一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置及方法，其裝置包括變頻電機、冷卻風扇和支撐臺，所述的變頻電機水平橫向放置在支撐臺一側(cè)的上表面，其前端水平向外伸出的輸出軸通過聯(lián)軸器與水平布置的風扇旋轉(zhuǎn)軸相連，所述的風扇旋轉(zhuǎn)軸穿過布置在支撐臺另一側(cè)上表面的軸承箱并與豎直布置的冷卻風扇相連，所述冷卻風扇的圓心處布置有離合器，在冷卻風扇的一側(cè)和變頻電機輸出軸的一側(cè)分別布置有風扇轉(zhuǎn)速測點和電機轉(zhuǎn)速測點。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，在輸入轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速不斷變化的狀態(tài)下，微機控制器輸出不同的占空比，通過PID控制使得風扇穩(wěn)定運行在設(shè)定轉(zhuǎn)速下，以此測得電控硅油風扇離合器在變工況下風扇轉(zhuǎn)速的跟隨性。
【專利說明】一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子控制裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電控硅油風扇離合器是利用硅油高粘度的特性傳遞扭矩，通過冷卻液溫度傳感器來感知冷卻液的溫度，微機控制器根據(jù)溫度輸出電信號，通過電磁信號的轉(zhuǎn)換，電磁力控制閥門的開合，改變離合器工作腔內(nèi)的硅油量，最終控制風扇的轉(zhuǎn)速，達到控制發(fā)動機溫度的目的。因此，電控硅油風扇離合器對發(fā)動機的作用至關(guān)重要。很多企業(yè)都花費大量的人力、物力和財力來研宄電控硅油風扇離合器，以便選出最優(yōu)方案來批量生產(chǎn)。所以就很有必要通過實驗裝置來進行分析電控硅油風扇離合器在不同的輸入轉(zhuǎn)速、設(shè)定轉(zhuǎn)速下與風扇實際轉(zhuǎn)速的跟隨性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置及方法，結(jié)構(gòu)簡單，在輸入轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速不斷變化的狀態(tài)下，微機控制器輸出不同的占空比，通過PID控制使得風扇穩(wěn)定運行在設(shè)定轉(zhuǎn)速下，以此測得電控硅油風扇離合器在變工況下風扇轉(zhuǎn)速的跟隨性。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置，包括變頻電機、冷卻風扇和支撐臺，所述的變頻電機水平橫向放置在支撐臺一側(cè)的上表面，其前端水平向外伸出的輸出軸通過聯(lián)軸器與水平布置的風扇旋轉(zhuǎn)軸相連，所述的風扇旋轉(zhuǎn)軸穿過布置在支撐臺另一側(cè)上表面的軸承箱并與豎直布置的冷卻風扇相連，所述冷卻風扇的圓心處布置有離合器，在冷卻風扇的一側(cè)和變頻電機輸出軸的一側(cè)分別布置有風扇轉(zhuǎn)速測點和電機轉(zhuǎn)速測點。
[0005]作為本發(fā)明所述的測試裝置的一種補充，所述的風扇旋轉(zhuǎn)軸通過主動軸與離合器相連。
[0006]作為本發(fā)明所述的測試裝置的一種補充，所述的離合器嵌入安裝在冷卻風扇的圓心處，并在其末端繞有磁軛線圈。
[0007]作為本發(fā)明所述的測試裝置的一種補充，所述的磁軛線圈通過線束與外部的微機控制器相連，該微機控制器收集輸入轉(zhuǎn)速和風扇設(shè)定轉(zhuǎn)速這些信號，并對這些數(shù)據(jù)進行整理和計算，輸出占空比指令到磁軛線圈，從而控制離合器閥門的開啟程度，即決定離合器工作室的硅油量，通過PID控制進而改變風扇的轉(zhuǎn)速。所謂的占空比即為在一串理想的脈沖周期序列中，正脈沖的持續(xù)時間與脈沖總周期的比值；所謂的PID控制即為在閉環(huán)系統(tǒng)中，對系統(tǒng)的傳遞函數(shù)進行修正，以快速地跟蹤變化，消除穩(wěn)態(tài)誤差。
[0008]一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置的方法，包括下列步驟:
[0009](a)將變頻電機通過風扇旋轉(zhuǎn)軸輸入到離合器上的輸入轉(zhuǎn)速記為Ii1，同時在微機控制器內(nèi)輸入一個與^相對應(yīng)的風扇設(shè)定轉(zhuǎn)速n，其中n jP η是根據(jù)汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速、散熱器水溫和中冷器氣溫這些參數(shù)模擬出來的轉(zhuǎn)速并呈周期性循環(huán)變化，微機控制器通過H1以及η并對這些轉(zhuǎn)速信號進行數(shù)據(jù)處理，輸出變化的占空比指令到磁軛線圈，占空比越大，使得風扇旋轉(zhuǎn)的速度也就越快；
