Стенд для диагностирования технического состояния агрегатов трансмиссии транспортных средств

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения технического состояния агрегатов (многоступенчатых коробок передач, задних мостов) трансмиссии транспортных средств. Целью изобретения является снижение трудоемкости процесса диагностирования за счет информации о техническом состоянии отдельной ступени диагностир уемого агрегата без его разборки. Указанная цель достигается тем, что стенд снабжен узкополосным фильтром 9, схемой 10 обработки сигналов узкополосного фильтра, схемой 11 сравнения, схемой 13 отображения, программным блоком 14, блоком управления приводным электродвигателем и блоком 16 управления тормозом. Скорость вращения приводного электродвигателя 1 изменяется таким образом, чтобы частоты зубцовых гармоник всех ступеней последовательно становились равными частоте настройки узкополосного фильтра 9, сигнал с выхода которого используется для диагностирования соответствующей ступени трансмиссии. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. (О

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1 03 А1 (51) 4 G 01 М 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTÎPCHÎMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3868197/24-28 (22) 13.03.85 (46) 23.07.88. Бюл. ¹ 27 (72) И.Е.Каган, А.А.Першин, В.И.Саввин и Ю.П.Сумаронов (53) 620.178.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 868412, кл. G 01 M 13/02, 1980. (54) СТЕНД ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АГРЕГАТОВ ТРАНСМИССИИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения технического состояния агрегатов (многоступенчатых коробок передач, задних мостов) трансииссии транспортных средств. Целью изобретения является снижение трудоемкости процесса диагностирования за счет информации о техническом состоянии отдельной ступени диагностируемого агрегата без его разборки. Указанная цель достигается тем, что стенд снабжен узкополосным фильтром 9, схемой 10 обработки сигналов узкополосного фильтра, схемой 11 сравнения, схемой 13 отображения, программным блоком 14, блоком управления приводным электродвигателем и блоком 16 управления тормозом. Скорость вращения приводного электродвигателя 1 изменяется таким образом, чтобы частоты зубцовых гармоник всех ступеней последовательно становились равными частоте настройки узкополосного фильтра

9, сигнал с выхода которого используется для диагностирования соответствующей ступени трансмиссии. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1411603

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в транспортнаг машиностроении для диагностирования агрегатов (коробок передач, задних мостов) трансмис5 сий транспортных средств (тракта:зав. автомобилей).

Цель изобретения — снижение трудоемкости при диагностировании многоступенчатых агрегатов трансмиссий транспортньи средств путем получения информации о техническом состоянии отдельной ступени диагностируемога агрегата без его разборки.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого с-:енца, на фиг„.2— кинематическая схема стенда.

Стенд содержлт приводной электродвигатель 1, кинематически соединен- 2О ный с входньгг валом 2 циагнастигуема.= го агрегата 3, тормоз 4, кинематггчески соединенный с выходным валом 5 диагнастируемаго агрегата, преобразова-: тель 6 (датчик угловых ускорений) механических колебаний и электрический сигнал, установленньгй на выходном валу 5 диагностируемаго агрегата

3, датчик-. 7 угловой скорости вращения, кинематически соединенный с ЗQ входным валом 2 диагностируемого аг= регата 3, схему 8 обработки сигналов датчика 7 угловой скорости в1защения подключенную к выходу датчика 7 угловой скорости вращения, узкополосггьгй фильтр 9 вход которого соединен с выходом преобразователя 6 механичес=ких колебаний в электрический сигнал,, схему 1О обработки сигналов узкополосного фильтра 9, информационный 1О вход которой соединен.с выходом узкополосного фильтра 9, схему 11 сравнения, один вход которой соединен с выходом схемы 8 обзрабатки сигналов датчика 7 угловой скорости вращения, задающий блок 12, выход которого соединен с другим входом схемы 11 сравнения, схему 13 отображения, информационный вход которой соединен с вьгходам схемы 1О обработки сигналов узкополосного фильтра 9, программньпл блок

14, блок 15 управления приводным . электродвигателем 1 и блок il6 управления тормозом 4. Выход схемы 11 сравнения соединен с управляющими входами блока 15 управления приводным

55 электродвигателем 1 и программного блока 14, командньгй вход которого соединен с входом " Пуск" стенда, адресные входы зацающега блока 12, схемы 13 отображения соединены между собой и с соответствующими адресными вьгходаггл программного блока 14, командный вход блока 15 управления приводным электродвигателем 1 соединен с первым управляющим выходом программного блока 14, командный вход блока

16 управления тормозом 4 соединен с вторым управляющим вьгхадом программного блока 14, управляющий вход схемы 1О обработки сигналов узкополосного фильтра 9 соединен с времязадающим выходом программного блока 14 и синхранизирующий вход схемы 13 отображения соединен с синхронизирующим выходом программного блока t4.

