基于底盤測功機的機械式變速箱阻力測試方法研究

白俊超

摘 要：變速箱做為汽車傳動系統的重要零部件，其在傳動系統中的性能直接影響整車的動力、經濟性能。而整車狀態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重要因素。因此，文章主要介紹一種基于底盤測功機的整車機械式變速箱阻力測試方法。

關鍵詞：變速箱；阻力；底盤測功機；試驗

中圖分類號：U463.1 文獻標識碼：A 文章編號：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

隨著汽車產品的普及，越來越多的客戶開始關注汽車在使用過程中的油耗。而隨著汽車設計及制造技術的不斷發展、進步，整車油耗性能的提升點越來越得到聚焦。其中，變速箱作為整車傳動系統中的一個重要零部件，其阻力功率對于整車油耗的影響尤為突出。本文重點研究利用在準確性和穩定性方面具有明顯綜合優勢的底盤測功機，對整車狀態的機械式變速箱的阻力功率進行測試、研究。

1 試驗設備、評價指標及測試方法

1.1 試驗設備

底盤測功機，是一種高精度的可以用于測量汽車驅動輪輸出功率、扭矩（或驅動力）和轉速（或速度），同時也可以對車輛的驅動輪施加一定的力以使車輛維持在某一固定車速的專用計量設備。

1.2 評價指標

對于變速箱阻力的評價，主要是通過車輛在某一檔位下的若干個固定車速（轉速）狀態，其反拖時踩離合和不踩離合的差值來實現。因此，不同車速（轉速）下的反拖力的差值即作為本次測試的一個重要評價指標。

1.3 測試方法

1.3.1 整車狀態變速箱阻力測試原理

通過底盤測功機向車輪邊緣施加作用力F，等速行駛下采集不同車速下的力。

利用兩種狀態下測量的Floss1、Floss2、V，則可計算出變速箱輸入軸阻力及阻力功率：

1.3.2 整車帶檔（一檔）踩離合阻力Floss1測試方法（測試方法主要為底盤測功機反拖法）

首先，將測試車輛固定于底盤測功機上，對車輛的一檔最低穩定車速與最高車速進行測試，并根據該車速確定車速測試區間（一般選取最低穩定車速為起始測量車速，步長值根據最高車速而定（最高車速大于30 km/h時步長值為5km/h，小于30km/h步長值為2km/h））。

在完成該項準備工作后，將車輛置于空檔怠速狀態，同時，調整轉轂為反拖模式。在完成該項操作后，將檔位掛入一檔，并一直踩住離合器踏板，以10s為穩定時間，30s為測量時間對不同車速下的反拖阻力進行測量、記錄，直到達到末車速。

1.3.3 整車空檔踩離合阻力Floss2測試方法

同理，將車輛置于空檔怠速狀態，同時，調整轉轂為反拖模式。在完成該項操作后，將車輛保持空檔狀態，同時踩住離合器踏板直至全部測試結束，以Floss1同樣的測試車速對該狀態的反拖阻力進行測量、記錄。

為了確保試驗的準確性，該項測試進行兩次（在測試整車檔位阻力前、后各一次，分別為F1loss2、F2loss2，并求其平均值）。

1.3.4 測試數據處理

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

計算變速箱輸入軸阻力F= Floss1- Floss2

計算變速箱輸入軸阻力功率

由于設備的誤差相對固定（約5N）。因此，當阻力功率為一定時，變速箱阻力與檔位相關，且檔位越低誤差影響越小，即變速箱輸入軸阻力越大，測試時誤差對其影響越小。具體分析如下：

2 測試舉例及分析

2.1 反拖法試驗

以某公司生產的某款輕型卡車為例，在車輛完成磨合后，對其進行測試前準備，依據上述測試方法對其進行測試，并對測試結果進行記錄、分析，見表4，表5，表6。

2.2 試驗數據分析

依據測試及計算所得的阻力與變速箱阻力功率，形成圖1所示的轉速與阻力功率曲線圖。由此圖可以直觀得出：針對該款變速箱，在同一轉速下，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整車動力性經濟性影響趨勢。

3 結論

本文闡述了一種利用底盤測功機對整車狀態變速箱阻力測試的試驗方法。該方法試驗效率高，不需要拆除變速箱，試驗重復性好，完全滿足對比試驗的需要。同時，試驗可擴展性強，可以開展如變速箱阻力對油耗的影響等研究。

因此，在底盤測功機上進行變速箱阻力的測試證明是切實可行的，可在變速器制造商、汽車制造商對車輛進行正向設計、開發時使用。

參考文獻

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