[0001] 本实用新型涉及轴系润滑油道设计技术领域，具体地，涉及一种轴系润滑油道流量分配试验系统。

[0002] 目前一些具有轴的机械配合结构会通过在该轴中设置的轴系润滑油道实现对其他零部件的润滑，轴系润滑油道包括在轴内加工出的轴向润滑油道和在轴周壁加工出的多个径向润滑油孔，润滑油流入轴向润滑油道的一端后通过多个径向润滑油孔分别排出，从而落入其他零部件中实现润滑。

[0003] 径向润滑油孔的孔径直接影响轴向润滑油道内的润滑油流量分配，即直接影响其他零部件的润滑效果。在轴设计阶段，目前基本是通过经验设计方法和仿真分析软件计算以确定多个径向润滑油孔的最佳孔径组合，但这种方式下，无法验证实际流量分配情况是否与理论分析一致，从而无法判断理论分析的可靠性。实用新型内容

[0004] 针对现有技术的上述至少一种缺陷或不足，本实用新型提供了一种轴系润滑油道流量分配试验系统，目的在于模拟待试验轴的实际工况以验证实际流量分配情况与理论分析的一致性。

[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供了一种轴系润滑油道流量分配试验系统，包括：

[0006] 支撑总成，用于对形成有轴向润滑油道和多个径向润滑油孔的待试验轴进行支撑；

[0007] 转动总成，与所述待试验轴的一端连接，用于驱动所述待试验轴转动；

[0008] 供油总成，与所述待试验轴的另一端连接，用于将润滑油通入所述轴向润滑油道；以及

[0009] 集油总成，包括用于收集从多个所述径向润滑油孔甩出的所述润滑油的多个集油件。

[0010] 可选地，各个所述集油件均形成为用于间隙配合地套设在所述待试验轴形成有所述径向润滑油孔的位置上的环套式集油件。

[0011] 可选地，所述环套式集油件形成有排油孔，所述集油总成包括连接于所述排油孔的排油管。

[0012] 可选地，所述供油总成包括供油管和转接件，所述转接件包括：

[0013] 转接件进油部，用于与所述供油管的出油端连接；

[0014] 转接件出油部，用于伸入所述轴向润滑油道的进油口；和

[0015] 转接件油道，包括形成在所述转接件进油部中的大径油道和形成在所述转接件出油部中的小径油道，所述大径油道和所述小径油道相互连通。

[0016] 可选地，所述供油总成包括用于可拆卸地设置在所述轴向润滑油道的进油口的内套环。

[0017] 可选地，所述支撑总成包括分别用于支撑所述待试验轴的轴向两端的两个轴端支撑组件，所述轴端支撑组件包括立架和设置在所述立架上的轴承，所述转接件与用于支撑所述待试验轴的进油端的所述轴承可拆卸连接。

[0018] 可选地，所述转动总成形成为可调节所述待试验轴的转速的可调速转动总成。

[0019] 可选地，所述供油总成包括用于对所述润滑油加热的加热装置和用于检测所述润滑油的油温的温度传感器。

[0020] 可选地，所述供油总成包括用于调节所述待试验轴的进油流量的流量调节阀、用于检测所述进油流量的流量检测装置、用于调节所述待试验轴的进油油压的油压调节阀以及用于检测所述进油油压的油压检测装置。

[0021] 可选地，所述轴系润滑油道流量分配试验系统包括：

[0022] 计量总成，包括用于对多个所述集油件的集油量进行分别计量的多个计量装置。

[0023] 通过采用本实用新型的轴系润滑油道流量分配试验系统，待试验轴可在转动或静止工况下进行实际试验，从而模拟不同实际工况，试验结果可靠性高、指导性强，可验证实际流量分配情况与理论分析的一致性。

[0024] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

[0040] 以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

[0041] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0042] 在本实用新型实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

[0043] 下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本实用新型。

[0044] 如图1和图2所示，本实用新型第一示例性实施例提供了一种轴系润滑油道流量分配试验系统，用于对形成有轴向润滑油道和多个径向润滑油孔的待试验轴13进行实际试验，其至少包括支撑总成、供油总成、转动总成和集油总成。

