本發(fā)明涉及產(chǎn)品性能檢測(cè)專用設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機(jī)車是以內(nèi)燃機(jī)作為原動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪的機(jī)車。內(nèi)燃機(jī)車由柴油機(jī)、傳動(dòng)裝置、輔助裝置、車體走行部(包括車架、車體、轉(zhuǎn)向架等)、制動(dòng)裝置和控制設(shè)備等組成。傳動(dòng)裝置作為媒介裝置介于柴油機(jī)和機(jī)車傳動(dòng)軸之間，其作用是使柴油機(jī)的功率傳送到傳動(dòng)軸上使其符合機(jī)車牽引要求。常用的傳動(dòng)方式有機(jī)械傳動(dòng)、液力傳動(dòng)和電傳動(dòng)；液力傳動(dòng)裝置主要由液力變矩器、車軸齒輪箱、萬(wàn)向軸等組成。

液力變矩器機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)以液力變矩器為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，用于驗(yàn)證液力變矩器的機(jī)械特性，完成出廠試驗(yàn)。液力變矩器的機(jī)械特性是指其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和相應(yīng)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的特性，通常用機(jī)械特性曲線表示，在機(jī)械特性曲線上的每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)機(jī)械功率值。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)連接關(guān)系圖。如圖1所示，此試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)采用柴油機(jī)101供能，柴油機(jī)101、液力變矩器3，齒輪箱4和直流發(fā)電機(jī)102采用機(jī)械軸連接傳動(dòng)，直流發(fā)電機(jī)102與電阻箱104電連接。當(dāng)此機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，柴油機(jī)101驅(qū)動(dòng)液力變矩器3，液力變矩器3驅(qū)動(dòng)齒輪箱4，齒輪箱4驅(qū)動(dòng)直流發(fā)電機(jī)102，直流發(fā)電機(jī)102發(fā)出電能，并通過(guò)電阻箱104消耗掉。電流傳感器103檢測(cè)電路中的電流，利用機(jī)械功率計(jì)算公式P＝I²R，計(jì)算機(jī)械特性曲線上的機(jī)械功率值，從而描繪實(shí)際機(jī)械特性曲線。將此實(shí)際機(jī)械特性曲線與理論機(jī)械特性曲線比較，確定誤差值是否在理論誤差范圍內(nèi)，從而確定待測(cè)試的液力變矩器3是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

然而，上述機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)主要存在以下兩點(diǎn)問(wèn)題：1)柴油機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能量最終是電阻箱以發(fā)熱形式消耗掉，該能量巨大卻得不到二次利用，造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)；2)通常一種柴油機(jī)的具備一種輸出機(jī)械特性，只能用于檢測(cè)與之機(jī)械特性匹配的液力變矩器，所以每次做不同種類液力變矩器試驗(yàn)時(shí)，對(duì)應(yīng)的柴油機(jī)也必須更換，這不利于試驗(yàn)準(zhǔn)備工作，也不便于機(jī)械安裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)以電能代替?zhèn)鹘y(tǒng)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電能循環(huán)利用，避免使用柴油機(jī)產(chǎn)生廢氣污染環(huán)境；并且使用逆變器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)模擬多種柴油機(jī)的輸出機(jī)械特性，滿足具有不同機(jī)械特性的液力變矩器試驗(yàn)，避免在試驗(yàn)過(guò)程中多次更換柴油機(jī)，簡(jiǎn)化試驗(yàn)條件。

本發(fā)明提供的液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)，包括電力驅(qū)動(dòng)組件和電力加載組件。

電力驅(qū)動(dòng)組件包括用于提供輸入力矩的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和用于為驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電的電源，電力驅(qū)動(dòng)組件的輸出端和液力變矩器的輸入端連接，以為液力變矩器提供輸入力矩。

電力加載組件包括用于提供的加載力矩的加載電機(jī)，電力加載組件的輸入端和液力變矩器的輸出端連接，以為液力變矩器提供加載力矩，電力加載組件的輸出端與電力驅(qū)動(dòng)組件連接，以使加載電機(jī)所產(chǎn)生的電流驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明提供的液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)使用電能代替?zhèn)鹘y(tǒng)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電能循環(huán)利用，避免使用柴油機(jī)產(chǎn)生廢氣污染環(huán)境；并且通過(guò)逆變器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)模擬多種柴油機(jī)的輸出機(jī)械特性，滿足具有不同機(jī)械特性的液力變矩器試驗(yàn)，避免在試驗(yàn)過(guò)程中多次更換柴油機(jī)，簡(jiǎn)化試驗(yàn)條件。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)連接關(guān)系圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)的連接關(guān)系圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-電力驅(qū)動(dòng)組件； 2-電力加載組件； 3-液力變矩器；

