電動車變速器駐車機(jī)構(gòu)試驗(yàn)臺架設(shè)計(jì)與測控

李睿 陳勇 董遠(yuǎn) 王哲

摘 要：文章基于某款正在開發(fā)的純電動車兩擋全電控自動變速器的駐車機(jī)構(gòu)，針對其特點(diǎn)和功能需求，設(shè)計(jì)了駐車機(jī)構(gòu)性能試驗(yàn)臺架。進(jìn)行了大量駐車機(jī)構(gòu)臺架試驗(yàn)，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析評價(jià)，證明了其測控系統(tǒng)性能穩(wěn)定，亦驗(yàn)證了該試驗(yàn)臺架設(shè)計(jì)和測控的合理性與準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：兩擋AMT;駐車機(jī)構(gòu);臺架試驗(yàn)

中圖分類號：U469.7? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B? 文章編號：1671-7988（2019）04-28-04

CLC NO.： U469.7? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2019）04-28-04

前言

我國目前正在大力發(fā)展新能源汽車，其中純電動汽車正處在舉足輕重的地位。使用兩擋自動變速器可以提高現(xiàn)有純電動汽車的動力性與舒適性，是市場需求和技術(shù)發(fā)展的大勢所趨[1]。在兩擋變速器上應(yīng)用電控駐車機(jī)構(gòu)代替原機(jī)械拉索式結(jié)構(gòu)[2]，能直接提升電動汽車的整車安全性能。為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的駐車機(jī)構(gòu)能否滿足設(shè)計(jì)性能要求，設(shè)計(jì)了一種試驗(yàn)臺架，對其實(shí)時(shí)控制并進(jìn)行了性能驗(yàn)證。

1 駐車機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)方案需求分析

本研究所使用的某純電動汽車兩檔自動變速器駐車機(jī)構(gòu)如圖1所示。

該款自動變速器的目標(biāo)車型為某款自主品牌純電動汽車，旨在將其原來的單擋兩級減速器更換為帶有駐車機(jī)構(gòu)的兩擋電控自動變速器，其車型參數(shù)如表1所示。

該駐車機(jī)構(gòu)由驅(qū)動電機(jī)帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成駐入與脫出動作，機(jī)械執(zhí)行部分主要由棘輪、棘爪、滑塊、推桿、導(dǎo)向銷及壓塊等構(gòu)成[3]。其作為一種安全裝置，某些性能指標(biāo)需要達(dá)到理論計(jì)算的要求。駐車機(jī)構(gòu)在變速箱內(nèi)的布置方式如圖2所示。

1.1 坡道自鎖性能分析

車輛在坡道上掛入P檔駐車后要能夠可靠地保持在原地，不能發(fā)生溜坡現(xiàn)象。駐車機(jī)構(gòu)駐入后，壓塊與棘爪、導(dǎo)向銷接觸，棘爪將棘輪鎖合。以上坡駐車為例，如圖3、4所示。

3 駐車機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證該駐車機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算和該試驗(yàn)臺架的設(shè)計(jì)，需通過一些試驗(yàn)對駐車機(jī)構(gòu)和臺架的性能進(jìn)行驗(yàn)證。

3.1 臨界駐車車速試驗(yàn)

試驗(yàn)時(shí)首先啟動驅(qū)動電機(jī)帶動慣量盤，控制其正向旋轉(zhuǎn)模擬前進(jìn)工況，此時(shí)開始執(zhí)行棘爪注入動作，通過記錄棘爪轉(zhuǎn)動角度來分析從開始駐車到駐車行程結(jié)束的全過程，觀察其能否順利鎖合。而后同樣條件下控制啟動驅(qū)動電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)重復(fù)試驗(yàn)步驟。

前進(jìn)與倒車工況下臨界駐車車速試驗(yàn)結(jié)果如圖10所示。由圖可見，棘輪轉(zhuǎn)速會在駐車執(zhí)行動作開始后迅速下降，在震蕩2～3S后駐車成功，棘輪軸停止轉(zhuǎn)動。經(jīng)若干次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩種工況下的臨界駐車車速經(jīng)換算后約為3.8km/h左右，稍高于計(jì)算結(jié)果但仍處于合理區(qū)間，故該駐車機(jī)構(gòu)的臨界駐車車速可以滿足設(shè)計(jì)性能要求。

3.2 自鎖/脫出性能試驗(yàn)

首先模擬車輛在坡道上駐車，驗(yàn)證駐車機(jī)構(gòu)自鎖與脫出的可靠性。首先執(zhí)行注入動作，完全嚙合后控制驅(qū)動電機(jī)對棘輪所在軸順時(shí)針或逆時(shí)針加載扭矩以模擬上坡坡道和下坡坡道兩種工況，所需扭矩值可通過將5%、10%、15%、20%、

25%、30%坡度代入（12）、（13）式計(jì)算得到。保持扭矩值不變，觀察棘爪與棘輪能否保持自鎖狀態(tài)。然后執(zhí)行脫出動作，觀察棘爪能否順利脫出。

對各種工況下的坡道自鎖/脫出分別進(jìn)行了若干次試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示（扭矩單位為N/m）。表中可見0至30%坡度下棘爪與棘輪保持可以保持自鎖狀態(tài)，脫出過程較為順利，可以滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)論

本文針對某純電動車變速器的駐車機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)、搭建了以駐車完成度為評價(jià)指標(biāo)的試驗(yàn)臺架，設(shè)計(jì)了臺架的測控系統(tǒng)并對其進(jìn)行實(shí)時(shí)測控。其后進(jìn)行了臨界駐車車速試驗(yàn)、坡道自鎖與脫出實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析與評價(jià)，確認(rèn)了駐車機(jī)構(gòu)的實(shí)際性能參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過多次試驗(yàn)，證明該試驗(yàn)臺架設(shè)計(jì)合理準(zhǔn)確、測控性能可靠，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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[3] 董遠(yuǎn).純電動汽車變速器駐車機(jī)構(gòu)性能研究[D].天津：河北工業(yè)大學(xué)，2018.

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