Стенд работает следующим образом.

Прсдварительно на выходах задающего блока 12 последовательна устанавливается числа N в двоичном коде, которое соответствует угловой скорости вращения входного вала передачи, при которой зубцовая частота какойлибо пары передачи совпадает с частотой настройки узкополосного фильтра 9.

В исходном состоянии приводной электроцвигатель 1 н тормоз 4 отключены. На выходе датчика 7 угловой скорости и преобра-ователя 6 механических колебанглй в электрический сиг= нал сигналы отсутствуют.

При рабате стенда сигнал "Пуск" поступает на командный вход программного блока 14, аткуца сигналы с уровнем логической единицы поступают, соответственна, на командные входы блока 15 управления приводным электродвигателем 1 и блока 16 управления тормозом 4.

Сигнал с уровнем логическол единицы, поступающий на командный вход блока 15 управления, подключает сеть к статорным обмоткам приводного электродвигателя 1.

Однако вращения приводного элек- тродвигателя 1 не происходит, т.е. его роторные обмотки разомкнуты.

Сигнал с уровнем логической едини 1, поступающий на командньгй вход блока 16 управления тормозом 4, включает тормоз 4. Сигнал с уровнем логической единицы поступает на первый адресный вход программного блока 14, который соединен с первыми адресными входами задающего блока 12 и схемы

13 отображения. При появлении на пер3 14116 вом адресном входе задающего блока 12 сигнала с уровнем логической единицы на выходе задающего блока 12 устанавливается параллельный двоичный код

И1, соответствующий значению угловой скорости вращения входного вала диагностируемой многоступенчатой механической коробки 3 передач, при которой диагностируются шестерни первой ступени. Этот код поступает на второй вход схемы 11 сравнения.

Так как ротор приводного электродвигателя 1 неподвижен, то входной вал диагностируемой коробки 3 переда- 15 чи и связанный с ним датчик 7 угловой скорости вращения также неподвижны, сигнал с вь|хода датчика 7 угловой скорости равен нулю. В результате на выходе схемы 8 обработки сигналов датчика 7 угловой скорости вращения будет параллельный двоичный код, соответствующий нулевой угловой скоро— сти вращения входного вала,циагностируемой коробки 3 передачи. Этот код 25 поступает на первый вход (вход текущего значения) схе.ы 11 сравнения. В результате сравнения кодов на выходе схемы 11 сравнения появляется сигнал с уровнем логической единицы, который поступает на управляющие входы блока 15 управления приводным электродвигателем 1 и программного блока

i4. Сигналом, поступающим на управляющий вход блока 15 управления привод35 ным электродвигателем 1, замыкаются роторные обмотки приводного электродвигателя 1 и ротор приводного элек1 тродвигателя 1 начинает вращаться.

При этом угловая скорость вращения входного вала диагностируемой коробки 3 передачи увеличивается.

На выходе датчика 7 формируется отрицательный импульс, продолжительность которого обратно пропорциональна угловой скорости вращения диагностируемой коробки 3 передач. С выхода датчика 7 угловой скорости вращения этот импульс поступает на вход схемы 8 обработки сигнала датчика 7

50 угловой скорости вращения. На выходе схемы 8 за каждый оборот ротора датчика 7 угловой скорости появляется число в двоичном коде, характеризующее текущую угловую скорость вращения входного вала диагностируемой короб55 ки 3 передач.

