變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統及試驗方法

2023-05-26 14:31:01 2

專利名稱：變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統及試驗方法
技術領域：
本發明涉及變速箱潤滑系設計用輔助技術，具體涉及一種變速箱潤滑油液分配模
擬試驗系統及試驗方法。
背景技術：
對於採用摩擦片離合器產生力矩、傳遞動力的動力換檔變速箱來說，需要對其軸 承及離合器摩擦片進行強制潤滑，以保證變速箱的正常運轉。 變速箱的傳動軸較多且軸間距較長，在高速運轉時，所有軸承均需要足夠的潤滑 油液進行潤滑，以保證其不被燒壞和卡死；此外，換檔過程中，由於離合器內的主從動摩擦 片在相互滑摩的瞬間產生高溫，同樣需要足夠的潤滑油液對其進行強制潤滑，並通過油液 的循環帶走大部分滑摩產生的熱量。因此，有效保障軸承及離合器摩擦片的充分潤滑是衡 量變速箱性能的重要指標。 現有變速箱的結構設計中，大多採用在傳動軸上設置潤滑油道的方式來實現潤
滑在軸的中心鑽出軸向潤滑油孔，並在安裝軸承和離合器的相應位置處鑽出與軸向潤滑
油孔相通的徑向潤滑油孔。這樣，潤滑油經各傳動軸的端部進入軸向潤滑油孔，並通過若干
徑向潤滑孔對相應的軸承和離合器進行潤滑、冷卻；眾所周知，軸承及離合器等各待潤滑部
位所需潤滑油量是基本確定的，且潤滑油孔的直徑尺寸決定其通流油量；因此，如何調整並
確定各待潤滑部位的潤滑油孔的直徑尺寸，是引導潤滑油液合理分配的核心問題。 目前，傳統變速箱設計過程中通常採用經驗設計法，設計者根據自身的實際經驗
初步擬定徑向潤滑油孔的直徑，然後在傳動軸上鑽出徑向潤滑油孔，將該傳動軸與其他部
件組裝；之後對組裝完成的變速箱總成進行臺架試驗或者裝機試驗。試驗完成後，拆解變速
箱總成，根據軸承和離合器摩擦片的磨損狀況調整傳動軸上相應部位的潤滑油孔的直徑，
並更換磨損嚴重的軸承和離合器摩擦片，再次裝機進行試驗。如此反覆，直至變速箱的整體
潤滑分配合理為止。然而，採用前述經驗設計法調整確定各待潤滑部位的徑向潤滑油孔的
直徑，需要多次反覆試驗，使得變速箱的設計過程存在著研發周期過長、成本過高的問題。 有鑑於此，亟待研製開發出一種潤滑油分配試驗系統，以克服現有技術存在的上
述缺陷。

發明內容
針對上述缺陷，本發明解決的技術問題在於，提供一種變速箱潤滑油液分配模擬 試驗系統，該系統用於變速箱的研發設計定型階段，具有設計合理、操作性較高的特點，從 而有效降低研發周期及成本。在此基礎上，本發明還提供一種應用該系統的試驗方法。
本發明提供的變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統，用於檢測各試驗傳動軸的通流 油量，該試驗系統包括液壓泵站、試驗臺架、若干螺塞、連接管路和若干計量裝置；其中，所 述液壓泵站用於提供試驗潤滑油液；所述試驗臺架用於放置各試驗傳動軸；所述若干螺塞 用於與各試驗傳動軸上待潤滑部位的螺紋孔配合，所述若干螺塞具有軸向通孔；所述連接管路用於連通所述液壓泵站的出油口與各試驗傳動軸的進油口 ；所述若干計量裝置分別與 所述若干螺塞對應設置，用於計量各螺塞的出油量。 優選地，所述液壓泵站包括存儲潤滑油液的油箱、泵取裝置、過濾器、節流閥、溢流 閥；所述過濾器設置所述泵取裝置的進液管路上，所述節流閥和溢流閥依次設置在泵取裝 置的出液管路上。 優選地，所述節流閥具體為可調節流閥，所述溢流閥具體為可調節溢流閥。 優選地，所述液壓泵站還包括加熱裝置，該加熱裝置置於所述油箱中，以便於加熱
油箱中的潤滑油液。 優選地，所述液壓泵站還包括流量計、壓力表和溫度計，分別設置在所述泵取裝置 的出液管路上。 優選地，所述若干螺塞具體為不同的孔徑系列。