[0045] 在实际试验时，通过支撑总成对待试验轴13进行支撑，利用供油总成将润滑油通入轴向润滑油道，轴向润滑油道与各个径向润滑油孔均连通，润滑油可分别通过多个径向润滑油孔外排。若待试验轴13在实际工况下需要转动，则在试验过程中利用转动总成驱动待试验轴13转动，即模拟转动工况，在离心力作用下，轴向润滑油道中的润滑油分别通过多个径向润滑油孔甩出；若待试验轴13在实际工况下需要静止，则在试验过程中转动总成不运作，即模拟静态工况，在压力作用下，轴向润滑油道中的润滑油分别通过多个径向润滑油孔流出。集油总成包括多个集油件14，多个集油件14用于收集从多个径向润滑油孔甩出(在模拟静止工况时为流出)的润滑油，为计量各个径向润滑油孔的润滑流量提供基础。

[0046] 通过采用本示例性实施例的轴系润滑油道流量分配试验系统，待试验轴13可在转动或静止工况下进行实际试验，从而模拟不同实际工况，试验结果可靠性高、指导性强，可验证实际流量分配情况与理论分析的一致性。特别是对于在实际工况下需要转动的待试验轴13，转动形成的离心力对各个径向润滑油孔的润滑流量分配有很大影响，而本系统由于可模拟转动工况，能够极大地提高试验结果的精确性。

[0047] 参照图1，各个集油件14均可形成为环套式集油件，该环套式集油件能够间隙配合地套设在待试验轴13形成有径向润滑油孔的位置上，例如可在系统中设置集油件固定结构，确保环套式集油件可间隙配合地套设在待试验轴13上，以免干涉待试验轴13的转动动作。此时，分别从多个径向润滑油孔外排的润滑油可被对应的环套式集油件收集。

[0048] 进一步地，可在环套式集油件中设置排油孔，并设置排油管15连接对应的排油孔以进一步将润滑油外排至计量工具中。或者不设置排油管15，直接将排油孔设置在环套式集油件的底部，将计量工具设置在排油孔的下方，此时润滑油可直接从排油孔滴落至计量工具中。计量工具可以是轴系润滑油道流量分配试验系统的组成部件，也可不属于。此外，在集油件14被设置成非环套状的情况下，也可设置排油孔和/或排油管15。甚至可以不设置排油结构，而是直接将集油件14拆出，再将其内部收集的润滑油转移至计量工具中。

[0049] 参照图2，供油总成可包括供油管10和转接件11，其中转接件11包括转接件进油部、转接件出油部和转接件油道。具体地，转接件进油部用于与供油管10的出油端连接，转接件出油部用于伸入轴向润滑油道的进油口，转接件油道包括形成在转接件进油部中的大径油道和形成在转接件出油部中的小径油道，并且大径油道和小径油道相互连通。如此，转接件进油部可从供油管10的出油端将润滑油导入大径油道，然后润滑油流动至小径油道，最后从转接件出油部外排至轴向润滑油道的进油口，从而在实际试验时，持续向待试验轴13通入润滑油。

[0050] 当待试验轴13为变速箱的传动轴时，可将小径油道的内径、长度设置为与变速箱润滑喷嘴的设计尺寸一致，以及将大径油道的内径、长度设置为与变速箱润滑油管的管径一致，从而更加真实地模拟变速箱的实际工况。

[0051] 供油总成还可包括内套环17，该内套环17用于可拆卸地设置在轴向润滑油道的进油口，可保证在实际试验时，使轴向润滑油道形成为稳定容腔，有利于实际试验顺利进行。

[0052] 在一种实施例中，支撑总成包括分别用于支撑待试验轴13的轴向两端的两个轴端支撑组件，各个轴端支撑组件均包括立架和设置在立架上的轴承12。在准备实际试验时，将待试验轴13的轴向两端穿连两个轴承12，便可由两个轴端支撑组件稳定支撑待试验轴13，同时不干涉待试验轴13的转动动作。

[0053] 在本实施例的基础上，可将转接件11设置为与用于支撑待试验轴13的进油端的轴承12可拆卸连接，简化转接件11的固定方式。例如，可通过螺栓等将转接件11安装在轴承12上。

[0054] 实际试验过程中，还可预设待试验轴13的多个不同的工况点进行试验，以更加真实地模拟出待试验轴13在不同工况点下的实际润滑流量分配情况，提供更多的设计依据。例如，各个预设工况点可具有不同的转速和/或不同的油温。此时，要求轴系润滑油道流量分配试验系统具有可调转速和/或可调油温功能。

