一種車輛變速箱故障診斷檢測系統的製作方法

2023-07-25 16:52:41

專利名稱：一種車輛變速箱故障診斷檢測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種故障診斷檢測系統，特別是關於一種用於履帶車輛溼式離合 器定軸式的車輛變速箱故障診斷檢測系統。
技術背景 目前，集轉向與直駛功能於一體的溼式離合器定軸式變速箱在眾多履帶車輛得到 廣泛應用，該變速箱是機、電、液等技術的有機綜合，具有液力傳動、液壓無級轉向、動力換 擋和自動變速等技術特點，該類變速箱具有高功率密度、高緊湊性和高可靠性的使用特點， 其功能完整、技術水平先進。溼式離合器變速箱顯著提高履帶車輛性能的同時，也帶來了諸 多急需解決的問題，其中較為突出的就是如何對變速箱運行狀態進行快速測試和掌控，以 保證其正常工作時良好的運行品質、發生故障徵兆時的及時維護和發生故障時準確快速的 故障診斷與維修，這些問題對於變速箱的整體性能、壽命、可靠性等有著重要影響，能否及 時掌握運行狀態直接關係到變速箱在使用中的完好性和車輛各種功能的發揮。因此，研究 履帶車輛變速箱故障檢測方法，開發車載可攜式檢測系統意義重大。
發明內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種攜帶方便、操作簡單、適用範圍廣泛 且能在線實時檢測的車輛變速箱故障診斷檢測系統。為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案一種車輛變速箱故障診斷檢測 系統，其特徵在於它包括一含有多個溼式離合器的定軸式變速箱，所述變速箱內輸入軸測 速齒輪、一軸測速齒輪、二軸測速齒輪和三軸測速齒輪將測速齒輪信號經磁電傳感器後送 入一信號調理箱內；所述變速箱內的潤滑系統分別與一溫度傳感器和一測壓油管連接，且 所述變速箱內的換檔離合器、轉向系統、液力變矩器和閉鎖離合器將壓力油分別經一測壓 油管引入一固定在所述變速箱頂部的測壓閥板內，所述測壓閥板頂部設置有用於連接所述 壓力傳感器的測壓接頭，所述壓力傳感器將採集到的油壓信號輸入所述信號調理箱內；所 述信號調理箱的輸出端經一模數轉化模塊和一數據採集模塊後，將信號送入一故障診斷模 塊內，所述信號調理箱由一鋰電源供電。所述信號調理箱內設置有一個電源濾波器、一個電源分配模塊、兩個低通濾波器、 一個頻壓轉換模塊、兩個電壓隔離模塊和一個電阻/電壓轉換模塊；所述電源濾波模塊與 鋰電源的輸出端連接後，將所述鋰電源的電量輸入所述電源分配模塊內；所述磁電傳感器 和壓力傳感器將檢測到的信號分別經一所述低通濾波器後，分別輸入所述頻壓轉換模塊和 一所述電壓隔離模塊內；所述溫度傳感器將檢測到的信號經所述電阻/電壓轉換模塊後， 輸入另一個所述電壓隔離模塊內，所有信號由所述模數採集模塊進行採集。所述鋰電源採用24V可攜式鋰電源。各所述測壓油管與所述變速箱和測壓閥板之間分別通過快速接頭連接。所述模數轉換模塊採用單通道最高速率達IM的高速PXI模數轉換卡。[0009]本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、本實用新型由於信號調理箱內部隔離模塊採用集成化電路設計，縮小了調理箱體積，減輕了系統重量，A/D轉化模 塊、信號採集模塊和故障診斷模塊採用集成化設計並統一封裝，因此提高了檢測系統的便 攜性。