm，共兩側（每側獨立地程控,450～1200Nm無級可調）；

4)   輸入扭矩檢測量程：1000N.m，精度：±0.2%F；

5)   輸出扭矩檢測量程：2000N.m，精度：±0.2%FS；

6)   拉力傳感器測量范圍：0～500kg，測量精度：± 0.1% FS

7)   檢測壓力量程為：16MPa, 精度：±0.1% FS；

8)   位移傳感器測量范圍：0~100mm，測量精度：±0.5%；

9)   風量范圍不小于4000 m³/h；

10) 溫度測量范圍：0~1000℃；

11) 試驗冷卻風速范圍：0~11 m/s。

4. 試驗臺結構

試驗臺由機械、電氣、液壓及軟件系統組成。

機械系統實現被試驅動橋裝夾、定位、車橋輸入端連接、車橋左右側輸出端連接、扭矩加載。輸入端具有超載保護，輸入超載時傳動軸聯結銷自動剪切。試驗臺結構簡圖如下：

圖1  試驗臺結構簡圖

4.1        機械系統：

實現車橋定位、裝夾：

（1）    車橋輸入端通過傳動軸、扭矩傳感器和動力電機連接；

（2）    車橋左右側輸出端通過傳動軸、扭矩傳感器、扭矩加載器實現慣量和扭矩加載。

（3）    車橋品種更換時可快速調整，系統有各種超載保護措施：

Ø  用長伸縮花鍵傳動軸連接，實現多品種試件的適應性；采用電機帶動滾珠絲桿實現與車橋輸入端及輸出端的自動對接；

Ø  車橋左右方向位置移動，使試件輸入軸線與試驗臺輸入軸線同軸；

Ø  車橋制動轂通過過渡連接盤用長伸縮花鍵傳動軸手動螺栓連接。

4.2       動力與加載系統：

（1)          用變頻器控制變頻電機，并連接變速箱來提供試驗臺動力。

（2)          用傳動軸連接車橋輸入，電機實際驅動力矩用轉矩轉速傳感器測量。

（3)          車橋輸出制動轂兩側，用磁粉加載器加載，加載阻力矩無級可調。

（4)          實際作用在制動轂上的力矩由轉矩轉速傳感器測量。

（5)    駐車加載裝置采用伺服電機加載的方式，如下圖所示。加載機構采取伺服電機帶動滾珠絲桿實現可調速的均勻快慢速加載，可運行至行程中任意位置，并能夠可靠鎖止。

圖2 駐車加載裝置示意圖

4.3       傳感系統：

（1）    輸入端、輸出端共三點，采用無電刷式轉矩轉速傳感器檢測輸入/輸出轉矩和轉速，以得到傳動效率、差速特性、制動參數等。

（2）    主減速器回油孔內設置油溫傳感器，測取主減速器齒輪引起的溫升。

（3）    傳感器檢測信號均由計算機實時同時采樣，自動分析處理后，顯示及記錄。

4.4       氣液控制系統：

（1）    潤滑液壓系統對主減速器的自動加注潤滑油和清洗，原理圖如圖3所示：

圖3  潤滑液壓原理圖

（2）  氣路系統主要有電磁閥、高壓氣源、高壓儲氣罐及調壓閥元器件。由高壓氣源通過調壓閥獲得所需的試驗氣壓，采用高壓氣作為測試制動力矩的制動介質（高壓氣源客戶自備）。