優選地，所述計量裝置具體為具有刻度的透明容器。 本發明提供的變速箱潤滑油液分配模擬試驗方法，應用如前所述的試驗系統，並 按照下述步驟進行 —、準備各試驗傳動軸和不同孔徑的若干螺塞，確定各待潤滑部位所需的理論潤 滑油量； 二、將各試驗傳動軸待潤滑部位的螺紋孔內分別旋入螺塞，並連通各螺塞與相應 計量裝置； 三、將各試驗傳動軸置於試驗臺架上，並連通液壓泵站的出油口與各試驗傳動軸 的進油口之間的管路； 四、將各螺塞與計量裝置依次連接； 五、啟動液壓泵站，調節試驗潤滑油液的壓力、流量和溫度至變速箱的設計要求；
六、潤滑油液進入各試驗傳動軸的潤滑油道並經各螺塞流入相應的計量裝置後， 分別測量單位時間內流入各計量裝置的油量； 七、分別將各待潤滑部分的實測潤滑油量與其理論潤滑油量進行比較，若實測潤 滑油量與相應的理論潤滑油量不一致，則更換相應待潤滑部位的螺塞，以獲得滿足潤滑要 求的各待潤滑部位的孔徑。 優選地，步驟七中，若實測潤滑油量與相應的理論潤滑油量不一致，則還可以調整 液壓泵站與各試驗傳動軸之間的管路走向。 優選地，步驟六中，至少三次測量單位時間內流入各計量裝置的測量，取平均值為 實測潤滑油量。 本發明提供的試驗系統用於變速箱的研發設計定型階段，與現有技術相比，本發 明在試驗傳動軸的待潤滑部位設置螺紋孔，並將試驗用的螺塞旋入螺紋孔中，根據待潤滑 部位的理論油量與實測潤滑油量的比較結果，調整滿足充分潤滑要求的相應螺塞的油孔孔 徑。本發明具有下述有益的技術效果 首先，通過該試驗系統能夠較準確的獲得各軸承和離合器等待潤滑部位的實測油 量，以調整各待潤滑部位的螺塞孔徑，使得潤滑油液合理分配，從而能夠精準地獲得滿足潤 滑要求的各待潤滑部位的孔徑，確保變速箱的正常運轉。 其次，通過該試驗系統獲得的潤滑油孔大小，可以一次性地滿足設計要求，若原定
5方案測得的潤滑油量不足以保證待潤滑部位的充分潤滑，只需調整相應部位的螺塞中心孔 的大小，直至油量分配滿足潤滑要求，從而可有效縮短開發周期，大大減少開發成本。
再次，該試驗系統設計合理、操作性較高，且適用範圍較為寬泛，可用於不同型號 變速箱潤滑系的研發設計。


圖1是具體實施方式
中所述變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統的原理圖；
圖2示出了具體實施方式
中所述螺塞與試驗傳動軸的裝配關係示意圖。
圖中 液壓泵站1、油箱11、泵取裝置12、過濾器13、節流閥14、溢流閥15、加熱裝置16、 壓力表17、流量計18、溫度計19、螺塞2、連接管路3、計量裝置4、試驗傳動軸5。
具體實施例方式
本發明的核心是提供一種變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統，用於檢測各試驗傳 動軸的通流油量，以精確地確定各傳動軸上的軸承和離合器等待潤滑部位的潤滑孔徑，確 保潤滑油液合理分配，使得每個軸承和離合器都能得到充分的潤滑。 不失一般性，下面以五根傳動軸為例具體說明本實施方式。應當理解，本實施方式 不應當限制本申請請求保護的範圍。 請參見圖l，該圖是本實施方式所述變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統的原理圖。
該試驗系統包括液壓泵站1、試驗臺架(圖中未示出)、若干螺塞2、連接管路3和 若干計量裝置4。 液壓泵站1用於提供試驗潤滑油液，包括存儲潤滑油液的油箱11、泵取裝置12、過 濾器13、節流閥14、溢流閥15 ;其中，過濾器13設置泵取裝置12的進液管路上，以過濾油 液中的雜質，提高泵取裝置12的使用壽命；節流閥14和溢流閥15依次設置在泵取裝置的 出液管路上，以控制泵站輸出潤滑油液的壓力和流量，節流閥14具體為可調節流閥，溢流 閥15具體為可調節溢流閥，以適應不同變速箱設計的要求。 試驗臺架用於放置各試驗傳動軸。應當理解，基於不同的變速箱設計，試驗臺架的 結構形式是不同的。 若干螺塞2用於與各試驗傳動軸上待潤滑部位的螺紋孔配合，若干螺塞具有軸向 通孔。請參見圖2，該圖示出了螺塞2與試驗傳動軸5的裝配關係示意圖。
連接管路3用於連通液壓泵站1的出油口與各試驗傳動軸的進油口 。