[0010](b)磁軛線圈根據(jù)占空比的變化控制離合器閥片的開啟角度和開合頻率，離合器閥片的開啟角度和開合頻率決定硅油的流出量和流出速率，從而調(diào)節(jié)冷卻風扇的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速的變化率；
[0011](C)冷卻風扇在硅油的作用下開始旋轉(zhuǎn)，期間又通過PID控制，使得冷卻風扇穩(wěn)定運行，并記從離合器輸出的冷卻風扇的風扇轉(zhuǎn)速為H2，由風扇轉(zhuǎn)速測點測得，再把H2反饋給微機控制器，同時電機轉(zhuǎn)速測點也測得輸入轉(zhuǎn)速Ii1并反饋給微機控制器，最后用圖象表示周期循環(huán)不斷變化著的叫和η所對應(yīng)的η 2與η的跟隨性。
[0012]作為本發(fā)明所述的測試裝置的方法的一種補充，所述的測試裝置的考驗時間設(shè)定為不少于500小時。
[0013]作為本發(fā)明所述的測試裝置的方法的一種補充，所述的輸入轉(zhuǎn)速Ii1與風扇設(shè)定轉(zhuǎn)速η的差值在500?900rpm。
[0014]作為本發(fā)明所述的測試裝置的方法的一種補充，在一個循環(huán)周期內(nèi)，輸入轉(zhuǎn)速Ii1與風扇設(shè)定轉(zhuǎn)速η均從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速，再到低轉(zhuǎn)速，以此相對應(yīng)的風扇轉(zhuǎn)速η2由相應(yīng)的占空比控制其轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)速也通過連續(xù)的變化來跟隨瞬間突變的風扇設(shè)定轉(zhuǎn)速η。
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明涉及一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置及方法，結(jié)構(gòu)簡單，在輸入轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速不斷變化的狀態(tài)下，微機控制器輸出不同的占空比，通過PID控制使得風扇穩(wěn)定運行在設(shè)定轉(zhuǎn)速下，以此測得電控硅油風扇離合器在變工況下風扇轉(zhuǎn)速的跟隨性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的裝置示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的風扇轉(zhuǎn)速與風扇設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的跟隨性函數(shù)圖象；
[0019]圖3是本發(fā)明的裝置控制流程圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0021]如圖1-3所示，本發(fā)明的實施方式涉及一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置及方法，其裝置包括變頻電機1、冷卻風扇6和支撐臺9，所述的變頻電機I水平橫向放置在支撐臺9 一側(cè)的上表面，其前端水平向外伸出的輸出軸通過聯(lián)軸器3與水平布置的風扇旋轉(zhuǎn)軸10相連，所述的風扇旋轉(zhuǎn)軸10穿過布置在支撐臺9另一側(cè)上表面的軸承箱4并與豎直布置的冷卻風扇6相連，所述冷卻風扇6的圓心處布置有離合器7，在冷卻風扇6的一側(cè)和變頻電機I輸出軸的一側(cè)分別布置有風扇轉(zhuǎn)速測點8和電機轉(zhuǎn)速測點2。
[0022]所述的風扇旋轉(zhuǎn)軸10通過主動軸11與離合器7相連。
[0023]所述的離合器7嵌入安裝在冷卻風扇6的圓心處，并在其末端繞有磁軛線圈5。
[0024]所述的磁軛線圈5通過線束12與外部的微機控制器相連。
[0025]實施例
[0026]具體操作步驟如下:
[0027](a)將變頻電機I通過風扇旋轉(zhuǎn)軸10輸入到離合器7上的輸入轉(zhuǎn)速記為Ii1,其轉(zhuǎn)速范圍為2100?2400rpm，同時在微機控制器內(nèi)輸入一個與叫相對應(yīng)的風扇設(shè)定轉(zhuǎn)速n，其轉(zhuǎn)速范圍為900?1500rpm，其中叫和η是根據(jù)汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速、散熱器水溫和中冷器氣溫這些參數(shù)模擬出來的轉(zhuǎn)速并呈周期性循環(huán)變化，并且1^與η均從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速，再到低轉(zhuǎn)速以此循環(huán)，叫與η的差值在500?900rpm，微機控制器通過η丨以及η并對這些轉(zhuǎn)速信號進行數(shù)據(jù)處理，輸出變化的占空比指令到磁軛線圈5 ;