При вращении входного вала коробки 3 передач в процессе разгона возникают механические колебания, формируемые соударениями зубьев в каждой паре шестерен, участвующих в зацеплении. Частота соударений зубьев шестерен (зубцовая частота) определяется угловой скоростью вращения шестерен и числом зубьев шестерен. Интенсивность соударений зубьев, пропорциональная износу зубьев шестерен, характеризует уровень (амплитуду) колебаний. Эти колебания в диагностируемой коробке 3 передач преобразуются датчиком 6 угловых ускорений в аналоговый электрический сигнал, поступающий на вход узкополосного фильтра

9, настроенный на определенную частоту. Узкополосный фильтр 9 из широкого спектра частот колебаний, постулающих на его :вход, пропускает колебания определенной частоты, на которую оп настроен. Уровень (амплитуда) сигнала на выходе узкополосного фильтра 9 характеризует интенсивность соу арений зубьев, т.е. износ зубьев шестерен диагностируемой коробки 3 передач. Сигнал с выхода узкополосного фильтра 9 поступает на информационный вх-.,д схемы 10 обработки сигналов узкополосного фильтра 9.

При увеличении угловой скорости вращения входного вала коробки 3 передач в процессе разгона зубцовые частоты всех пар шестерен, участвующих в зацеплении, увеличиваются, так как увеличиваются угловые скорости вращения всех шестерен коробки 3 передач. В момент совпадения зубцовой частоты шестерен первой ступени коробки 3 передач с частотой настройки узкополосного фильтра 9 текущая угловая скорость вращения входного вала коробки 3 передач, оцениваемая числом в двоичном коде на выходе схемы 8, оказывается равной заданной угловой скорости вращения, выраженной числом

N в двоичном коде на выходе задающего блока 12, при наличии сигнала с уровнем логической единицы на адресном входе задающего блока 12. При равенстве кодов, поступающих на входы схемы 11 сравнения с выходов схемы 8 обработки сигналов датчика 7 угловой скорости вращения и с выходов задающего блока 12, на выходе схемы 11 сравнения появляется сигнал с уровнем логического нуля. Это соответствует началу процесса диагностирования первой ступени коробки 3 передач.

1411 б03

В процессе диагностирования первой ступени коробки 3 передач осуществляется импульсное регулирование угловой скорости вращения приводного электродвигателя 1 путем поочередно5 го подключения и отключения роторных обмоток приводного электродвигателя 1 от сети для уменьшения о-.клонений текущей угловой скорости вращения вход-10 !

,ного вала коробки 3 передач от задан,ной угловой скорости, соответствующей ( совпадению зубцовой частоты первой !

|ступени с частотой настройки узкопо лосного фильтра 9. (При поступлении на второй адресный вход задающего блока 12 сигнала с

:уровнем логической единицы на выходе

;задающего блока 12 устанавливается параллельный двоичный код Е, соответствующий угловой скорости вращения входного вала диагностируемой коробки 3 передач, при которой осуществляется диагностирование второй ступени коробки 3 передач, При этом значение этого параллельного двоичного кода Ид отличается от значения кода, поступа,ющего на первый вход схемы 11 сравне( ния с выхода схемы 8 обработки сигна лов датчика 7 угловой скорости вра-! щения. В результате на выходе схемы, 11 сравнения появляется сигнал с уровнем логической единицы, который поступает на управляющий вход блока

15 управления приводным электродвигателем 1, и обмотки ротора приводного электродвигателя 1 замыкаются. Угловая скорость вращения ротора приводного электродвигателя 1 и связанного с ним входного вала диагностируемой

40 коробки 3 передач начинает возрастать до момента достижения того значения, при котором зубцовая частота второй ступени диагностируемой многоступенчатой коробки 3 передач совпадает с частотой настройки узкополос45 ного фильтра 9, Далее работа стенда при диагностнровании второй ступени коробки 3 передач происходит аналогично работе при диагностировании первой ступени коробки 3 передач.

