自动变速器拖曳扭矩变化趋势浅析

汪敏，朱丹丹，方志勤

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

随着国家第四、第五阶段整车油耗限值目标的不断推进，节油成为了所有主机厂乃至整个汽车行业的重中之重，而作为动力总成主要组成部分，变速箱在整车油耗中占有重要位置，变速箱的性能，对整车油耗特性有着最直接的影响。变速箱的拖曳扭矩，即带动变速箱空转时所需的最小扭矩，代表了变速箱自身扭矩负载的大小，与变速箱的传动效率息息相关，极大的影响着整车油耗性能。

本文以国内某 6速湿式双离合器自动变速器为研究对象，通过相关变速箱整机台架测试，对自动变速器在正常使用运行中，整机拖曳扭矩的变化趋势进行研究，得出自动变速箱拖曳扭矩的变化规律，为自动变速箱的效率研究、整车中变速箱工作点的自动控制调节等，提供参考和依据。

1 趋势变化因素识别

自动变速箱在整车运行中，其输入、运行状态等均在变化，故整机拖曳扭矩在相关因素影响下，可能会不断变化。①输入转速，即发动机转速，在不同发动机转速下，变速箱内部各零部件转速均会发生变化，相应的整机拖曳扭矩亦会发生变化；②变速箱档位，变速箱在不同档位下，其内部参与传动的齿轮、轴承亦不相同，因速比不同，各零部件转速也不相同，故整机拖矩会发生变化；③变速箱油温，不同油温下，润滑油液的粘度不同，齿轮、轴承等搅油损失不同，整机拖矩发生变化；④主油压，变速箱主油压发生变化，即油泵负载发生变化，故将直接影响油泵的工作状态，引起油泵效率变化，导致整机拖矩发生变化；⑤离合器冷却润滑流量，不同的离合器冷却润滑流量，即代表着离合器甩油量不同，则离合器拖矩亦不同，整机拖矩发生变化。

本文通过单一变量法，通过试验探究自动变速箱整机拖曳扭矩在以上前三个因素影响下的变化趋势，即随着变速箱输入转速、档位、油温变化下，变速箱整机拖矩的变化趋势。

2 拖矩试验

通过台架电机取代发动机，驱动变速箱进行不同工况下的运转，并利用台架电机输出端扭矩测功仪实时采集带动变速箱运行所需的最小扭矩（即变速箱拖曳扭矩），每个工况稳定 10s，取 10s内平均值，作为该工况下变速箱的拖曳扭矩值。主要工况如下所示：

表1 整机拖曳扭矩试验工况表

试验说明：

→本次拖矩试验温度关注常温及高温工况，试验中变速箱油温设定40～100℃，油温稳定范围±2℃；

→变速箱档位取前进挡，针对每个档位进行拖矩测试；

→变速箱输入转速范围从发动机怠速(800rpm)至5000rpm，转速稳定范围±1rpm；

→变速箱主油压及离合器冷却均设定为稳定值；

→试验样机取3台。

3 试验结果

通过台架试验，可得到不同油温、档位、转速下整机拖矩试验结果，对试验结果进行整合处理，可得到：

→同一档位、转速，不同油温下的变速箱拖曳扭矩值，如：

图1 固定5档，1500rpm下变速箱拖矩随油温变化曲线

→同一转速、油温，不同档位下的变速箱拖曳扭矩值，如：

图2 固定80℃，1500rpm下变速箱拖矩随档位变化曲线

→同一档位、油温，不同转速下的变速箱拖曳扭矩值，如：

图3 固定5档，80℃下变速箱拖矩随转速变化曲线

注：

因数据量较大，以上结果仅列出 5档、80℃、1500rpm工况下相关拖矩曲线用以示意。

4 结论

根据相关试验结果分析可得出结论：

①在其他输入参数不变的情况下，变速箱拖矩随油温升高呈减小趋势；

②在其他输入参数不变的情况下，变速箱拖矩随档位上升呈增大趋势；

③在其他输入参数不变的情况下，变速箱拖矩随输入转速上升呈增大趋势。