[0028](b)磁軛線圈5根據(jù)占空比的變化控制離合器7閥片的開啟角度和開合頻率，離合器7閥片的開啟角度和開合頻率決定硅油的流出量和流出速率，從而調(diào)節(jié)冷卻風扇6的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速的變化率；
[0029](c)冷卻風扇6在硅油的作用下開始旋轉(zhuǎn)，期間又通過PID控制，使得冷卻風扇6穩(wěn)定運行，并記從離合器7輸出的冷卻風扇6的風扇轉(zhuǎn)速為n2，其轉(zhuǎn)速范圍為600?1500rpm,由風扇轉(zhuǎn)速測點8測得，再把n2反饋給微機控制器，同時電機轉(zhuǎn)速測點2也測得輸入轉(zhuǎn)速1^并反饋給微機控制器，最后用圖象表示周期循環(huán)不斷變化著的n jP η所對應(yīng)的H2與η的跟隨性，該測試裝置的考驗時間設(shè)定為不少于500小時。
【權(quán)利要求】
1.一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置，包括變頻電機(1)、冷卻風扇(6)和支撐臺(9)，其特征在于:所述的變頻電機(1)水平橫向放置在支撐臺(9) 一側(cè)的上表面，其前端水平向外伸出的輸出軸通過聯(lián)軸器(3)與水平布置的風扇旋轉(zhuǎn)軸(10)相連，所述的風扇旋轉(zhuǎn)軸(10)穿過布置在支撐臺(9)另一側(cè)上表面的軸承箱(4)并與豎直布置的冷卻風扇(6)相連，所述冷卻風扇(6)的圓心處布置有離合器(7)，在冷卻風扇(6)的一側(cè)和變頻電機⑴輸出軸的一側(cè)分別布置有風扇轉(zhuǎn)速測點⑶和電機轉(zhuǎn)速測點(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置，其特征在于:所述的風扇旋轉(zhuǎn)軸(10)通過主動軸(11)與離合器(7)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置，其特征在于:所述的離合器(7)嵌入安裝在冷卻風扇(6)的圓心處，并在其末端繞有磁軛線圈(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置，其特征在于:所述的磁軛線圈(5)通過線束(12)與外部的微機控制器相連。
5.一種使用如權(quán)利要求1所述的一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置的方法，包括下列步驟: (a)將變頻電機⑴通過風扇旋轉(zhuǎn)軸(10)輸入到離合器(7)上的輸入轉(zhuǎn)速記為叫，同時在微機控制器內(nèi)輸入一個與^相對應(yīng)的風扇設(shè)定轉(zhuǎn)速n，其中η η是根據(jù)汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速、散熱器水溫和中冷器氣溫這些參數(shù)模擬出來的轉(zhuǎn)速并呈周期性循環(huán)變化，微機控制器通過ηι以及η并對這些轉(zhuǎn)速信號進行數(shù)據(jù)處理，輸出變化的占空比指令到磁軛線圈(5); (b)磁軛線圈(5)根據(jù)占空比的變化控制離合器(7)閥片的開啟角度和開合頻率，離合器(7)閥片的開啟角度和開合頻率決定硅油的流出量和流出速率，從而調(diào)節(jié)冷卻風扇(6)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速的變化率； (c)冷卻風扇(6)在硅油的作用下開始旋轉(zhuǎn)，期間又通過PID控制，使得冷卻風扇(6)穩(wěn)定運行，并記從離合器⑵輸出的冷卻風扇(6)的風扇轉(zhuǎn)速為n2，由風扇轉(zhuǎn)速測點⑶測得，再把n2反饋給微機控制器，同時電機轉(zhuǎn)速測點(2)也測得輸入轉(zhuǎn)速η 1并反饋給微機控制器，最后用圖象表示周期循環(huán)不斷變化著的化和η所對應(yīng)的η 2與η的跟隨性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置的方法，其特征在于:所述的測試裝置的考驗時間設(shè)定為不少于500小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置的方法，其特征在于:所述的輸入轉(zhuǎn)速叫與風扇設(shè)定轉(zhuǎn)速η的差值在500?900rpm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電控硅油風扇離合器模擬車輛運行的測試裝置的方法，其特征在于:在一個循環(huán)周期內(nèi)，輸入轉(zhuǎn)速^與風扇設(shè)定轉(zhuǎn)速η均從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速，再到低轉(zhuǎn)速。
【文檔編號】G01M13/02GK104483126SQ201410487460
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】賀頻艷, 虞寧, 俞豪杰, 張文輝, 虞雷斌 申請人:雪龍集團股份有限公司