基于底盤(pán)測(cè)功機(jī)的機(jī)械式變速箱阻力測(cè)試方法研究

白俊超

摘 要：變速箱做為汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的重要零部件，其在傳動(dòng)系統(tǒng)中的性能直接影響整車(chē)的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性能。而整車(chē)狀態(tài)下變速箱輸入軸與輸出軸的阻力大小又是眾多影響因素中的一個(gè)重要因素。因此，文章主要介紹一種基于底盤(pán)測(cè)功機(jī)的整車(chē)機(jī)械式變速箱阻力測(cè)試方法。

關(guān)鍵詞：變速箱；阻力；底盤(pán)測(cè)功機(jī)；試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988（2018）17-47-03

Abstract： Gearbox is an important part of the automobile transmission system. Its performance in the transmission system directly affects the power and economic performance of the vehicle. The resistance of the input and output shaft of the gearbox is also an important factor in many factors. Therefore， this paper mainly introduces a vehicle gearbox resistance test method based on chassis dynamometer.

Keywords： Gearbox； Resistance； Chassis dynamometer；test

CLC NO.： U463.1 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2018）17-47-03

引言

隨著汽車(chē)產(chǎn)品的普及，越來(lái)越多的客戶開(kāi)始關(guān)注汽車(chē)在使用過(guò)程中的油耗。而隨著汽車(chē)設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的不斷發(fā)展、進(jìn)步，整車(chē)油耗性能的提升點(diǎn)越來(lái)越得到聚焦。其中，變速箱作為整車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)重要零部件，其阻力功率對(duì)于整車(chē)油耗的影響尤為突出。本文重點(diǎn)研究利用在準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性方面具有明顯綜合優(yōu)勢(shì)的底盤(pán)測(cè)功機(jī)，對(duì)整車(chē)狀態(tài)的機(jī)械式變速箱的阻力功率進(jìn)行測(cè)試、研究。

1 試驗(yàn)設(shè)備、評(píng)價(jià)指標(biāo)及測(cè)試方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

底盤(pán)測(cè)功機(jī)，是一種高精度的可以用于測(cè)量汽車(chē)驅(qū)動(dòng)輪輸出功率、扭矩（或驅(qū)動(dòng)力）和轉(zhuǎn)速（或速度），同時(shí)也可以對(duì)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)輪施加一定的力以使車(chē)輛維持在某一固定車(chē)速的專(zhuān)用計(jì)量設(shè)備。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)

對(duì)于變速箱阻力的評(píng)價(jià)，主要是通過(guò)車(chē)輛在某一檔位下的若干個(gè)固定車(chē)速（轉(zhuǎn)速）狀態(tài)，其反拖時(shí)踩離合和不踩離合的差值來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，不同車(chē)速（轉(zhuǎn)速）下的反拖力的差值即作為本次測(cè)試的一個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.3 測(cè)試方法

1.3.1 整車(chē)狀態(tài)變速箱阻力測(cè)試原理

通過(guò)底盤(pán)測(cè)功機(jī)向車(chē)輪邊緣施加作用力F，等速行駛下采集不同車(chē)速下的力。

利用兩種狀態(tài)下測(cè)量的Floss1、Floss2、V，則可計(jì)算出變速箱輸入軸阻力及阻力功率：

1.3.2 整車(chē)帶檔（一檔）踩離合阻力Floss1測(cè)試方法（測(cè)試方法主要為底盤(pán)測(cè)功機(jī)反拖法）

首先，將測(cè)試車(chē)輛固定于底盤(pán)測(cè)功機(jī)上，對(duì)車(chē)輛的一檔最低穩(wěn)定車(chē)速與最高車(chē)速進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)該車(chē)速確定車(chē)速測(cè)試區(qū)間（一般選取最低穩(wěn)定車(chē)速為起始測(cè)量車(chē)速，步長(zhǎng)值根據(jù)最高車(chē)速而定（最高車(chē)速大于30 km/h時(shí)步長(zhǎng)值為5km/h，小于30km/h步長(zhǎng)值為2km/h））。

在完成該項(xiàng)準(zhǔn)備工作后，將車(chē)輛置于空檔怠速狀態(tài)，同時(shí)，調(diào)整轉(zhuǎn)轂為反拖模式。在完成該項(xiàng)操作后，將檔位掛入一檔，并一直踩住離合器踏板，以10s為穩(wěn)定時(shí)間，30s為測(cè)量時(shí)間對(duì)不同車(chē)速下的反拖阻力進(jìn)行測(cè)量、記錄，直到達(dá)到末車(chē)速。

1.3.3 整車(chē)空檔踩離合阻力Floss2測(cè)試方法

同理，將車(chē)輛置于空檔怠速狀態(tài)，同時(shí)，調(diào)整轉(zhuǎn)轂為反拖模式。在完成該項(xiàng)操作后，將車(chē)輛保持空檔狀態(tài)，同時(shí)踩住離合器踏板直至全部測(cè)試結(jié)束，以Floss1同樣的測(cè)試車(chē)速對(duì)該狀態(tài)的反拖阻力進(jìn)行測(cè)量、記錄。

為了確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，該項(xiàng)測(cè)試進(jìn)行兩次（在測(cè)試整車(chē)檔位阻力前、后各一次，分別為F1loss2、F2loss2，并求其平均值）。

1.3.4 測(cè)試數(shù)據(jù)處理

計(jì)算整車(chē)空檔踩離合阻力的平均值Floss2=（F1loss2+ F2loss2）/2

計(jì)算變速箱輸入軸阻力F= Floss1- Floss2

計(jì)算變速箱輸入軸阻力功率

由于設(shè)備的誤差相對(duì)固定（約5N）。因此，當(dāng)阻力功率為一定時(shí)，變速箱阻力與檔位相關(guān)，且檔位越低誤差影響越小，即變速箱輸入軸阻力越大，測(cè)試時(shí)誤差對(duì)其影響越小。具體分析如下：

2 測(cè)試舉例及分析

2.1 反拖法試驗(yàn)

以某公司生產(chǎn)的某款輕型卡車(chē)為例，在車(chē)輛完成磨合后，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試前準(zhǔn)備，依據(jù)上述測(cè)試方法對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行記錄、分析，見(jiàn)表4，表5，表6。

2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

依據(jù)測(cè)試及計(jì)算所得的阻力與變速箱阻力功率，形成圖1所示的轉(zhuǎn)速與阻力功率曲線圖。由此圖可以直觀得出：針對(duì)該款變速箱，在同一轉(zhuǎn)速下，檔位越低，阻力功率越大。使用該方法，可以分析變速箱阻力變化對(duì)整車(chē)動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性影響趨勢(shì)。

3 結(jié)論

本文闡述了一種利用底盤(pán)測(cè)功機(jī)對(duì)整車(chē)狀態(tài)變速箱阻力測(cè)試的試驗(yàn)方法。該方法試驗(yàn)效率高，不需要拆除變速箱，試驗(yàn)重復(fù)性好，完全滿足對(duì)比試驗(yàn)的需要。同時(shí)，試驗(yàn)可擴(kuò)展性強(qiáng)，可以開(kāi)展如變速箱阻力對(duì)油耗的影響等研究。

因此，在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上進(jìn)行變速箱阻力的測(cè)試證明是切實(shí)可行的，可在變速器制造商、汽車(chē)制造商對(duì)車(chē)輛進(jìn)行正向設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)時(shí)使用。

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