Moderní automobilové převodovky jsou vybaveny synchronizací, která zajišťuje bezproblémové a snadné přeřazování rychlostních stupňů. Vývoj synchronizací s vysokým konfortem obsluhy a zejména dlouhou životností vyžaduje zkušební zařízení, které umožní provádět dlouhodobé zkoušky bez subjektivních vlivů, které zkreslují zkoušky na vozidle.
Zkušební zařízení při co nejjednodušší konstrukci musí zajistit ekvivalentní podmínky jak ve skutečném vozidle, tj. nesmí dojit k poklesu otáček výstupního hřídele převodovky. Dále řadící automat nesmí ovlivňovat vlastní proces řazení. Schéma mechanické konstrukce zkušebního zařízení je na obrázku. Pohon převodovky ze strany výstupního hřídele je zajištěn stejnosměrným pohonem s digitálně řízeným měničem, přes rozměrný setrvačník. Vstupní hřídel převodovky včetně spojkové lamely je vybaven měřením otáček. Na spojovacím hřídeli mezi setrvačníkem a převodovkou je použitý tenzometrický hřídel pro měření momentu. Řadící automat, který je ovládán šesticí pneumatických lineárních pohonů, je vybaven měřením řadící síly a řadící dráhy. Celé zkušební zařízení je doplněno mřeními, které kontrolují stav převodovky během zkoušky, a v případě vybočení z předepsaných hodnot zkoušku zastavují, jako jsou vibrace a teploty.
Měřící a řídící systém musí plnit tři základní úkoly:
Řídit vlastní zkušebnu
Provádět rychlé měření
Pro rychlé měření je použita karta firmy Tedia PCA 1248, která je unikátní svojí koncepcí. Karta je osmikanálová s maximální vzorkovací frekvencí 1 MHz, je osazena pamětí o velikosti 2 MB (tj. přibližně 1 mil. vzorků). Hlavní a unikátní vlastností této měřící karty je, že se chová v průběhu autonomně jako dataloger. Po spuštění je měření (programově, trigrovacím signálem, překročením úrovně v kanálu), karta měří a ukládá data do své paměti aniž by zatěžovala vlastní počítač PC. Po skončení lze změřené data rychle pomocí blokové operace přesunout do paměti PC.
Vzhledem k tomu, že běžné zkoušky převodovek trvají 800 a více hodin, je třeba v průběhu zkoušek je vhodné zpracovávat výsledky a to zejména z rychlého měření přeřazování a tak sledovat trend opotřebení synchronizace. Na jednom počítači PC provádět tuto činnost při současném běhu regulací a měření je nemožné. Proto postprocesingový program běží na druhém počítači PC s Windows 2000, počítače jsou vzájemně propojeny sítí Ethernet TP. Program měření a regulace on-line komunikuje s postprocesingovým programem prostřednictvím protokolu IPX, vlastní data měření jsou předávány prostřednictvím souborů.
|
|
| Zkušební stav synchronizace převodevek | Řadící mechanismus |
|
|
| Bylo navrhnuto řešení sestávající z tzv. panelového počítače PC, který je vestavěn do dveřích skříně rozvaděče. Základní měření a regulace je realizována běžnou měřící kartou Advantech PCL 818L. Základní frekvencí, s kterou je prováděno měření, regulace a všechny kontrolní a bezpečnostní funkce je 20 Hz. | Stojan řídícího systému |
Při měření a regulaci jsou měřeny tyto jsou s frekvencí 20 Hz měřeny tyto kanály:
otáčky vstupního hřídele do převodovky (spojkové lamely) : měřeno inkrementálním rotačním snímačem a jeho frekvence je převáděna modulem 5B na analogový signal
otáčky výstupního hřídele z převodovky (nutno mít zablokovaný diferenciál) : měřeno inkrementálním rotačním snímačem a jeho frekvence je převáděna modulem 5B na analogový signál
kroutící moment na výstupním hřídeli převodovky : měřeno tenzometrickým hřídelem HBM s měřícím zesilovačem PME firmy HBM.
vibrace skříně převodovky : měřeno snímačem zrychlení s měřícím zesilovačem Bruel&Kjuer s analogovým výstupem
dále až 4 teploty : měřeno odporovými teploměry Pt100 s programovatelnými moduli SMART firmy HIT.
Při přeřazování rychlostních stupňů nebo programově je spouštěno tzv. rychlé měření. Se vzorkovací 1 Khz (případně vyšší) jsou měřeny tyto kanály:
řadící síla : měřeno tenzometricky s měřícím zesilovačem PME firmy HBM
dráha řazení : měřeno indikučním snímačem s měřícím zesilovačem PME firmy HBM
otáčky vstupního hřídele do převodovky (spojkové lamely) : měřeno inkrementálním rotačním snímačem a jeho frekvence je převáděna modulem 5B na analogový signal
otáčky výstupního hřídele z převodovky (nutno mít zablokovaný diferenciál) : měřeno inkrementálním rotačním snímačem a jeho frekvence je převáděna modulem 5B na analogový signál
kroutící moment na výstupním hřídeli převodovky : měřeno tenzometrickým hřídelem HBM s měřícím zesilovačem PME firmy HBM.
vibrace skříně převodovky : měřeno snímačem zrychlení s měřícím zesilovačem Bruel&Kjuer s analogovým výstupem
Jak je z výčtu patrno některé veličiny jsou měřeny současně dvěma rozdílnými měřícími kartami s rozdílnou vzorkovací frekvencí. Rozbočení signálu je realizováno až po úpravě signálu měřícími zesilovači nebo moduly. Při rychlém měření, jsou vždy odměřeny 2 sekundy signálu, který se uloží do vnitřní paměti karty a pak blokově přeneseno na pevný disk počítače a dále po síti do postspracujícího programu.
Nad všemi měřenými veličinami běží kontrola limitních stavů, při jejich překročení dochází k automatickému zastavování zkoušky (např. překročení vibrací skříně převodovky je třeba).
Výsledky měření přeřazování jsou zpracovávány postprocesingovým programem BRTOP.
Základní vlastnosti toho programu lze shrnout do těchto bodů:
Více násobné zobrazení průběhů s více osami Y, s možností nastavovat měřítka
Možnost zapnutí kurzorů s možností odečítaní číselných hodnot
Možnosti zoomování, s možností takto vybraných úseku ukládat do souborů
Tisk grafů s možnosti náhledů
Export grafů do grafických souborů BMP, WMF
Export grafů přes schránku windows
Volba vyhlazování (odstraňování odlehlých hodnot)
Export původních, vyhlazených dat do souborů html, CSV, Excel atd.
Program zahrnuje i možnost postupného porovnávání jednotlivých přeřazení.
Popsané zkušební zařízení bylo vyvinuto a vyrobeno firmou MEZSERVIS s.r.o. Vsetín. Vyvinutý řídící, měřící a vyhodnocovací software postavený na bázi počítačů PC s kombinací software pro operační systém MS DOS a MS Windows patří mezi unikátní řešení, které i díky dalším programově konfigurovatelným částem systému (např. měřící zesilovače), lze dále rozvíjet a přizpůsobovat požadavkům zkoušek moderních automobilových převodovek.