變速器攪油阻力測定方法研究

趙曉江，何亮亮

（陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司實(shí)驗(yàn)中心，陜西 西安 710119）

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變速器攪油阻力測定方法研究

趙曉江，何亮亮

（陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司實(shí)驗(yàn)中心，陜西 西安 710119）

摘 要：同步器是變速器中的重要零部件之一，其作用就是避免換擋過程中齒輪之間的沖擊，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)換擋。在同步器設(shè)計(jì)中，同步時(shí)間是一個(gè)衡量同步器性能的重要因素，一般與其同步時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、角速度、摩擦力矩及攪油阻力有關(guān)。文章主要介紹在試驗(yàn)臺(tái)架上來測量攪油阻力的大小。

關(guān)鍵詞：同步器；攪油阻力；同步時(shí)間

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.04.041

CLC NO.: U467.5Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)04-123-02

前言

攪油阻力又稱為無負(fù)荷損失，攪油損失因潤滑方式而異。在不同的潤滑方式中[1]，因?yàn)樗芨鞣N因素的影響比如轉(zhuǎn)速、油溫等，難以直接用理論確定，由于攪油阻力不好測量一般情況下都忽略不計(jì)，在查找相關(guān)文獻(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)對變速器齒輪傳動(dòng)中的攪油阻力的實(shí)驗(yàn)研究所涉及的相關(guān)報(bào)道很少，那么攪油阻力到底有多大，本文通過試驗(yàn)臺(tái)架的方法來進(jìn)行確定。

1、測試方法簡介

本文主要介紹在變速器總成試驗(yàn)臺(tái)上測量攪油阻力，在這里選取的被試件為法士特產(chǎn)品6DS系列某款變速器，其匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)轉(zhuǎn)速按2100rpm給定，變速器內(nèi)所加潤滑油為85W/90雙曲線重載齒輪油，加油至變速器水平觀察孔位置。首先將其水平安裝于傾斜試驗(yàn)臺(tái)上，主箱掛在空擋位置，安裝狀態(tài)如圖1所示：

圖1

①當(dāng)變速器油溫升至規(guī)定的溫度（80±5）℃后，變速器一軸端連接電機(jī)分別給定輸入轉(zhuǎn)速600、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2100、2200、2400rpm，在每種轉(zhuǎn)速下各轉(zhuǎn)15s，通過一軸端扭矩儀每一秒鐘采集一次數(shù)據(jù)，把所測得15個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算出算術(shù)平均值，得到下表所示的各個(gè)轉(zhuǎn)速下的變速器空擋扭矩。

表1

②將表1所列數(shù)據(jù)按對數(shù)關(guān)系擬合轉(zhuǎn)速-扭矩曲線見圖2：

圖2

③將表1按線性關(guān)系擬合轉(zhuǎn)速-扭矩曲線見下圖3：

④將表1按乘冪關(guān)系擬合轉(zhuǎn)速-扭矩曲線見下圖4：

圖4

由上述三個(gè)圖都可以看出：變速器的攪油阻力是隨著轉(zhuǎn)速的升高而增大的，當(dāng)一軸轉(zhuǎn)速升高時(shí)，一軸端扭矩也隨著增大。

2、變速器同步性能試驗(yàn)

表2

被試件一軸端安裝慣量為0.124kg·m2的模擬慣量盤，水平安裝于同步器性能與壽命試驗(yàn)臺(tái)，變速器加入85W/90雙曲線重載齒輪油，加油至油面觀察孔；試驗(yàn)轉(zhuǎn)速按通過法蘭端所連電機(jī)輸入，給定數(shù)值見表2：

當(dāng)變速器油溫升至試驗(yàn)油溫（80±5）℃開始換擋，機(jī)械手換擋頻率為8~10次/分，測得的同步器性能數(shù)據(jù)見表3：

表3

3、變速器攪油阻力計(jì)算

在這里我們假設(shè)一軸轉(zhuǎn)速與攪油阻力的關(guān)系為對數(shù)關(guān)系，根據(jù)圖1擬合曲線中公式y(tǒng) = 2.39545 ln(x) - 12.94090，可以計(jì)算出一軸端的阻力矩：

表4

通過擋位速比換算，得到二軸端攪油阻力。

表5

4、總結(jié)

試驗(yàn)臺(tái)架法是測量攪油阻力非常有效的方法，通過該方法，測得的攪油阻力數(shù)據(jù)可以提供給設(shè)計(jì)者，在進(jìn)行同步器參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，同步時(shí)間的理論計(jì)算值更為準(zhǔn)確，通過與實(shí)際的測量值比較，能更進(jìn)一步了解攪油阻力對同步時(shí)間的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 霍曉強(qiáng),吳傳虎.齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)攪油損失的試驗(yàn)研究.機(jī)械傳動(dòng).2007.

中圖分類號：U467.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1671-7988(2016)04-123-02

作者簡介：趙曉江，助理工程師，就職于陜西法士特傳動(dòng)工程研究院實(shí)驗(yàn)中心。主要從事變速箱測試類工作。

Transmission mixing oil resistance measurement method research

Zhao Xiaojiang, He Liangliang
（Shaanxi and gear Co., Ltd. The experiment center, Shaanxi Xi 'an 710119）

Abstract:The synchronizer is one of the most important part in the transmission.The function of the synchronizer is to avoid the gear-shift' s strike and shifting smoothly. In the design of the synchronizer, synchronizing time is an important factor to judge synchronizing performance. Usually it depends on inertia、the angular velocity、friction torque and churning loss .This paper mainly introduced how to measure churning loss on testing rig.

Keywords:Synchronizer; Churning loss; Synchronizing time