液力变矩器性能试验台的研究

　　液力变矩器是一种以液体为介质, 用来传递动力的传动机构。它具有对外载荷自动适应的能力, 能够无级调速和变矩, 目前广泛应用于工程机械、汽车的传动系统中, 其性能直接影响车辆的品质。液力变矩器性能试验台是对变矩器静态、动态性能测试的专用设备。它不仅可以为新产品的开发提供试验数据, 同时也可以为生产的系列化产品提供特性标定。试验台的测试精度直接影响着试验结果的准确性, 其测试周期往往影响产品的开发周期。因此开发一个测试精度高、测试周期短和试验数据处理快速准确的综合试验台具有很大的实际意义。

　　1 试验台的组成

　　液力变矩器最终是要用于车辆的传动系统之中的, 性能试验主要测试变矩器输入、输出端的转速和转矩, 因此对于试验台设计的原则就是: 第1,从变矩器的角度讲, 要能够比较理想地模拟变矩器在传动系统中实际工作条件, 从而较准确地得到变矩器实际工作的理论性能; 第2, 从测试的角度讲,要能够准确和快速地检测、采集和处理信号。根据以上原则, 试验台主要由驱动装置、变矩器、变矩器油路供给系统、加载装置、传感器、信号传输系统和信号处理系统等组成( 图1) 。整个试验台的参数测试和处理以一台计算机和一台控制器为核心, 通过相应的软件实现对整个试验台的测试控制以及试验数据的处理。

　　2 试验装置的分析

　　装置的选择方案和设计直接影响试验精度, 信号处理手段直接影响测试周期以及试验数据处理的速度、精度。以下是对各主要组成部分的分析。

　　2.1 驱动装置以及加载装置

　　根据试验要求, 试验台驱动和加载装置必须满足: 实现全部工作范围内输入转速和输出转速的稳定运转; 动态响应速度要快。

　　驱动装置可以选取发动机、直流电机或者交流电机。发动机作为驱动装置与实际使用工况一致, 但是要得到稳定转速较难。直流电机转速易于控制, 受负载变化的影响小, 但是响应速度相对较慢。交流电机通过调频器可以实现高精度的控制, 响应速度快。负载装置可以通过液压技术实现, 也可以用直流测功机、电涡流测功机和交流矢量测功机。液压技术已经比较成熟, 但是在系统的输出稳定性上不易控制。直流测功机响应速度快, 但是体积大, 惯性大;电涡流测功机结构简单, 惯性小, 易于控制, 但是动态响应慢; 交流矢量测功机体积小, 惯性小, 易于控制, 动态响应快, 试验精度高。

　　综合以上分析, 驱动装置采用交流电机, 加载装置采用交流矢量测功机。

　　2.2 变矩器油路供给系统