[0055] 当各个预设工况点下的转速均不相同时，将转动总成设置为可调节待试验轴13的转速的可调速转动总成。例如，该可调速转动总成包括联轴器18和可调速的转动驱动装置19(例如调速电机等)，在实际试验时，可调速的转动驱动装置19、联轴器18和待试验轴13依次传动连接，通过调节转动驱动装置19的转速，待试验轴13以相同转速转动，且转速数据可被记录。

[0056] 当各个预设工况点下的油温均不相同时，在供油总成中设置用于对润滑油加热的加热装置5和用于检测润滑油的油温的温度传感器6，从而既能控制油温，又能将油温数据记录。例如参照图1，在供油总成自带储油容器4的情况下，可将加热装置5和温度传感器6设置在储油容器4中。此时，还需要在供油管10中串接油泵1以提供供油动力，并且可在储油容器4和油泵1的进油端之间的供油管10中串接过滤装置2，以过滤润滑油中的杂质。

[0057] 在实际试验过程中，可能还需要对其他工况参数进行设置。例如待试验轴13的进油流量(即轴向润滑油道的进油流量)、待试验轴13的进油油压(即轴向润滑油道的进油油压)等。因此参照图1，供油总成中还可设置用于调节待试验轴13的进油流量的流量调节阀7、用于检测进油流量的流量检测装置8、用于调节待试验轴13的进油油压的油压调节阀3以及用于检测进油油压的油压检测装置9。若还有其他本文中未提及的工况参数需要在进行实际试验时考虑在内，也可适应性设置相应的调节装置。换言之，本示例性实施例对于轴系润滑油道流量分配试验系统的功能扩展不作限制。

[0058] 此外，正如前文所述，轴系润滑油道流量分配试验系统可自带计量工具。例如，可设置计量总成，该计量总成包括多个计量装置16(例如带有刻度的透明容器等)，多个计量装置16分别用于对多个集油件14的集油量进行计量，通过计量预设时长内的集油量，经过数学关系换算，便可获得多个径向润滑油孔的润滑流量分配情况。

[0059] 还需要特别说明的是，轴系润滑油道流量分配试验系统既可对单个待试验轴13进行试验，也可同时对多个待试验轴13进行试验，在同时对多个待试验轴13进行试验的情况下，系统中需配置相应数量的支撑总成、供油总成、转动总成和集油总成等结构。

[0060] 如图3所示，本实用新型第二示例性实施例还提供了一种轴系润滑油道设计方法，其包括：

[0061] 步骤S1(理论计算步骤)：确定待试验轴13的理论进油流量和理论润滑流量集合；

[0062] 步骤S2(仿真分析步骤)：通过构建仿真模型并基于理论进油流量确定在仿真润滑流量集合与理论润滑流量集合大致相同时的仿真孔径集合；

[0063] 步骤S3(实际试验步骤)：对基于仿真孔径集合加工而成的待试验轴13进行实际试验以确定该仿真孔径集合的实际润滑流量集合；

[0064] 步骤S4(迭代修正步骤)：基于实际润滑流量集合与仿真润滑流量集合的对比结果对仿真模型中的参数进行修正，并根据修正后的仿真模型进行修正后的仿真孔径集合的确定及进行实际试验，直到实际润滑流量集合与仿真润滑流量集合大致相同，此时修正后的的仿真孔径集合确定为最终孔径集合。

[0065] 在理论计算步骤S1中，理论进油流量是指在实际工况中待试验轴13理论所需的进油流量(即轴向润滑油道理论所需的进油流量)，理论润滑流量集合是指在实际工况中各个径向润滑油孔理论所需的出油流量的集合。理论进油流量为在实际工况中各个径向润滑油孔理论所需的出油流量的总和。换言之，理论进油流量和理论润滑流量集合是保证润滑效果的根本，可以在仿真和实际试验之前由设计人员通过理论计算确定。例如，在将本示例性实施例的方法应用于变速箱轴系润滑油道设计时，理论润滑流量集合可根据变速箱的啮合齿轮和轴承的设计标准进行理论计算确定，再对理论润滑流量集合中的各个径向润滑油孔理论所需的出油流量进行求和，从而确定理论进油流量。

