汽车变速器性能测试验台毕业设计说明书.docVIP

前 言 由于发动机输出的转速和转矩与车辆驱动轮所需的转速和转矩之间存在着矛盾，须设立传动系来调节发动机的性能，即通过传动系改变传动比，将发动机的动力传递给驱动车轮，以适应外界负荷与道路条件变化的需要。车辆行驶性能的好坏，不仅取决于发动机，而且在很大程度上还依赖于传动系以及传动系与发动机的匹配。 变速器是现代汽车重要的组成部分。研究变速器与发动机的联合工作特性，需要对变速器的性能进行台架试验，变速器的维修需要进行故障诊断试验。国内变速器性能检测设备尚处于研究发展阶段。本文所设计的变速器性能检测试验台能够为变速器的性能或故障诊断提供参考数据，具有以下功能：提供的动力能模拟变速器在汽车上的使用工况；负载能模拟汽车的道路行驶阻力；能检测变速器的特性参数及系统油压、流量、温度等数据。 随着汽车市场的不断扩大，汽车行业对变速器的需求不断增长，对汽车变速器的质量要求也越来越高，这就要求既要有高科技的加工手段，又要有高质量的检测设备，但目前国内采用的检测手段还不能全部满足现状的要求，主要表现在检测产品单一，跟不上产品的变化，检测手段落后，不能满足某些指标的检测，检测效率低，不能满足生产需要。因此研制一台手动汽车变速器试验台，就更显得迫切和需要。 根据要求本人设计了一款汽车变速器性能检测试验台，由于时间仓促和知识水平有限，论文中的错误和不足在所难免，请各位老师给予批评指正。 第1章 汽车变速器试验台概述 1.1 汽车变速器试验台介绍的试验台系统，实现了变速器综合性能的在线检测并详细叙述了该试验台系统的体系结构及工作原理其控制软件的开发及实现目前国内的汽车变速器试验台自动化程度低、测试过程依赖于测试者的经验。试验台系统自动程度高、测试多实时性强且完全可靠。具体说来，该试验台系统具有以下优点：可进行种不同型号变速器及其扩展类型变速器的性能测试；测试过程可智能控制；短时间内可完成综合性能（换档、加载、同步器）测试；运行参数可实时显示；可进行故障的自动检测、报警及处理等。 系统介绍 系统采用双变频电机模拟汽车变速器实现工况，从而实现对变速器性能的真实检测。电机的控制通过西门子6SE70系列变频器来实现。该系统变频器采用交流矢量控制技术，对大功率交流电机实现了精确控制。因为该系统中变频器数量不多、数据传输量不大，采用RS485总线来实现工控机与变频器之间的通讯，满足了实时性要求。由于PLC控制稳定、可靠，所以自动换档执行机构（机械手）采用PLC控制器来实现不同型号变速器的自动换档动作。系统要求 厂方要求试验台系统能够在线检测变速器的综合性能，包括以下试验：各档换档试验；变速器加载能力测试；变速器操纵（同步器）性能的测试；跳档检测；变速器的疲功寿命试验；传动效率试验。 工作性能要求为： 系统运行稳定、安全可靠； 测试数据报表和测试及故障诊断的界面友好； 台架试验方法科、规范，达到汽车机械式变速器台架试验方法国家标准； 在同一台架上对不同种变速器完成测试功能。 系统体系结构 系统整体结构如图所示。图 系统结构图 试验台机电部分是系统最终执行机构，完成将变速器驱动到相应转速和加载扭矩，以达到特定测试工况。机械部分包括两个功率比较大的变频电机和试验台架。系统中电机的性能对整体性能影响很大，因而选用交流变频电机。该电机能满足高精度的扭矩、转速控制，而且功率足够大，可以满足本系统试验工况要求。工作时，加载电机工作在发电状态下，能量回馈到电网，大大节约了能源。试验台架包括离合器、传动机构和汽车变速器。因为试验时要达到高转速、高扭矩的工作状态，所以机械部分加精度要高。汽车变速器是本系统测试对象，为了使装卸变速器的时间短，本试验台变速器的夹紧松开操作是通过油缸轴连动压板来实现的。 换档机械手部分是控制部分的执行机构，机械手根据PLD发送的换档指令完成指的换档动作。 控制部分以计算机为中心，控制软件根据现场数据和当前工作状态控制系统的流程、任分配、指令发送、故障检测等；通过板卡通讯向PLC机械手发送换档控制指令、通过RS485总线变频器发送测试所需的转速和加载扭矩信号。控制部分还包括变频器、现场数据采集卡（PCL818L）、PLC控制器。变频器可以实现三相交流异步电动机的无级调速。变频器选用西门子6SE70系列变频器，该系列变频器采用交流电机的矢量控制技术对电机进行控制。矢量控制也叫磁场定向控制。它的基本思路是利用d-q旋转坐标变换，将定子电流分成励磁电流id1和转矩电流iq1，在调速过程中保持转子磁链不变，即id1为常数，此时交流电机调速原理与直流电机相同。现场数据采集卡将现场采集的数据传输到计算机。PLD控制器根据计算机发送的指令完成将换档信号转换为换机械手的执行命令系统工作原理系统采用双电机模拟汽车工况加载电机通过变频器的扭矩闭环控制模拟汽车