2、本實用新型由於採用穩定的鋰電源單獨供電，實車道路測試過程中不需外接車輛 電源，因此降低了電源對採集信號的幹擾，提高了信號質量和診斷的準確性。3、本實用新型 由於採用變速箱液壓油經柔性高壓油管轉接入測壓閥板，在測壓閥板上的測壓孔處安裝壓 力傳感器，轉接油管和測壓閥板起到壓力緩衝作用，從而降低了換檔操作時壓力衝擊對傳 感器的損傷，提高了壓力傳感器信號採集的可靠性和使用壽命。4、本實用新型由於A/D轉 換模塊採用單通道最高速率達IM的高速PXI模數轉換卡，因此保證了信號轉換過程實時 性。5、本實用新型由於數據採集模塊採用堅固穩定的可攜式PXI機箱和24V直流電源輸入， 電源由信號調理箱提供，因此進一步提高了系統可操縱性、結果顯示的直觀性、系統的可靠 性和便攜性。本實用新型可以廣泛應用於各種履帶車輛溼式離合器變速箱故障診斷中。

圖1是本實用新型的故障診斷系統結構示意圖，圖2是本實用新型的信號調理箱結構示意圖，圖3是本實用新型的系統工作流程圖，圖4是本實用新型的故障診斷流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖1所示，本實用新型包括一含有多個溼式離合器的定軸式變速箱1，變速箱1 內輸入軸測速齒輪2、一軸測速齒輪3、二軸測速齒輪4和三軸測速齒輪5將測速齒輪信號 經磁電傳感器6後送入一信號調理箱7內；變速箱1內的潤滑系統8分別與一溫度傳感器9 和一測壓油管10連接，且變速箱1內的換檔離合器裝置11、轉向系統12、液力變矩器13和 閉鎖離合器14將壓力油分別經一測壓油管10引入一通過螺栓固定在變速箱1頂部的測壓 閥板15內，測壓閥板15頂部設置有十五個用於連接壓力傳感器16的測壓接頭(圖中未標 出)，測壓油管10和測壓閥板15可起到壓力緩衝作用，從而降低換檔操作時壓力衝擊對各 傳感器的損傷，提高了各傳感器的使用可靠性和使用壽命。壓力傳感器16將採集到的油壓 信號輸入信號調理箱7內。所有傳感器將檢測到的信號都經過電纜輸入信號調理箱7內， 進行調理並去除幹擾信號，調理後的信號由信號調理箱7的輸出端經一 A/D轉化模塊(模 擬/數字轉化模塊)17和一數據採集模塊18後，送入一故障診斷模塊19內進行故障診斷， 診斷結果由一輸出模塊20進行列印輸出。其中，信號調理箱7由一鋰電源21供電。上述實施例中，鋰電源21採用24V可攜式鋰電源，24V可攜式鋰電源21的容量可 以保證整套系統穩定運行3小時以上。如圖2所示，本實用新型的信號調理箱7內設置有一個電源濾波器22、一個電源分 配模塊23、兩個低通濾波器24、一個頻壓轉換模塊25、兩個電壓隔離模塊26和一個電阻/ 電壓轉換模塊27。電源濾波模塊22與可攜式鋰電源21的輸出端連接，將鋰電源21供給的 24V電壓過濾雜波後，輸入電源分配模塊23內，由電源分配模塊23分配完成各傳感器、信號調理箱7、A/D採集模塊17和故障診斷模塊19的供電。磁電傳感器6和壓力傳感器16將 檢測到的信號分別經一低通濾波器24後，濾除高頻雜波，分別輸入頻壓轉換模塊25和一電 壓隔離模塊26內，分別將信號完成頻率到電壓值的轉化和幹擾信號隔離去除後輸出；溫度 傳感器9將檢測到的信號經電阻/電壓轉換模塊27後，輸入另一個電壓隔離模塊26後輸 出，所有信號由A/D採集模塊17進行採集。上述實施例中，測壓油管10與變速箱1和測壓閥板15之間分別通過快速接頭連 接，測壓油管10採用最高耐50Mp的高壓油管。