若干計量裝置4分別與若干螺塞2對應設置，用於計量各螺塞2的出油量。可以理 解的是，計量裝置4優選具有刻度的透明容器，比如，量杯；實際上，可以在待試驗軸的螺紋 口處焊接短管，並利用套在焊接短管上的透明軟管將從螺塞流出的潤滑油液引至量杯內。
另外，該液壓泵站1還包括置於油箱11的加熱裝置16，以便於加熱油箱中的潤滑 油液，與變速箱潤滑系的工作溫度保持一致。 為了便於操作者實時監測液壓泵站輸出潤滑油液的流量、壓力和溫度，該液壓泵 站1還包括壓力表17、流量計18和溫度計19，分別設置在泵取裝置12的出液管路上。
特別說明的是，若干螺塞2具體為不同的孔徑系列，以根據實際測量結果更換不同孔徑的螺塞，調整該部位的通流量。 下面簡述應用前述變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統的方法，具體按照下述步驟 進行 —、準備各試驗傳動軸和不同孔徑的若干螺塞，確定各待潤滑部位所需的理論潤 滑油量；實際上，需要根據變速箱的初始設計方案，製作試驗傳動軸和螺塞，並且，試驗傳動 軸的製作可以在設計傳動軸的基礎上做適當簡化，以降低製造成本。 二、將各試驗傳動軸待潤滑部位的螺紋孔內分別旋入螺塞，並連通各螺塞與相應 計量裝置。 三、將各試驗傳動軸置於試驗臺架上，並連通液壓泵站的出油口與各試驗傳動軸 的進油口之間的管路；同樣，試驗初始，應當根據變速箱初始設計的管路走向連接各試驗傳 動軸。 四、將各螺塞與計量裝置依次連接。 五、啟動液壓泵站，調節試驗潤滑油液的壓力、流量和溫度至變速箱的設計要求。 具體來說，試驗前首先啟動液壓泵站的加熱裝置，對油箱內的油液進行預熱，使其溫度與實 際工作溫度一致；然後再啟動泵取裝置，節流閥和溢流閥對潤滑油液的流量和壓力進行調 節。 六、潤滑油液進入各試驗傳動軸的潤滑油道並經各螺塞流入相應的計量裝置後， 分別測量單位時間內流入各計量裝置的油量；為了降低測量誤差，至少三次測量單位時間 內流入各計量裝置的測量，取平均值為實測潤滑油量。 七、分別將各待潤滑部分的實測潤滑油量與其理論潤滑油量進行比較，若實測潤 滑油量與相應的理論潤滑油量不一致，則更換相應待潤滑部位的螺塞，以獲得滿足潤滑要 求的各待潤滑部位的孔徑。具體地，若實測潤滑油量小於相應的理論潤滑油量，則將相應待 潤滑部位的螺塞更換為軸向孔徑較大的螺塞；若實測潤滑油量大於相應的理論潤滑油量， 則將相應待潤滑部位的螺塞更換為軸向孔徑較小的螺塞。 當然，若通過調整螺塞的軸向孔徑仍然無法滿足某些軸承或者離合摩擦片的潤滑
油量，還可以調整液壓泵站與各試驗傳動軸之間的管路走向。如此反覆，將最終得到的合理
方案應用於變速箱的定型方案中，從而確保整個變速箱的潤滑油量能夠合理分配。 特別說明一點，試驗過程中螺塞孔徑的調整不局限於前述更換不同孔徑的螺塞，
實際上，也可以在螺塞上預先鑽出最小的設計孔徑潤滑油孔，然後基於實際測量油量進行
擴孔，直至得到的合理方案，只要滿足使用需要均在本申請請求保護的範圍內。 綜上，本發明可用於不同型號的變速箱潤滑系的研發設計，根據待潤滑部位的理
論油量與實測潤滑油量的比較結果，調整滿足充分潤滑要求的相應螺塞的油孔孔徑，從而
能夠精準地獲得滿足潤滑要求的各待潤滑部位的孔徑，確保變速箱的正常運轉。此外，試驗
過程中，只需調整相應部位的螺塞中心孔的大小，可有效縮短開發周期，降低開發成本。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人
員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應
視為本發明的保護範圍。
權利要求
變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統，用於檢測各試驗傳動軸的通流油量，其特徵在於，包括液壓泵站，用於提供試驗潤滑油液；試驗臺架，用於放置各試驗傳動軸；若干螺塞，用於與各試驗傳動軸上待潤滑部分的螺紋孔配合，所述若干螺塞具有軸向通孔；連接管路，用於連通所述液壓泵站的出油口與各試驗傳動軸的進油口；若干計量裝置，分別與所述若干螺塞對應設置，用於計量各螺塞的出油量。