[0066] 在仿真分析步骤S2中，可借助市场上专业的液压仿真分析软件搭建轴系润滑油道仿真模型，仿真时设定轴系润滑油道的进油流量为理论计算步骤S1中的理论进油流量。仿真孔径集合是指在仿真时采用的各个径向润滑油孔的孔径的集合，该集合中的各个孔径值均可以进行预设、修正，预设时可基于经验分别设置一个初始值，仿真孔径集合的预设、修正可由设计人员直接在液压仿真分析软件上进行输入操作实现。仿真润滑流量集合是指基于仿真孔径集合通过仿真计算获得的各个径向润滑油孔的出油流量的集合，当仿真孔径集合被修正时，仿真润滑流量集合也会发生变化。此外，仿真润滑流量集合中各个径向润滑油孔的出油流量与理论润滑流量集合中各个径向润滑油孔的出油流量一一对应，仿真润滑流量集合与理论润滑流量集合大致相同是指仿真润滑流量集合中各个径向润滑油孔的出油流量与理论润滑流量集合中对应的径向润滑油孔的出油流量的偏差均在预设偏差范围内，此预设偏差范围由设计人员视不同情况制定。

[0067] 在实际试验步骤S3中，作为待试验轴13中多个径向润滑油孔的加工基础的仿真孔径集合是指在仿真分析步骤S2中满足仿真润滑流量集合与理论润滑流量集合大致相同的情况下的仿真孔径集合。实际润滑流量集合是指通过实际试验获得的各个径向润滑油孔的出油流量的集合。在执行实际试验步骤S3时，将待试验轴13实际试验时的进油流量调节为理论计算步骤S1中的理论进油流量。

[0068] 在迭代修正步骤S4中，实际润滑流量集合与仿真润滑流量集合进行对比，实际润滑流量集合中各个径向润滑油孔的出油流量与实际试验步骤S3的仿真润滑流量集合中各个径向润滑油孔的出油流量一一对应比较。

[0069] 实际润滑流量集合与仿真润滑流量集合大致相同是指实际润滑流量集合中各个径向润滑油孔的出油流量与仿真润滑流量集合中对应的径向润滑油孔的出油流量的偏差均在预设偏差范围内，此预设偏差范围同样由设计人员视不同情况制定。

[0070] 在实际润滑流量集合与仿真润滑流量集合未能视为大致相同的情况下，需要不断修正仿真分析步骤S2中的仿真模型(即修正构建仿真模型时涉及的参数：例如轴向润滑油道的阻力系数、节流孔的阻力系数、各径向润滑油孔的阻力系数等)，并调整仿真孔径集合，再循环执行步骤S2‑S4，直到实际润滑流量集合与仿真润滑流量集合大致相同时，才能将实际试验步骤S3中作为加工基础的仿真孔径集合作为最终孔径集合，至此才算完成对轴系润滑油道的设计。由于需要多次地将实际润滑流量集合与仿真润滑流量集合进行对比，方能确定最终孔径集合，因此在确定最终孔径集合的情况下，也就相应可获知此时的实际润滑流量集合，即对应最终孔径集合的流量分配结果。

[0071] 通过采用本示例性实施例的轴系润滑油道设计方法，可将实际试验结果与仿真结果进行对比，以能够基于对比结果修正仿真模型，因此该对比结果能够为仿真模型提供优化方向，以获取更准确的仿真经验值，即获得更为准确的仿真模型的参数参考值，使得在以后利用相应参数进行仿真和实际试验时，仿真润滑流量集合与实际润滑流量集合能够大致相同，为以后的理论计算积累经验。经过实际试验与仿真模型的相互验证迭代，最终可获得各个径向润滑油孔的最优孔径，从而不仅为轴系润滑油道提供更精准的设计依据，还可省去耐久试验，极大缩短研发周期和降低成本。

[0072] 在构建仿真模型和进行实际试验时，还可分别设置具有不同的预设转速和预设油温组合的多个预设工况点进行仿真和试验，以确定各个预设工况点下的仿真润滑流量集合和实际润滑流量集合。

