基于温度的变速器效率及整车油耗浅析

史雪纯，业德明，李小坚



基于温度的变速器效率及整车油耗浅析

史雪纯，业德明，李小坚

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

变速箱作为整车传动系中重要的一个组成部分，其效率对于整车的性能有着很大的影响。其中变速箱油温对于传动效率以及整车油耗的影响在业界并未进行深入的研究。文章通过实际测试，获得不同变速箱油温条件下的效率，并基于AVL Cruise分析软件，分析出理论条件下的整车油耗差异，清晰的阐明了油温对于变速箱以及整车油耗的影响。

变速箱效率；变速箱油温；整车油耗

1 前言

节能减排现已成为当下汽车产业发展的重要战略，目前各主机厂商均着眼于整车的节油降耗，也展开了一系列的研究（发动机标定优化、轻量化、造型优化）。其中对于变速箱的研究较少，特别是温度对变速箱效率以及整车油耗的影响，并没有给出具体的结论。而油耗测试法规要求为冷机状态下的NEDC循环测试，因此有必要厘清变速箱油温对于变速箱效率以及整车油耗的影响。

本文基于多款手动变速器在不同变速箱油温条件下的的实际测试结果，通过变速箱效率的实际对比，并结合AVL Cruise仿真软件的计算结果，得出了有效的数据。

2 变速箱效率测量

2.1 测试工况点选择

通过对整车在NEDC循环路谱工况下的动力学分析，可以看到该发变速箱的输入转速保持在3000rpm以内，输入扭矩在120N.m以内，可以通过以下原则进行工况点的制定，提高测试效率：

1）转速的选择：转速从1000rpm开始，按500rpm间隔选取，较转速范围有一定拓宽。

2）扭矩的选择：为保证拟合精度，每个转速的测量点不少于4个；扭矩从20N.m开始，按20N.m间隔选取，较扭矩范围有一定拓宽。

3）变速箱油温选择：由下图实测冷机NEDC过程中变速箱油温变化曲线可知，从低温20℃开始，最大基本在40℃左右；拓宽至60℃便于插值。

图1 NEDC循环变速箱油温变化趋势图

2.2 测试对象

以目前在产品上广泛应用的三款变速箱总成为对象，进行其效率测试：

表1 变速箱速比示例

2.3 测试结果

变速箱一：从20℃、40℃、60℃测试结果来看，随温度升高，各档效率均有所提升。

MF20B优化前：温度升高20℃，1档平均提升1.6%，2档平均提升1.5%，3档平均提升2.0%，4档平均提升1.0%，5档平均提升1.3%，5档平均提升1.3%。

图2 1挡效率对比(示例)

图3 3挡效率对比(示例)

变速箱二：从20℃、40℃、60℃测试结果来看，随温度升高，各档效率均有所提升。温度升高20℃，1档平均提升1.2%，2档平均提升0.4%，3档平均提升1.9%，4档平均提升0.8%，5档平均提升0.2%。

变速箱三：从20℃、40℃、60℃测试结果来看，随温度升高，各档效率均有所提升。温度升高20℃，1档平均提升1.4%，2档平均提升1.4%，3档平均提升2.2%，4档平均提升0.8%，5档平均提升2.4%。

图4 5挡效率对比(示例)

3 变速箱效率对整车油耗影响

本文中油耗仿真依托AVL cruise软件进行，结合整车参数，建立如下模型：

图5 AVL Cruise仿真模型

分别对三款变速箱效率进行理论NEDC油耗的计算分析，分析结果如下：

表2 变速箱一油耗仿真结果

表3 变速箱二油耗仿真结果

表4 变速箱三油耗仿真结果

4 结论

（1）在本文测试油温条件下（20-60℃），变速箱效率随着变速箱油温的升高而升高，成正相关的关系；

（2）对单一变速箱实测效率进行分析，油温的提升对于低输入扭矩下的变速箱效率提升效果更大，可推测出以低负荷工况行驶的城市循环油耗优化效果更好；

（3）通过仿真计算的结果分析，变速箱一和变速箱二城市循环优化量均大于城郊循环的优化量，有效的支撑了上一条结论；

（4）文中NEDC工况的油耗仿真结果，体现出了变速箱油温升高整车油耗降低的趋势，这对于热管理节油的应用也提供了实际的参考意义。

[1] 余志生.汽车理论[M].5版.北京:机械工业出版社,2010.

[2] 张有禄.关于机械式变速箱传动效率影响因素的探讨[J].机械工程与自动化,2008（06）24-25.

[3] 陆昌年,曾凡灵.基于AVL Cruise的轿车综合循环工况油耗的改善[J].汽车工程师,2013（05）36-38.

Temperature-based transmission efficiency and vehicle fuel consumption

Shi Xuechun, Ye Deming, Li Xiaojian

( AnHui JiangHuai Automobile group Co., LTD. Technoligy Centre, Anhui Hefei 230601 )

The gearbox is an important part of the vehicle drive train, and its efficiency has a great impact on the performance of the whole vehicle. The influence of gearbox oil temperature on transmission efficiency and vehicle fuel consumption has not been thoroughly studied in the industry. In this paper, the efficiency of different gearbox oil temperatures is obtained through actual tests, and based on AVL Cruise software, analysis The difference in fuel consumption of the whole vehicle under theoretical conditions clearly clarifies the influence of oil temperature on the gearbox and the fuel consumption of the whole vehicle.

gearbox efficiency; gearbox oil temperature; vehicle fuel consumption

B

1671-7988(2018)22-66-03

U467

B

1671-7988(2018)22-66-03

U467

史雪纯，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.023