4-齒輪箱； 5-第一扭矩轉(zhuǎn)速儀； 6-第二扭矩轉(zhuǎn)速儀；

7-電源補(bǔ)償單元； 8-安裝座； 9-萬(wàn)向軸；

10-聯(lián)軸器； 11-驅(qū)動(dòng)電機(jī)； 12-電源；

13-第一逆變器； 21-加載電機(jī)； 22-第二逆變器；

121-電網(wǎng)； 122-整流器； 101-柴油機(jī)；

102-直流發(fā)電機(jī)； 103-電流傳感器； 104-電阻箱。

具體實(shí)施方式

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)連接關(guān)系圖，圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)的連接關(guān)系圖，圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1-3所示，本發(fā)明提供的液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)，包括電力驅(qū)動(dòng)組件1和電力加載組件2。

電力驅(qū)動(dòng)組件1包括用于提供輸入力矩的驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和用于為驅(qū)動(dòng)電機(jī)11供電的電源12，電力驅(qū)動(dòng)組件1的輸出端和液力變矩器3的輸入端連接，以為液力變矩器3提供輸入力矩。

電力加載組件2包括用于提供的加載力矩的加載電機(jī)21，電力加載組件2的輸入端和液力變矩器3的輸出端連接，以為液力變矩器3提供加載力矩，電力加載組件2的輸出端與電力驅(qū)動(dòng)組件1連接，以使加載電機(jī)21所產(chǎn)生的電流驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)。

具體的，電力驅(qū)動(dòng)組件1還包括第一逆變器13，第一逆變器13的輸入端作為電力驅(qū)動(dòng)組件1的輸入端，第一逆變器13的輸出端和驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的輸入端串聯(lián)。

具體的，電力加載組件2還包括第二逆變器22，第二逆變器22的輸入端與加載電機(jī)21的輸出端串聯(lián)，第二逆變器22的輸出端作為電力加載組件2的輸出端。

需要說(shuō)明的是，上述的液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)在工作過(guò)程中，電源12為其供電，優(yōu)選的電源12中還包括三相變壓器，電源12供電為10kV三相交流電，經(jīng)過(guò)三相變壓器后，10kV三相交流電轉(zhuǎn)換為690V三相交流電。690V三相交流電經(jīng)過(guò)整流器122削波穩(wěn)壓后，轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的930V直流電。繼而通過(guò)第一逆變器13轉(zhuǎn)換為交流電供驅(qū)動(dòng)電機(jī)11使用。驅(qū)動(dòng)電機(jī)11工作，通過(guò)機(jī)械軸傳動(dòng)，將輸出的一定轉(zhuǎn)速值或扭矩值作為輸入轉(zhuǎn)速或輸入扭矩，傳輸給待測(cè)的液力變矩器3。待測(cè)的液力變矩器3內(nèi)部，泵輪被機(jī)械軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪通過(guò)液壓油被泵輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，輸出一定的轉(zhuǎn)速值或扭矩值，即為輸出轉(zhuǎn)速或輸出扭矩。液力變矩器3通過(guò)機(jī)械軸帶動(dòng)電力加載組件2中的加載電機(jī)21工作，加載電機(jī)21將機(jī)械軸傳輸?shù)臋C(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生交流電。此交流電經(jīng)過(guò)第二逆變器22轉(zhuǎn)換為第一逆變器13可用的直流電并供給第一逆變器13使用。通過(guò)上述過(guò)程，完成液力變矩器3的機(jī)械性能檢測(cè)并使得電能達(dá)到循環(huán)利用的目的。