[0073] 例如，当待试验轴13为变速箱中的传动轴时，考虑到对传动轴的实际润滑流量分配情况影响最大的因素为油温和转速，选取的工况点尽可能覆盖传动轴的常用工况，以提高仿真数据和实际试验数据的可靠性。油温可在常用工作范围内选取若干个温度点，例如选取30℃、60℃、90℃三个温度点；传动轴的转速可在零到最高转速范围内均匀选取若干个不同转速点，例如当最高转速为2000rpm时，可选取500rpm、1000rpm、1500rpm、2000rpm四个转速点。如此，便形成12个预设工况点，分别为500rpm和30℃工况、500rpm和60℃工况、500rpm和90℃工况、1000rpm和30℃工况、1000rpm和60℃工况、1000rpm和90℃工况、
1500rpm和30℃工况、1500rpm和60℃工况、1500rpm和90℃工况、2000rpm和30℃工况、
2000rpm和60℃工况、2000rpm和90℃工况。

[0074] 当设有多个预设工况点时，若各个预设工况点下的实际润滑流量集合均与对应的仿真润滑流量集合大致相同，即可确定，此时作为待试验轴13的加工基础的仿真孔径集合可视为最终孔径集合。如此的最终孔径集合使得待试验轴13可在多种不同工况下均具有符合预期的润滑效果。

[0075] 为减少实际试验误差，可在任意一个预设工况点下进行实际试验时，均以多次试验求取平均值的方式确定实际润滑流量集合，即，在同一预设工况点下，获取多个实际润滑流量集合，然后求取多个实际润滑流量集合的平均值。

[0076] 在执行仿真分析步骤S2的过程中，还可通过不断进行仿真模型的自我修正(例如修正仿真孔径集合)，以使得仿真润滑流量集合与理论润滑流量集合大致相同。例如，当设有多个预设工况点时，在执行仿真分析步骤S2的过程中，可通过不断进行仿真模型的自我修正，使得各个预设工况点下的仿真润滑流量集合与理论润滑流量集合均大致相同。如此，满足各个预设工况点下的仿真润滑流量集合与理论润滑流量集合均大致相同时的仿真孔径集合可作为实际试验步骤S3中待试验轴13的加工基础。

[0077] 由此可见，本示例性实施例的设计方法不仅能通过实际试验与仿真模型相互验证迭代，还能在仿真阶段就不断自我修正，从而在多个环节优化设计方法，进一步提高设计结果可靠性。

[0078] 下面提供一种仿真阶段自我修正的可选实施例。

[0079] 具体地，仿真分析步骤S2包括：

[0080] 步骤S21：将在任选的一个预设工况点(例如具有最高转速和最高温度的预设工况点)下的仿真润滑流量集合与理论润滑流量集合大致相同时的仿真孔径集合作为调试孔径集合；

[0081] 步骤S22：根据调试孔径集合仿真计算出其余预设工况点下的仿真润滑流量集合；

[0082] 步骤S23：在确定全部(即各个预设工况点下)仿真润滑流量集合均与理论润滑流量集合大致相同之前对调试孔径集合进行不断修正，直到确定调试孔径集合能够满足所有预设工况点，此时，将调试孔径集合作为待试验轴13实际试验的仿真孔径集合。

[0083] 需要说明的是，实际试验步骤S3中的实际试验可借助本实用新型第一示例性实施例中的轴系润滑油道流量分配试验系统进行。当需要在实际试验过程中设置具有不同的预设转速和预设油温组合的多个预设工况点时，轴系润滑油道流量分配试验系统中相应设置有可调速转动总成、加热装置5和温度传感器6，以模拟出不同的预设工况点。

[0084] 下面介绍一种借助本实用新型第一示例性实施例中的轴系润滑油道流量分配试验系统执行的实际试验的具体流程：

[0085] 1)启动轴系润滑油道流量分配试验系统，通过加热装置5将润滑油加热至某个预设工况点下的温度点，待试验轴13的进油流量调节至已提前计算好的理论进油流量；

[0086] 2)通过可调速转动总成带动待试验轴13在某个对应的转速点下转动；

[0087] 3)待试验轴13转速稳定后，通过多个集油件14将从多个径向润滑油孔甩出的润滑油分别收集在多个计量装置16中；

[0088] 4)多个计量装置16收集完润滑油后，分别测量单位时间内流入各个计量装置16的油量，为了降低测量误差，至少三次测量单位时间内流入各个计量装置16的油量，再取平均值以确定各个径向润滑油孔的出油流量；

[0089] 5)完成该预设工况点下的温度点和转速点的试验后，再执行在其余工况点下的温度点和转速点下的试验，在其余温度点和转速点的试验中，均依次执行1)至4)。

[0090] 以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

[0091] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

[0092] 此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。