高品質變速器效率的理論分析

高品質變速器效率的理論分析

為改善變速器效率，設計人員多通過提高變速器的功率質量比，并對變速器接觸齒輪的幾何形狀進行優化，設計低摩擦的高品質變速器來實現。對變速器效率的預測，等同于對變速器功率損耗的預測。而對變速器功率損耗的預測可按照功率損耗產生的機理（如摩擦損耗、泵油損耗）進行劃分，進而將功率損耗疊加得到總功率損耗。本研究則通過理論分析的方法對變速器各種功率損耗進行分析，確定變速器的總功率損耗。

首先，分析了變速器的摩擦損耗。摩擦損耗主要包括變速器齒輪嚙合中產生的徑向摩擦損耗、切向摩擦損耗和變形摩擦損耗。徑向摩擦損耗和切向摩擦損耗采用庫倫摩擦理論建立摩擦模型，變形摩擦損耗則采用彈性動力學理論建立其摩擦模型。由于潤滑油的作用，使得預測摩擦損耗時還需要對潤滑油的油膜分布、壓力、溫度、速度等影響潤滑狀態的參數進行分析。采用熱彈性流體動力潤滑（TEHL）模型對接觸齒輪間的瞬時潤滑狀態進行分析，主要是確定齒輪接觸面的摩擦因數。之后，分析了變速器的泵油損耗。由于變速器執行機構是由發動機直接驅動的液壓油泵提供液壓油來實現的，因而產生泵油損耗。不同油泵的泵油損耗相差較大，但均與主油路壓力和發動機轉速成正比。同時，泵油損耗還受液壓油粘度指數、發動機扭矩等參數影響。為了便于計算，將泵油損耗的計算公式簡化為：p＝（T·n）/9550。其中，p為泵油損耗；T為油泵主油路壓力；n為發動機轉速。

通過上述理論分析，將摩擦損耗和泵油損耗進行疊加便可得到變速器總功率損耗。依據計算結果可幫助工程人員對變速器相關參數進行修改，便于高品質變速器的開發。

Ehsan Fatourehchi et al.SAE

2016-01-1852.

編譯：陳丁躍