2. 根據權利要求1所述的變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統，其特徵在於，所述液壓 泵站包括存儲潤滑油液的油箱、泵取裝置、過濾器、節流閥、溢流閥；所述過濾器設置所述泵 取裝置的進液管路上，所述節流閥和溢流閥依次設置在泵取裝置的出液管路上。
3. 根據權利要求2所述的變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統，其特徵在於，所述節流 閥具體為可調節流閥，所述溢流閥具體為可調節溢流閥。
4. 根據權利要求3所述的變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統，其特徵在於，所述液壓 泵站還包括加熱裝置，該加熱裝置置於所述油箱中，以便於加熱油箱中的潤滑油液。
5. 根據權利要求4所述的變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統，其特徵在於，所述液壓 泵站還包括流量計、壓力表和溫度計，分別設置在所述泵取裝置的出液管路上。
6. 根據權利要求5所述的變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統，其特徵在於，所述若干 螺塞具體為不同的孔徑系列。
7. 根據權利要求6所述的變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統，其特徵在於，所述計量 裝置具體為具有刻度的透明容器。
8. 變速箱潤滑油液分配模擬試驗方法，其特徵在於，應用權利要求7所述的試驗系統， 並按照下述步驟進行一、 準備各試驗傳動軸和不同孔徑的若干螺塞，確定各待潤滑部位所需的理論潤滑油二、 將各試驗傳動軸待潤滑部位的螺紋孔內分別旋入螺塞，並連通各螺塞與相應計量三、 將各試驗傳動軸置於試驗臺架上，並連通液壓泵站的出油口與各試驗傳動軸的進 油口之間的管路；四、 將各螺塞與計量裝置依次連接；五、 啟動液壓泵站，調節試驗潤滑油液的壓力、流量和溫度至變速箱的設計要求；六、 潤滑油液進入各試驗傳動軸的潤滑油道並經各螺塞流入相應的計量裝置後，分別 測量單位時間內流入各計量裝置的油量；七、 分別將各待潤滑部分的實測潤滑油量與其理論潤滑油量進行比較，若實測潤滑油 量與相應的理論潤滑油量不一致，則更換相應待潤滑部位的螺塞，以獲得滿足潤滑要求的 各待潤滑部位的孔徑。
9.根據權利要求8所述的變速箱潤滑油液分配模擬試驗方法，其特徵在於，步驟七中， 若實測潤滑油量與相應的理論潤滑油量不一致，則還可以調整液壓泵站與各試驗傳動軸之 間的管路走向。裝置；
10.根據權利要求8或9所述的變速箱潤滑油液分配模擬試驗方法，其特徵在於，步驟 六中，至少三次測量單位時間內流入各計量裝置的測量，取平均值為實測潤滑油量。
全文摘要
本發明公開一種變速箱潤滑油液分配模擬試驗系統，用於檢測各試驗傳動軸的通流油量，該試驗系統包括液壓泵站、試驗臺架、若干螺塞、連接管路和若干計量裝置；其中，液壓泵站用於提供試驗潤滑油液；試驗臺架用於放置各試驗傳動軸；若干螺塞用於與各試驗傳動軸上待潤滑部位的螺紋孔配合，螺塞具有軸向通孔；連接管路用於連通液壓泵站的出油口與各試驗傳動軸的進油口；若干計量裝置分別與若干螺塞對應設置，用於計量各螺塞的出油量。本發明適用於不同型號的變速箱潤滑系的研發設計，通過調整滿足充分潤滑要求的相應螺塞的油孔孔徑，能夠精準地獲得滿足潤滑要求的各待潤滑部位的孔徑。在此基礎上，本發明還提供一種應用該系統的試驗方法。
文檔編號G01M99/00GK101738231SQ20091025888
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者丁平芳, 侯廣猛, 關春光, 馮偉寧, 姚玲盈, 張愛霞, 張英華, 曾慶星, 李玉祥, 楊小兵, 殷琳, 熊毅, 秦英, 蔣利英, 雷雄波, 馬鑄, 龔滏生 申請人:徐工集團工程機械股份有限公司科技分公司