油温对CVT总成测试特性影响研究

梁程　覃全浩　黄胜

摘 要：本文通过收集在不同变速箱油温梯度下CVT变速箱的测试数据进行分析比对，得出变速箱油温对CVT变速箱液压系统压力和速比等的具体影响，从而为CVT变速箱制造时的总成测试下不同油温的测试表现分析提供参考。

关键词：总成测试 测试油温 液压系统压力 速比

Research on the Influence of Oil Temperature on the Test Characteristics of CVT Assembly

Liang Cheng，Qin Quanhao，Huang Sheng

Abstract：This paper analyzes and compares the test data of CVT gearboxes under different gearbox oil temperature gradients， and obtains the specific influence of gearbox oil temperature on the pressure and speed ratio of the CVT gearbox hydraulic system， thus providing  reference for the CVT gearbox with the test performance analysis of different oil temperatures under the assembly test during manufacturing.

Key words：assembly test， test oil temperature， hydraulic system pressure， speed ratio

1 引言

变速箱作为汽车中动力输出的传递和调节机构，其制造质量直接关联汽车使用过程中的安全和性能，而CVT变速箱作为一款安全可靠、经济节油的无级变速箱，目前广泛地应用在各大汽车品牌车型中，据中机中心的统计数据显示，在2020年前8个月的国内乘用车销售中CVT的占有率已达到自动变速箱总额24.2%。为保证CVT生产质量，在制造过程中，CVT的总成测试至关重要，但是在不同的变速箱油油温下，测试数据存在一定的差异，为了合理地设定合格判定值，通过分析不同测试油温下测试数据的表现，可为测试标准的合理设定提供参考。

2 CVT总成测试与CVT总成测试台架介绍

2.1 CVT总成测试定义

CVT总成测试是对模拟汽车行驶工况对CVT装配质量进行综合检测的技术，主要包括无负载测试和负载测试两部分。

无负载测试是在CVT输出轴未承受任何载荷的下测试。利用外界动力拖动CVT的液力变矩器旋转从而带动CVT内部的油泵进行工作建立油压，由换挡机构控制CVT擋位，电控系统控制CVT阀块电磁阀电流，从而满足测试过程中不同测试工况的需求，并且通过总成测试台架中安装的各种传感器采集信号，结合计算机接收到CVT内置传感器反馈的信号，经测试软件处理后同设定的判定值进行比对和判定。无负载测试主要的测试项目：换挡测试、油泵测试、电磁阀特性测试、泄露测试等。

负载测试与无负载测试的主要区别在于输出轴与总成测试台架上的负载电机连接，根据测试工况需求，负载电机可对输出轴提供负载扭矩，从而模拟汽车在行驶过程中CVT受到的反作用扭矩。负载测试主要的测试项目：D挡变速测试、R挡加载测试、P挡驻车测试。

2.2 CVT总成测试台架

CVT总成测试台架一般安装在产线下线前，一般包括四大系统：机械系统、油循环系统、控制系统、数据采集分析系统。机械系统主要包括定位、举升、夹紧和封堵等机构;油循环系统主要包括油站、抽注油机构、滤清器、加热系统等;控制系统主要是通过个电路控制模块组成的电控系统;数据采集分析系统负责采集并处理机械机构上的传感器信号和CVT内置传感器反馈信号并生成可视化的图像和数据，最终实现自动测试判定。

3 CVT工作原理的和测试工况的介绍

3.1 CVT机构构造和工作原理介绍

CVT的传动路径为：发动机发出的动力经飞轮→离合器→主动锥轮→钢带→从动锥轮→减速器→差速器→车轮。该变速传动系统中的主、从动锥轮是由固定部分和可动部分组成，工作轮的固定部分和可动部分之间形成V形槽，金属带在槽内与工装轮相啮合。当工作轮的可动部分在油压的作用下做轴向移动时，即可改变钢带与主、从动锥轮的工作半径，从而改变钢带的传动比。

作为CVT中用于精确控制动力输出的液压系统，其组成主要包括TCU，阀块，主、从动锥轮压力传感器，主从动锥轮转速传感器和溢流阀、泄压阀等。在汽车行驶过程中，TCU通过收集油门信号、车辆反馈回来的反作用扭矩、主从动锥轮压力信号和主从动转速信号灯来控制阀块的电磁阀实现动力输出的自动调控。

3.2 CVT测试工况介绍

为保证测试结果的有效性，选用经试验中心检验合格的某款CVT工件作为测试标准件。主要设定测试工况如下：

（1）油泵测试-在额定输入转速下打开液压系统电磁阀，监控液压系统油压最大值;

（2）电磁阀特性测试-在额定输入转速下依次逐渐打开主动锥轮、从动锥轮轮、DNR油道的电磁阀，监控液压油压变化曲线;

（3）D挡速比测试-在额定输入转速下，挂入D挡，同时逐渐变化液力变矩器电磁阀电流，直至液力变矩器完全锁死，并施加输出负载扭矩，监控速比变化曲线;

（4）R挡加载测试-在额定输入转速下，挂入R挡，驱动扭矩上升至额定值，监控涡轮转速曲线和R挡速比。

在设定测试工况并选定测试标准件后，通过控制测试油温，获得所需测试数据。

4 各测试温度下测试数据收集与分析

在测试过程中取不同温度点收集到的测试数据如表1：

4.1 测试过程中不同油温下液压系统与各油道压力

从统计数据看，压力越高，受测试温度影响越明显。液压系统和从动锥轮油道由于最大压力较高在60bar以上，受温度变化的影响较剧烈。而主动锥轮油道最大压力为35bar左右，仍能看到压力随温度升高变小的趋势 。D挡和R挡油道最大压力在18bar左右，50℃的油温差距在0.5bar左右，变化弱于不同工件本身的差异性。而液压变矩器油道作为二级油道，且最大压力只有8bar左右，其锁止压力几乎不受测试油温影响。

4.2 测试过程中不同油温下D挡和R挡速比

测试结果表明，不同的变速箱油温对D挡的最高、最低速比和R挡速比没有影响。这也如变速箱的控制原理一致：理论上只要主动锥轮和从动锥轮油道的压力能满足在CVT速比变化过程中钢带能受到足够大的夹紧力，即可保证CVT输出的转速和扭矩不受影响。

5 结语

从数据分析结果可得，随着压力的增大，油温的大小与油压的关联性会更明显。而对于CVT而言，液压系统压力和从动油道压力由于工作压力较大，其油压大小受油温的影响较大，而其他包括主动锥轮油道、DNR油道、液力变矩器油道的工作压力受油温影响较微弱，而D挡和R挡速比与油温无关。根据以上分析结果，在CVT制造过程中，并无必要模拟CVT工作油温进行CVT总成测试，可通过分析油温与压力的线性关系，合理制定测试限值，实现低油温下的CVT总成测试，为企业节约生产成本。