4.5       控制系統：

（1）    采用臺灣研華工業控制計算機和接口、信號調理板卡，

（2）    操作分為手動和自動兩種控制模式，手動控制用于系統調試或單一項目試驗，可分解動作、進行靈活控制。自動控制用于常規試驗，自動進行項目測試。

（3）    采用各種類型傳感器及實驗條件，保證系統的可靠性。

4.6       分析系統：

在Win7下編制的標準計算機軟件，對在試驗中同時自動采集的各種信號進行分析后，以兩種形式給出結果：

（1）    生產形式：給出簡單的合格/不合格結論，并以聲光指示燈加以指示。適用于操作工人進行常規試驗。

（2）    高級形式：以曲線、數表等形式給出各項檢測結果，適用于技術人員進行分析。例如產品抽檢或新品開發。

各項試驗內容自動記錄，可方便檢索，自動生成試驗報告并可打印

4.7      

測量范圍：30～130dB（A）

頻率范圍：20Hz～12.5kHz

頻率計權：A（計權）、C（計權）

時間計權：F（快）

4.8       TIME7231便攜式測振儀

功能特點

● 具有三種顯示方式：數值型、頻譜型、專用型

● 具有強大存儲功能：可存儲100×100組測量結果及100幅頻譜圖

● 儀器能實時顯示測量頻譜圖

● 儀器能根據設定的警界線繪制柱狀圖

● 簡易故障診斷：當被測量值超過報警值時顯示報警，儀器自動進入頻譜分析狀態，表示測量值超限

● 與微機連接，可形成趨勢分析圖并分析測量數據(配合上位機軟件)

● 顯示器：320×200點陣液晶（帶LED背光）

4.9       隔音房

隔音房主體結構為防震框架型，采用模塊式拼裝，方便安裝和拆卸。

主體采用方型鋼為骨架，外側板采用環保型優質鋼板或玻璃鋼做面板；內側采用多孔鋁合金板，采用優質的吸音棉、隔音材料和阻尼涂料，使有效吸聲，提高低頻噪音降噪效果；

出入門、觀察窗關閉結合面采用密封嵌條密封；隔音房外接縫采用鋁合金嵌條壓接，整體美觀實用。

4.10  輔助系統：

（1）    對加載系統的自動水循環冷卻系統，意外斷水、電、氣的自動保護與恢復系統；

（2）    自檢與部分設備診斷系統等。

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5.4    

5.5    

5.6    

5. 試驗臺主要操作流程

（1）    車橋由人工叉入試驗機并安裝夾緊；

（2）    電機移動車橋輸入端及兩側輸出端的適配器與車橋對接；

（3）    主減速器加油管和制動管(液壓和氣動)聯結等；

（4）    按檢測鍵。自動對主減速器定量加油，然后開始啟動電機進行試驗；試驗過程中由工業控制計算機對電機轉速、加載器等進行自動控制、自動模擬車橋的各種運行工況（如正反轉，升降速、低、中、高速穩定運行，不同的兩側阻力矩，磨合、制動等）、同時獲取各個傳感信號到計算機進行分析計算，給出檢測數據、曲線、結論；參照標準對合格或不合格的結果用聲光報警器加以指示；自動回抽主減速器內潤滑油，油液經過濾后流回油箱。

（5）    試驗結束。人工拆下與車橋的各種連接，叉走車橋。

（6）    檢測過程中，車橋的輸入端由電機代替發動機變速箱輸入動力，電機由交流變頻控制，轉速無級可調；電動機實際輸出的轉矩、轉速、功率由傳感器檢測；同時在車橋的兩側輸出端連接阻力矩加載器，可對兩側獨立地施加阻力矩，模擬車輪的滾動阻力矩；阻力矩可以無級控制；對于實際達到的阻力矩用傳感器加以檢測。通過這個過程可以測得車橋的傳動效率、阻力矩、制動特性、差速特性等等。

（7）    通過溫度傳感器測取車橋主減速器殼內油液的工作溫升；通過紅外溫度傳感器測取主減速器軸承溫升。

（8）   當車橋品種變換時，需進行相應夾具更換。

6. 試驗方法及條件

6.1  驅動橋的磨合，清洗，差速，正反轉試驗

（1）    磨合及正反轉試驗

速度以實際最高車速換算所得，按正車和倒車兩種旋轉方向分別加載，載荷按車橋額定負載的1/4,1/2,3/4由小到大進行磨合試驗。

（2）    差速

速度以實際***車速換算所得的轉速（在轉速允許范圍內設定）下，根據要求改變車橋兩側的負載，使兩側半軸產生差速，系統自動采集驅動轉矩、轉速，以及兩端的加載轉矩、轉速，并繪制成差速曲線圖。