上述實施例中，變速箱內部的換檔離合器11分別為分布在一軸、二軸和三軸上的 六個溼式換檔離合器。上述實施例中，A/D轉換模塊17採用單通道最高速率達IM的高速PXI模數轉換 卡。如圖3所示，本實用新型是基於變速箱實際結構特點和各項技術指標，利用信號 採集和故障診斷技術，實現對履帶車輛溼式離合器定軸式變速箱的在線檢測和診斷，其步 驟如下(1)啟動被測車輛，使被測車輛的變速箱空檔運行，開啟鋰電源，同時啟動檢測系 統；(2)各磁電傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器將採集的各被測點數據，經信號調理 箱調理輸入A/D轉化模塊後，由數據採集模塊進行數據採集，採集數據送入故障診斷模塊 內進行故障診斷，若診斷結果正常，則存儲採集數據；若診斷結果顯示變速箱故障，則實時 顯示故障信息，並完成故障代碼存儲和採集數據存儲；(3)完成空檔檢測後，故障診斷系統將提示空檔信號存儲完成，是否要繼續進行信 號採集，此時更換變速箱檔位，重複步驟(2)所述過程，直至完成所有檔位下的信號採集和 故障診斷；(4)完成所有檔位下的信號採集和故障診斷後，故障診斷系統將根據採集數據和 故障診斷記錄，生成此次故障診斷報告，並可以列印輸出結果。如圖4所示，上述步驟(2)中的變速箱故障診斷模塊內的故障診斷方法包括以下 步驟(1)首先根據變速箱前泵提供的操縱壓力信號、換檔離合器壓力信號和閉鎖離合 器壓力信號進行檔位壓力檢測，如果被測檔位各離合器壓力信號正常，則可確定當前變速 箱檔位；如果異常，則進行異常信號幅值大小記錄，顯示當前檔位異常信號故障信息；(2)當前檔位確定以後，根據採集的輸入軸測速齒輪轉速和三軸的測速齒輪轉速， 換算並顯示出變速箱當前的輸入轉速和車速數值，同時根據輸入輸出轉速計算當前變速箱 傳動比大小；若計算出的傳動比等於該檔位傳動比，則顯示當前檔位狀態正常；如果計算 出的傳動比不等於該檔位傳動比，則根據輸入轉速、一軸轉速、二軸轉速和三軸轉速信號診 斷出現轉速故障的具體位置，並顯示故障診斷結果信息；(3)顯示當前檔位以後，逐次檢測轉向系統高壓出口和低壓入口液壓油路壓力值， 若高低壓油路壓力值在技術指標範圍內，則顯示轉向系統壓力正常；若高低壓油路壓力值 超出技術指標範圍，則記錄並顯示超標部位和具體超標數值；(4)轉向系統檢測正常後，檢測變速箱潤滑系統潤滑壓力是否正常，主要測量傳動一軸、二軸和三軸的潤滑油壓，若各軸潤滑壓力值在正常技術指標範圍內，則顯示對應各軸 潤滑壓力狀態正常；若各軸潤滑壓力值超出技術指標範圍，則記錄並顯示潤滑壓力故障部 位和具體數值；變速箱溫度傳感器安裝在潤滑系統液壓油路之中，在進行潤滑系統壓力檢測同 時，故障診斷系統將顯示變速箱溫度數值；(5)潤滑系統檢測正常後，對液力變矩器入口油壓和出口油壓進行檢測，若變矩器 入口油壓、出口油壓和二者壓力差值在正常技術指標之內，則顯示液力變矩器壓力狀態正 常；若壓力值超出技術指標範圍，則記錄並顯示變矩器壓力故障部位和具體數值；(6)存儲各採集信號和故障信息，同時提示已完成當前檔位下的信號採集和故障 診斷，是否結束本次故障檢測或是否需要換檔繼續進行信號採集；若選擇完成本次故障檢 測，則生成檢測報告並列印輸出。上述各步驟中，潤滑系統的測壓部位包括一軸潤滑油壓、二軸潤滑油壓和三軸潤 滑油壓三個測壓部位；轉向系統的測壓部位包括轉向高壓和轉向低壓管路油壓；液力變矩 器的測壓部位包括入口油壓、出口油壓和液力變矩器的閉鎖油壓三個測壓部位。上述各實施例僅是本實用新型的優選實施方式，在本技術領域內，凡是基於本實 用新型技術方案上的變化和改進，不應排除在本實用新型的保護範圍之外。