具體的，第一逆變器13和第二逆變器22的數(shù)量均為多個(gè)。

需要說(shuō)明的是，第一逆變器13和第二逆變器22為多個(gè)，并以模組式結(jié)構(gòu)安裝于此液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)中。第一逆變器13和第二逆變器22需要根據(jù)待測(cè)液力變矩器3的機(jī)械特性控制交流電機(jī)或加載電機(jī)21的輸入電壓(電流)，從而控制輸送給待測(cè)液力變矩器3的轉(zhuǎn)速或扭矩。因此，模組式結(jié)構(gòu)的第一逆變器13和第二逆變器22可以根據(jù)試驗(yàn)中待測(cè)液力變矩器3的機(jī)械特性擴(kuò)充或減少模組數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)第一逆變器13和第二逆變器22容量，滿足待測(cè)液力變矩器3使用。本發(fā)明提供的液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)以此模組式逆變器代替?zhèn)鹘y(tǒng)柴油機(jī)，適應(yīng)不同機(jī)械特性的液力變矩器的試驗(yàn)所需，避免多次更換柴油機(jī)，不僅簡(jiǎn)化了試驗(yàn)條件，而且柴油屬于不可再生資源，其存在燃燒不充分且耗油量巨大的問(wèn)題。在試驗(yàn)中將產(chǎn)生大量的濃煙和廢氣，同時(shí)伴有巨大的噪聲，對(duì)環(huán)境污染非常嚴(yán)重，避免使用柴油符合節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念。

具體的，液力變矩器3和加載電機(jī)21之間還設(shè)置有齒輪箱4，齒輪箱4的輸入軸和液力變矩器3連接，齒輪箱4的輸出軸和加載電機(jī)21連接，齒輪箱4的輸入軸和輸出軸之間具有至少兩個(gè)不同的傳動(dòng)比。

需要說(shuō)明的是，液力變矩器3的輸出存在大扭矩低轉(zhuǎn)速和小扭矩高轉(zhuǎn)速的工況，為了與加載電機(jī)21匹配，在液力變矩器3和加載電機(jī)21之間引入齒輪箱4。此齒輪箱4的輸入軸和輸出軸之間存在至少兩個(gè)不同的傳動(dòng)比，在液力變矩器3輸出大扭矩低轉(zhuǎn)速時(shí)，齒輪箱4切換至增速檔。將轉(zhuǎn)矩降低，轉(zhuǎn)速升高，從而與加載電機(jī)21匹配；當(dāng)液力變矩器3輸出小扭矩高轉(zhuǎn)速時(shí)，齒輪箱4切換至減速檔，將轉(zhuǎn)矩提高，轉(zhuǎn)速降低，從而與加載電機(jī)21匹配。

具體的，還包括第一扭矩轉(zhuǎn)速儀5和第二扭矩轉(zhuǎn)速儀6，第一扭矩轉(zhuǎn)速儀5設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的輸出軸上，以檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的輸出轉(zhuǎn)速；第二扭矩轉(zhuǎn)速儀6設(shè)置在加載電機(jī)21的輸入軸上，以檢測(cè)加載電機(jī)21的輸入轉(zhuǎn)速。

需要說(shuō)明的是，第一扭矩轉(zhuǎn)速儀5可用來(lái)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11輸送給待測(cè)液力變矩器3的轉(zhuǎn)速和扭矩，第二扭矩轉(zhuǎn)速儀6可用來(lái)檢測(cè)加載電機(jī)21輸送給待測(cè)液力變矩器3的轉(zhuǎn)速和扭矩。在此液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)中，通過(guò)速度控制模式和扭矩控制模式進(jìn)行試驗(yàn)。速度控制模式為通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)11輸入電壓(電流)從而控制其輸送給待測(cè)液力變矩器3的轉(zhuǎn)速值為理論轉(zhuǎn)速值，通過(guò)第一扭矩轉(zhuǎn)速儀5檢測(cè)實(shí)際的扭矩值，從而得到實(shí)際機(jī)械特性曲線，通過(guò)實(shí)際機(jī)械特性曲線與理論機(jī)械特性曲線對(duì)比，確定液力變矩器3輸入機(jī)械特性是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。扭矩控制模式下，加載電機(jī)21處于再生發(fā)電狀態(tài)，通過(guò)控制加載電機(jī)21輸入電壓(電流)從而控制其輸送給待測(cè)液力變矩器3的扭矩值為理論扭矩值，通過(guò)第一扭矩轉(zhuǎn)速儀5檢測(cè)實(shí)際的轉(zhuǎn)速值，從而得到實(shí)際機(jī)械特性曲線，通過(guò)實(shí)際機(jī)械特性曲線與理論機(jī)械特性曲線對(duì)比，確定液力變矩器3輸出機(jī)械特性是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

