基于底盘测功机的机械式变速箱阻力测试方法研究

白俊超

摘 要：变速箱做为汽车传动系统的重要零部件，其在传动系统中的性能直接影响整车的动力、经济性能。而整车状态下变速箱输入轴与输出轴的阻力大小又是众多影响因素中的一个重要因素。因此，文章主要介绍一种基于底盘测功机的整车机械式变速箱阻力测试方法。

关键词：变速箱；阻力；底盘测功机；试验

中图分类号：U463.1 文献标识码：A 文章编号：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

随着汽车产品的普及，越来越多的客户开始关注汽车在使用过程中的油耗。而随着汽车设计及制造技术的不断发展、进步，整车油耗性能的提升点越来越得到聚焦。其中，变速箱作为整车传动系统中的一个重要零部件，其阻力功率对于整车油耗的影响尤为突出。本文重点研究利用在准确性和稳定性方面具有明显综合优势的底盘测功机，对整车状态的机械式变速箱的阻力功率进行测试、研究。

1 试验设备、评价指标及测试方法

1.1 试验设备

底盘测功机，是一种高精度的可以用于测量汽车驱动轮输出功率、扭矩（或驱动力）和转速（或速度），同时也可以对车辆的驱动轮施加一定的力以使车辆维持在某一固定车速的专用计量设备。

1.2 评价指标

对于变速箱阻力的评价，主要是通过车辆在某一档位下的若干个固定车速（转速）状态，其反拖时踩离合和不踩离合的差值来实现。因此，不同车速（转速）下的反拖力的差值即作为本次测试的一个重要评价指标。

1.3 测试方法

1.3.1 整车状态变速箱阻力测试原理

通过底盘测功机向车轮边缘施加作用力F，等速行驶下采集不同车速下的力。

利用两种状态下测量的Floss1、Floss2、V，则可计算出变速箱输入轴阻力及阻力功率：

1.3.2 整车带档（一档）踩离合阻力Floss1测试方法（测试方法主要为底盘测功机反拖法）

首先，将测试车辆固定于底盘测功机上，对车辆的一档最低稳定车速与最高车速进行测试，并根据该车速确定车速测试区间（一般选取最低稳定车速为起始测量车速，步长值根据最高车速而定（最高车速大于30 km/h时步长值为5km/h，小于30km/h步长值为2km/h））。

在完成该项准备工作后，将车辆置于空档怠速状态，同时，调整转毂为反拖模式。在完成该项操作后，将档位挂入一档，并一直踩住离合器踏板，以10s为稳定时间，30s为测量时间对不同车速下的反拖阻力进行测量、记录，直到达到末车速。

1.3.3 整车空档踩离合阻力Floss2测试方法

同理，将车辆置于空档怠速状态，同时，调整转毂为反拖模式。在完成该项操作后，将车辆保持空档状态，同时踩住离合器踏板直至全部测试结束，以Floss1同样的测试车速对该状态的反拖阻力进行测量、记录。

为了确保试验的准确性，该项测试进行两次（在测试整车档位阻力前、后各一次，分别为F1loss2、F2loss2，并求其平均值）。

1.3.4 测试数据处理

计算整车空档踩离合阻力的平均值Floss2=（F1loss2+ F2loss2）/2

计算变速箱输入轴阻力F= Floss1- Floss2

计算变速箱输入轴阻力功率

由于设备的误差相对固定（约5N）。因此，当阻力功率为一定时，变速箱阻力与档位相关，且档位越低误差影响越小，即变速箱输入轴阻力越大，测试时误差对其影响越小。具体分析如下：

2 测试举例及分析

2.1 反拖法试验

以某公司生产的某款轻型卡车为例，在車辆完成磨合后，对其进行测试前准备，依据上述测试方法对其进行测试，并对测试结果进行记录、分析，见表4，表5，表6。

2.2 试验数据分析

依据测试及计算所得的阻力与变速箱阻力功率，形成图1所示的转速与阻力功率曲线图。由此图可以直观得出：针对该款变速箱，在同一转速下，档位越低，阻力功率越大。使用该方法，可以分析变速箱阻力变化对整车动力性经济性影响趋势。

3 结论

本文阐述了一种利用底盘测功机对整车状态变速箱阻力测试的试验方法。该方法试验效率高，不需要拆除变速箱，试验重复性好，完全满足对比试验的需要。同时，试验可扩展性强，可以开展如变速箱阻力对油耗的影响等研究。

因此，在底盘测功机上进行变速箱阻力的测试证明是切实可行的，可在变速器制造商、汽车制造商对车辆进行正向设计、开发时使用。

参考文献

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