（3）    清洗

通過潤滑液壓系統對主減速器的自動加注和抽油，來完成主減速器的清洗。抽油時，把抽油軟管插入主減內，確保把潤滑油抽干凈。

6.2  制動器磨合與制動力力檢測

（1）  磨合

1)                  試驗方法

a)        制動初速度：50km/h；

b)        調整制動管路壓力，使制動減速度達到0.3g，從制動初速度進行制動，到終速度為零；

c)        制動間隔時間以控制制動器初溫不超過100℃而定；

d)       磨合次數以使制動襯片與制動鼓之間的接觸面積達80%以上而定。

2)                  測量項目

每制動50次測量一次輸出制動力矩值。

（2）  制動力力檢測

1)   試驗方法

a)        制動初速度：30和50km/h或80%Vmax，最高車速120Km/h；

b)        制動管路壓力，按初試制動器在汽車上所使用的液壓力范圍（從最低值到最高值）每隔1MPa作為一級，或按使制動減速度達0.1g～0.8g的制動管路壓力，每0.1g作為一級，每次以規定的制動管路壓力或制動減速度從制動初速度進行制動，直到速度為零；

c)   制動次數，在每種制動初速度和每種制動管路壓力（每種制動減速度）下制動一次，在整個制動管路（或制動減速度）范圍內最少做5次。

2)       測量項目

每次制動，記錄制動初速度、制動管路壓力（制動減速度）、輸出制動力矩、制動初溫、制動時間及制動噪聲聲級在同一圖面內。

制動初速度宜先從低速做起然后逐漸轉入高速。 

6.3       駐車力及效率檢測

（1）  駐車力檢測

將樣件安裝好，將樣件手剎拉線固定在拉索加載機構上。試驗前，手動輸入手剎拉索加載力達到要求。啟動測試項目，伺服加載機構將拉索拉到設定值的駐車力檢測。系統實時監控扭矩傳感器值并繪制扭矩曲線。一個加載周期后，加載牽動拉索回到初始位置。試驗過程中系統實時監控手剎拉索工作起始、終點位置以及制動器輸出扭矩，當手剎拉線位置或制動器輸出扭矩超過安全范圍，系統自動停止試驗并報警。試驗參數和試驗次數可以在軟件界面上進行設置。

（2）  效率試驗

將樣件安裝好，將樣件手剎拉線固定在加載機構上，變頻電機牽動制動鼓轉動。制動鼓轉動過程中，系統通過加載機構拉動產品拉索。系統實時監控傳感器值并繪制拉力-扭矩曲線和拉索拉力—位移曲線。試驗過程中系統實時監控制動扭矩值和拉力，當扭矩值或拉力超過安全范圍，系統自動停止試驗并報警，監控拉索拉力與位移的關系，當拉力與超出位移范圍發出報警，試驗停止。試驗參數可以在軟件界面上進行設置。

6.4   ABS傳感器信號檢測

 ABS傳感器信號檢測裝置設置兩種測量模式，一種模式測量感應電壓、一種模式測量感應電流；設備能根據車型進行測量模式選擇切換。

    樣件與設備安裝好后，將ABS信號線與設備連接，啟動測試系統，驅動電機帶動輸入軸轉動，傳感器記錄輸入轉速及ABS傳感器的信號實時采集電壓（或電流）型號，通過軟件分析計算出輸出轉速，通過電壓（或電流）數據的計算分析獲得所需要測試的項目值。

1）  電流信號ABS傳感器檢測

測試項目：最小電流、最大電流、幅值、頻率值、有效值、齒圈轉速、速比、占空比、冷態電阻。

測試主界面

2）電壓信號ABS傳感器檢測

測試項目：最小電壓、最大電壓、幅值、頻率值、有效值、齒圈轉速、速比、冷態電阻。

測試主界面

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7   

7.1   

7. 系統安全保護

設備具有相應的安全保護裝置以及監測、報警和控制手段，以免在試驗臺出現意外時，造成人身傷害或設備損壞，主要內容為：

（1）    旋轉的零部件設計使具有足夠強度、剛度，并配置合適尺寸防護罩；

（2）    整個系統設置相應的電氣/機械安全連鎖裝置，避免誤啟動和誤操作；

（3）    自我診斷保護：系統對過載、過電流、過電壓、欠電壓、斷相和過熱等均可自動保護，以聲光報警形式進行提示。

（4）    通過軟件設定，確保操作者實現一個正確的操作過程。對錯誤操作過程給予錯誤提示，確保人員及設備安全。

（5）    在試驗臺操作面板、操作臺及電器柜處均設置電氣急停按鈕，當出現緊急異常情況時便于緊急停車。

（6）    重新通電后，試驗系統處于安全狀態，不會自動工作。

8. 主要配置