[发明专利]一种动力舱的负载模拟装置与模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力舱的负载模拟装置与模拟方法，属于自动化检测技术领域。

背景技术

动力舱负载模拟的主要目的是在对动力舱性能进行全面测试时提供和实际工况相同的测试条件。具体而言，动力舱在装配完成后尚未装车前，通过负载模拟装置模拟动力舱装车运行的工况，检测该系统内各个相关参数及系统的密封性，以对其工作性能进行测试。

动力舱负载模拟装置主要由机械台体(包括铸铁平台、多种不同类型的支架)、加载模块(电涡流测功机及控制器、扭矩转速传感器、动力舱冷却系统)以及计算机监控系统组成，可以实现对发动机和变速箱组合体负载工况的模拟。

动力舱由发动机和变速箱组成。其中发动机是一种能够把化学能转化为机械能的装置，是整个车辆动力的核心部件。变速箱由液力变扭器、行星齿轮和操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速和变转矩的目的。当前发动机和变速箱测试均采用独立测试的方式，这种方式存在以下几个不可避免的问题：

(1)发动机测试中负载采用模拟负载代替，而模拟负载和变速箱的特性存在较大的差别，从而导致试验的工况和发动机实际运行的工况有较大的差别，从而不能很好地对发动机的性能进行评估。

(2)变速箱测试中驱动装置采用模拟的方法替代，例如，采用非实际运行发动机或一套固定的发动机作为动力驱动装置，从而导致试验的工况和变速箱实际运行的工况有较大的差别，从而不能很好地对变速箱的性能进行评估。

(3)加载试验仅能进行简单的模拟，无法有效地对车辆各种工作环境进行装车前的全面测试，需要车辆组装完成后才能全面测试。

(4)当发动机和变速箱组装之后，各自相互影响，可能会出现新的问题，无法有效的检测。

因此，需要在发动机和变速箱在装配完成后尚未装车前，在通过试验台模拟动力舱装车后工况的基础上对其性能进行全面有效的测试。而本发明提供的一种动力舱负载模拟装置主要由机械台体(包括铸铁平台、多种不同类型的支架)、加载模块(电涡流测功机、扭矩转速传感器、动力舱冷却系统、电涡流测功机控制器)以及计算机监控系统组成，可以实现对发动机和变速箱组合体负载工况的模拟，从而解决了传统测试方法单一，可靠性差的问题，实现了对动力舱发动机以及变速箱的性能的全面有效的测试。

发明内容

本发明的目的是为解决传统装甲车辆的动力舱发动机和变速箱测试方式单一，无法对发动机和变速箱的性能进行有效性评估的问题而提供一种动力舱的负载模拟装置与方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种动力舱的负载模拟装置，包括机械台体、加载模块以及计算机监控系统，可以实现对发动机和变速箱组合体的模拟加载。

机械台体包括铸铁平台以及多种不同类型的支架。铸铁平台作为底座，支架的种类包括动力舱支架、电涡流测功机支架、轴承支架以及扭矩转速传感器支架。铸铁平台通过法兰固定动力舱、支架和加载模块。机械台体使整套设备有一个安装基准，同时也可以使发动机和变速箱工作时的振动起到减振的作用。

加载模块包括电涡流测功机、扭矩转速传感器、转动轴承、电涡流测功机控制器、电涡流测功机冷却系统以及动力舱，其主要作为动力舱负载模拟装置方法实施的载体。其中电涡流测功机用来模拟动力舱的负载。扭矩转速传感器对动力舱的输出信号进行实时的检测，以便于电涡流测功机的加载控制。电涡流测功机冷却系统对电涡流测功机模拟动力舱的负载过程中生成的大量热能进行有效的挥发，保证整套系统可以长时间可靠运行。电涡流测功机通过联轴器与扭矩转速传感器相连，扭矩转速传感器通过万向节联轴器和法兰与变速箱的输出轴相连。电涡流测功机控制器通过电缆线分别与计算机监控系统和电涡流测功机连接。

电涡流测功机控制器用来是实现电涡流测功机的驱动与控制，包括嵌入式处理单元，信号采集单元，信号驱动单元以及通讯单元；嵌入式处理单元、信号采集单元、信号驱动单元以及通讯单元相互间通过电缆相互连接。嵌入式处理单元作为硬件平台完成对电涡流测功机的控制算法的运行。信号采集单元完成对电涡流测功机转速、扭矩、电流、电压等信号的采集、输入隔离和预处理。信号驱动单元完成对电涡流测功机控制信号输出隔离和驱动。通讯单元通过电涡流测功机与计算机监控系统通讯并接收计算机监控系统的控制指令，同时将电涡流测功机的相关参数实时传送给计算机监控系统。