權利要求一種車輛變速箱故障診斷檢測系統，其特徵在於它包括一含有多個溼式離合器的定軸式變速箱，所述變速箱內輸入軸測速齒輪、一軸測速齒輪、二軸測速齒輪和三軸測速齒輪將測速齒輪信號經磁電傳感器後送入一信號調理箱內；所述變速箱內的潤滑系統分別與一溫度傳感器和一測壓油管連接，且所述變速箱內的換檔離合器、轉向系統、液力變矩器和閉鎖離合器將壓力油分別經一測壓油管引入一固定在所述變速箱頂部的測壓閥板內，所述測壓閥板頂部設置有用於連接所述壓力傳感器的測壓接頭，所述壓力傳感器將採集到的油壓信號輸入所述信號調理箱內；所述信號調理箱的輸出端經一模數轉化模塊和一數據採集模塊後，將信號送入一故障診斷模塊內，所述信號調理箱由一鋰電源供電。
2.如權利要求1所述的一種車輛變速箱故障診斷檢測系統，其特徵在於所述信號調 理箱內設置有一個電源濾波器、一個電源分配模塊、兩個低通濾波器、一個頻壓轉換模塊、 兩個電壓隔離模塊和一個電阻/電壓轉換模塊；所述電源濾波模塊與鋰電源的輸出端連接後，將所述鋰電源的電量輸入所述電源分配 模塊內；所述磁電傳感器和壓力傳感器將檢測到的信號分別經一所述低通濾波器後，分別 輸入所述頻壓轉換模塊和一所述電壓隔離模塊內；所述溫度傳感器將檢測到的信號經所述 電阻/電壓轉換模塊後，輸入另一個所述電壓隔離模塊內，所有信號由所述模數採集模塊 進行採集。
3.如權利要求1所述的一種車輛變速箱故障診斷檢測系統，其特徵在於所述鋰電源 採用24V可攜式鋰電源。
4.如權利要求2所述的一種車輛變速箱故障診斷檢測系統，其特徵在於所述鋰電源 採用24V可攜式鋰電源。
5.如權利要求1或2或3或4所述的一種車輛變速箱故障診斷檢測系統，其特徵在於 各所述測壓油管與所述變速箱和測壓閥板之間分別通過快速接頭連接。
6.如權利要求1或2或3或4所述的一種車輛變速箱故障診斷檢測系統，其特徵在於 所述模數轉換模塊採用單通道最高速率達IM的高速PXI模數轉換卡。
7.如權利要求5所述的一種車輛變速箱故障診斷檢測系統，其特徵在於所述模數轉 換模塊採用單通道最高速率達IM的高速PXI模數轉換卡。
專利摘要本實用新型涉及一種車輛變速箱故障診斷檢測系統，它包括一定軸式變速箱，變速箱內輸入軸、一軸、二軸和三軸測速齒輪將測速齒輪信號經磁電傳感器送入信號調理箱；變速箱內的潤滑系統分別與溫度傳感器和測壓油管連接，變速箱內換檔離合器、轉向系統、液力變矩器和閉鎖離合器將壓力油分別經測壓油管引入測壓閥板內，測壓閥板頂部設置有連接壓力傳感器的測壓接頭，壓力傳感器將採集到的油壓信號輸入信號調理箱；信號調理箱輸出端經模數轉化模塊和數據採集模塊將信號送入故障診斷模塊內，信號調理箱由鋰電源供電。本實用新型的信號調理箱內隔離模塊採用集成化電路設計，縮小了調理箱體積，減輕了系統重量，提高了檢測系統的便攜性。本實用新型可以廣泛應用於各種履帶車輛溼式離合器變速箱故障診斷中。
文檔編號G01M17/007GK201589702SQ201020101909
公開日2010年9月22日 申請日期2010年1月27日 優先權日2010年1月27日
發明者徐小力, 王立勇, 王紅軍, 馬超 申請人:北京信息科技大學