優(yōu)選的，在第一扭矩轉(zhuǎn)速儀5和液力變矩器3之間還設(shè)置有萬(wàn)向軸9，因?yàn)椴煌囊毫ψ兙仄?用于傳輸?shù)臋C(jī)械軸設(shè)定位置常常不同，不能保證其與驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的機(jī)械軸位于同一直線上，當(dāng)存在夾角時(shí)，萬(wàn)向軸9以其有較大的角向補(bǔ)償能力，實(shí)現(xiàn)所聯(lián)接的兩個(gè)機(jī)械軸連續(xù)回轉(zhuǎn)，并可靠地傳遞扭矩和轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選的，在加載電機(jī)21和齒輪箱4之間還連接有聯(lián)軸器10，用于連接齒輪箱4和加載電機(jī)21機(jī)械軸并傳遞扭矩。在高速傳動(dòng)過(guò)程中，起到緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。

具體的，電源12包括電網(wǎng)和整流器122，整流器122連接在電網(wǎng)和電力驅(qū)動(dòng)組件1之間。

需要說(shuō)明的是，電源12包括電網(wǎng)和整流器122，電網(wǎng)優(yōu)選常用的10kV的高壓交流電網(wǎng)，使本液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)適用性較大，不受電網(wǎng)電壓局限。通常10kV的高壓交流電還需經(jīng)過(guò)三相變壓器后，轉(zhuǎn)換為690V的交流電。整流器122的主要作用是將轉(zhuǎn)換后的690V的交流電變?yōu)?30V的直流電，經(jīng)過(guò)濾波后供給第一逆變器13或第二逆變器22使用。

具體的，還包括電源12補(bǔ)償單元7，電源12補(bǔ)償單元7連接在電力加載組件2的輸出端和電力驅(qū)動(dòng)組件1之間，以根據(jù)電力驅(qū)動(dòng)組件1所需的電流和電力加載組件2所產(chǎn)生的電流調(diào)整電力加載組件2的電流與電源12所提供的電流的比例。

需要說(shuō)明的是，在此液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)中能實(shí)現(xiàn)電能的循環(huán)利用，僅在整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械和電氣傳輸過(guò)程中存在少量損耗，通過(guò)電源12補(bǔ)償單元7根據(jù)電力驅(qū)動(dòng)組件1所需電流和電力加載組件2所產(chǎn)生的電流調(diào)整電源12提供的電流比例。在此液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)開(kāi)始時(shí)，電網(wǎng)121電流啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，電網(wǎng)121電流僅在于維持系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，補(bǔ)償機(jī)械和電氣損耗部分的電能。

具體的，驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和加載電機(jī)21均為交流電機(jī)。

需要說(shuō)明的是，交流電機(jī)為目前最常用的電機(jī)，是能實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械。與直流電機(jī)相比，交流電機(jī)由于沒(méi)有換向器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，容易制成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流、大容量的電機(jī)。交流電機(jī)的額定功率范圍較大，一般為幾瓦到幾十萬(wàn)千瓦，甚至上百萬(wàn)千瓦，完全能夠滿足系統(tǒng)試驗(yàn)需要。

具體的，還包括用于固定液力變矩器3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和加載電機(jī)21的安裝座8。

需要說(shuō)明的是，將液力變矩器3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和加載電機(jī)21安裝在同一安裝座8上，便于三者之間的機(jī)械軸穩(wěn)定連接，減小在機(jī)械傳輸中的損耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

本發(fā)明提供的液力變矩器試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)使用電能代替?zhèn)鹘y(tǒng)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電能循環(huán)利用，避免使用柴油機(jī)產(chǎn)生廢氣污染環(huán)境，節(jié)能減排；并且通過(guò)逆變器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)11模擬多種柴油機(jī)的輸出機(jī)械特性，滿足具有不同機(jī)械特性的液力變矩器3試驗(yàn)，避免在試驗(yàn)過(guò)程中多次更換柴油機(jī)，簡(jiǎn)化試驗(yàn)條件。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。