После окончания диагностированием всех m ступеней коробки 3 передач, сигнал с уровнем логической единицы появляется на (та+1)-м выходе програм-55 много блока 14. При этом последовательно отключаются статорные обмотки приводного электродвигателя 1 и тормоз 4, и процесс диагностирования всех m ступеней многоступенчатой коробки 3 передач заканчивается. На всех индикаторах схемы 13 отображения изображены числа, характеризующие износ каждой ступени диагностируемой многоступенчатой механической коробки 3 передач.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Стенд для диагностирования технического состояния агрегатов трансмиссии транспортных средств, содержащий приводной электродвигатель, кинематически соединяемый с входным валом диагностируемого агрегата, тормоз, кинематически соединенный с выходным валом диагностируемого агрегата, преобразователь механических колебаний в электрический сигнал, кинематически связанный с одним из валов диагностируемого агрегата, датчик угловой скорости, кинематически соединенный с входным валом диагностируемого агрегата, и схему обработки сигналов датчика угловой скорости, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости при диагностировании, он снабжен узкополосным фильтром, вход которого соединен с выходом преобразователя механических колебаний в электрический сигнал, схемой обработки сигналов узкополосного фильтра, информационный вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра, схемой сравнения, один вход которого соединен с выходом схемы обработки сигналов датчика угловой скорости вращения, задающим блоком, выход которого соединен с другим входом схемы сравнения, схемой отображе-. ния, информационный вход которой соединен с выходом схемы обработки сигналов узкополосного фильтра, программным блоком, блоком управления приводным электродвигателем и блоком управления тормозом, выход схемы сравнения соединен с управляющими входами блока управления приводным электродвигателем и программного блока, командный вход программного блока соединен с входом "Пуск" стенда, адресные входы задающего блока и схемы отображения соединены между собой и с соответствующими адресными выходами протраммного блока, командный вход блока управления приводным электоо141160 двигателем соединен с первым управля ющим выходом программного блока, командный вход блока управления тормозом соединен с вторым управляющим выходом программного блока управления, 5 управляющий вход схемы обработки сигналов узкополосного фильтра соединен с времязадающим выходом программного блока и синхронизирующий вход схемы отображения соединен с синхронизирующим выходом программного блока.

2. Стенд по п.2, о т л и ч а ю—

m и и с я тем, что схема обработки сигналов узкополосного фильтра выпол5 иена в виде детектора, подключенного к информационному входу схемы обработки сигналов узкополосного фильтра, интегратора, вход которого соединен с выходом детектора, а выход подключен к выходу схемы обработки сигналов узкополосного фильтра, и ключа, подключенного к управляющему вхоцу схемы обработки сигналов узкополосного фильтра и к выходу интегратора.

3. Стенд по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем9 что схема отображения выполнена в виде аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с информационным входом схемы отображения, и m каналов отображения, включающих блок И, один конец которого соединен с синхронизирующим входом схемы отображения, а другой — с соответствующим адресным входом схемы отображения, регистра памяти, С-вход которого соединен с выходом данного блока И, а информационные входы — с выходами аналого-цифрового преобразователя преобразователя входы ко9 9

40 торого соединены с выходами регистра памяти, и индикатора, подключенного к выходам преобразователя.

4. Стенд по п. 1, о т л и ч а ю—

45 шийся тем, что программный блок выполнен в виде инвертора, вход которого соединен с управляющим входом программного блока, элемента И, первый вход которого соединен с выходом инвертора, первого RS-триггера, вход которого соединен с выходом элемента

И, а прямой вход — с времязадающим выходом программного блока, ключевого з 8 элемента, управляющий вход которого соединен с вторым входом элемента И и с инверсным выходом первого RSтриггера, генератора стандартных импульсов, выход которого соединен с информационным входом ключевого элемента, первого двоичного счетчика импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом ключевого элемента, первого элемента временной задержки, вход которого соединен с выходом первого двоичного счетчика импульсов,. а выход — с входом первого двоичного счетчика импульсов и с R-входом первого RS-триггера, второго RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом первого элемента временной задержки, S-вход — с выходом первого двоичного счетчика импульсов, а прямой выход — с синхронизирующим выходом программного блока, дифференциатара, вход которого соединен с командным входом программного блока. формирователя импульсов, вход которого соединен с выходам дифференциатора, третьего RS-триг" åðà, S-вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а прямой выход — с первым управляющим выходом программного блока, четвертого RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а прямой выход — с вторым управляющим выходом программного блока„ одновибратора, вход кото" рого соецинен с выходом первого элемента временной задержки, а выход— с третьим вхоцом элемента И, второго двоичного счетчика импульсов, R-вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а суммирующий входс выходом первого элемента временной задержки, дешифратора, входы которого соединены с выходами второго дво" ичного счетчика импульсов, а 1, m выходов — с адресными выходами программного блока и второго элемента временной задержки, (ш+1)-й выход дешифратора соединен с входом второго элемента временной задержки и с Rвходом третьего RS-триггера, а выход второго элемента временной задержки соединен с R-входом четвертого RSтриггера.

1411603

Составитель А.Шароватов

Техред A.Кравчук Корректор Л.Патай

Редактор Н.Тупица

Тирам 847. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3645/37

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4