您當(dāng)前的位置:檢測(cè)資訊 > 科研開(kāi)發(fā)
嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2021-08-05 23:29
變速器是汽車的重要核心組成部分之一,它能夠?qū)崿F(xiàn)諸多功能,比如改變傳動(dòng)比、倒退行駛、起動(dòng)、怠速等等。
在變速器設(shè)計(jì)和制造時(shí),需要對(duì)以上功能進(jìn)行綜合測(cè)試,以驗(yàn)證或改進(jìn)變速器的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)狀況。但如果每次都裝到車上,試驗(yàn)起來(lái)會(huì)增加勞動(dòng)強(qiáng)度,效果也不理想,而且時(shí)間也不經(jīng)濟(jì)。于是變速器性能的綜合試驗(yàn)臺(tái)架就應(yīng)運(yùn)而生。
目前試驗(yàn)臺(tái)架主要可分為兩類:動(dòng)力傳遞性能疲勞耐久性試驗(yàn)臺(tái)和換檔性能疲勞耐久性試驗(yàn)臺(tái)。
動(dòng)力傳遞性能疲勞耐久性試驗(yàn)臺(tái)
在一定輸入轉(zhuǎn)速和油溫下對(duì)變速器各檔位按照設(shè)定扭矩進(jìn)行分循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn),直到完成設(shè)定的試驗(yàn)時(shí)間或變速器損壞后,拆解分析變速器損壞情況及原因。
此類試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)成:扭矩和轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、油溫控制系統(tǒng)、換檔控制系統(tǒng)、控制臺(tái)操作系統(tǒng)。

試驗(yàn)臺(tái)原理圖
針對(duì)不同的試驗(yàn)考核目標(biāo),有以下試驗(yàn)類型:
① 前進(jìn)檔疲勞耐久性試驗(yàn)
在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行前進(jìn)檔耐久性試驗(yàn),用于鑒定變速器的傳動(dòng)零件:殼體、殼體密封件、軸、花鍵、齒輪、滑動(dòng)齒套、齒輪支承零件和軸承等,不包括僅在倒檔時(shí)工作的零件。
② 倒檔疲勞耐久性試驗(yàn)
在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行倒檔耐久性試驗(yàn),用于鑒定變速器的傳動(dòng)零件同上,不包括僅在前進(jìn)檔時(shí)工作的零件。
③ 差速器疲勞耐久性試驗(yàn)
在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行各檔耐久性試驗(yàn),通過(guò)模擬車輛轉(zhuǎn)彎特性來(lái)評(píng)價(jià)差速器的耐久性能。
換檔性能疲勞耐久性試驗(yàn)臺(tái)
在一定油溫/輸出轉(zhuǎn)速下測(cè)量變速器各檔位的同步位移、換檔力、輸入轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)速、輸出扭矩,分析整理得到各檔位的同步時(shí)間、同步位移及換檔力、同步扭矩的變化規(guī)律,從而判斷變速器的換檔性能?;蛲ㄟ^(guò)在一定油溫與轉(zhuǎn)速下連續(xù)多次換檔,看變速器換檔裝置有無(wú)損壞。
此類試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)成:轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、換檔控制系統(tǒng)、控制臺(tái)操作系統(tǒng)。

試驗(yàn)臺(tái)架原理圖
針對(duì)不同的試驗(yàn)考核目標(biāo),有以下試驗(yàn)類型:
① 前進(jìn)檔換檔性能試驗(yàn)
通過(guò)模擬車輛前進(jìn)時(shí)換檔來(lái)評(píng)價(jià)前進(jìn)檔換擋機(jī)構(gòu)的掛檔性能。
② 倒檔換檔性能試驗(yàn)
在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行倒檔耐久性試驗(yàn),用于鑒定變速器的傳動(dòng)零件:殼體、殼體密封件、軸、花鍵、齒輪、滑動(dòng)齒套、齒輪支承零件和軸承等,不包括僅在前進(jìn)檔時(shí)工作的零件。
③ 差速器疲勞耐久性試驗(yàn)
通過(guò)模擬車輛倒退時(shí)換檔來(lái)評(píng)價(jià)倒檔換擋機(jī)構(gòu)的掛檔性能。
綜合性能疲勞耐久性試驗(yàn)過(guò)程
變速器的綜合性能測(cè)試過(guò)程步驟基本如下:
1.試驗(yàn)前的外觀檢查;
2.加變速箱油;
3.變速箱和試驗(yàn)附件符合性檢查;
4.變速箱安裝固定牢靠;
5.手動(dòng)進(jìn)行換檔試驗(yàn),觀察機(jī)械手操縱換檔桿是否到位;
6.檢查臺(tái)架的輸入輸出軸是否安裝到位,連接可靠;
7.試驗(yàn):前進(jìn)檔耐久性試驗(yàn)、倒檔耐久性試驗(yàn)、差速器耐久性試驗(yàn)、同步器耐久性試驗(yàn)、倒檔掛檔耐久性試驗(yàn)。
以上試驗(yàn)如使用同一臺(tái)變速器,應(yīng)該先進(jìn)行同步器耐久性試驗(yàn)和倒檔掛檔耐久性試驗(yàn)(使用變速器換檔性能疲勞耐久性試驗(yàn)臺(tái)),再依次進(jìn)行差速器耐久性試驗(yàn)、前進(jìn)檔耐久性試驗(yàn)和倒檔耐久性試驗(yàn)(使用變速器動(dòng)力傳遞性能疲勞耐久性試驗(yàn)臺(tái))
8.變速箱總成拆檢
螺栓力矩的檢測(cè)、密封件的鑒定、運(yùn)動(dòng)件的鑒定(不能出現(xiàn)變形、嚴(yán)重磨損、齒面粘結(jié)、點(diǎn)蝕、撕裂等缺陷),以及對(duì)試驗(yàn)完成后的變速箱油液的鑒定。
綜合性能疲勞耐久性試驗(yàn)具體參數(shù)
汽車變速器的綜合性能疲勞耐久性試驗(yàn)的具體參數(shù)如下,以下參數(shù)均以某型轎車變速器為例:

前進(jìn)檔耐久性試驗(yàn)

倒檔耐久性試驗(yàn)

差速器耐久性試驗(yàn)

同步器耐久性試驗(yàn)

倒檔掛檔耐久性試驗(yàn)
綜合性能疲勞耐久性試驗(yàn)規(guī)程
前進(jìn)檔耐久性試驗(yàn)
試驗(yàn)方式:在變速箱耐久性臺(tái)架上,掛各前進(jìn)檔位進(jìn)行分循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn),并以設(shè)定的扭矩和速度驅(qū)動(dòng)變速箱。
潤(rùn)滑:型號(hào)與實(shí)車一致。
油量:變速箱的油溫應(yīng)調(diào)整在汽車以最大車速行駛時(shí)所實(shí)測(cè)的穩(wěn)定溫度。
扭矩:各檔位變速箱輸入軸上施加的定扭矩按所匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩Cm進(jìn)行計(jì)算(見(jiàn)下表)

試驗(yàn)時(shí)間:按各廠家變速器產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)確定。
倒檔耐久性試驗(yàn)
試驗(yàn)方式:在變速箱耐久性臺(tái)架上,掛倒檔并以恒定的扭矩和速度驅(qū)動(dòng)變速箱。
潤(rùn)滑:同前進(jìn)檔耐久性試驗(yàn)。
試驗(yàn)轉(zhuǎn)速:變速箱的驅(qū)動(dòng)速度:3000tr/min。
扭矩:應(yīng)等于與所試變速箱相匹配的最大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩的75%。
試驗(yàn)時(shí)間:使參與倒檔的齒輪中最慢的一個(gè)齒輪旋轉(zhuǎn)500000轉(zhuǎn)。即相當(dāng)于汽車行駛里程200公里。
差速器疲勞耐久性試驗(yàn)
① 強(qiáng)附著力試驗(yàn)
車輪速度差:80±3 tr/min,最大調(diào)節(jié)溫度:105±5 ℃

② 弱附著力試驗(yàn)條件
弱附著力試驗(yàn)有下列3種模式:

注:
模式A:模擬在路邊每個(gè)車輪的附著力不同時(shí)的快速啟動(dòng)。
模式B:模擬在被碎削覆蓋的坡路上行駛。

模式C:模擬在修車時(shí)的操作、在一車輪被舉起時(shí)進(jìn)行平衡及研究噪音。

③ 附著力恢復(fù)試驗(yàn)

同步器耐久性試驗(yàn)
① 轉(zhuǎn)速
在臺(tái)架上,用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)變速箱的兩個(gè)輸出端以恒定轉(zhuǎn)速、模擬車輛前進(jìn)時(shí)的工況。變速箱輸入端轉(zhuǎn)速可以通過(guò)改變變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整。
在同步過(guò)程中,輸出軸轉(zhuǎn)速的變化不得超過(guò)名義值的5%。
② 從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
在變速箱的輸入端上配置一個(gè)圓盤以模擬離合器從動(dòng)盤,其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是整車上裝的離合器從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的1.2倍。
③ 換檔操縱機(jī)構(gòu)
換檔操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)保證能在兩個(gè)相鄰檔位間自由換檔,并應(yīng)保證換檔力的大小是可調(diào)的。
換檔操縱機(jī)構(gòu)的換檔動(dòng)作由臺(tái)架機(jī)械手驅(qū)動(dòng),作用在變速箱換檔搖臂軸總成球頭(或換檔環(huán))上的換檔力Fr的設(shè)定應(yīng)滿足對(duì)應(yīng)到換檔桿手柄上是170牛頓,計(jì)算公式如下:

Fr:作用在變速箱換檔搖臂軸總成球頭(或換檔環(huán))上的換檔力(N);
ice:變速箱外部操縱機(jī)構(gòu)的換檔傳動(dòng)比;
ηce:變速箱外部操縱機(jī)構(gòu)的換檔傳動(dòng)效率。
如果換檔力傳感器不是在變速箱換檔搖臂軸總成球頭(或換檔環(huán))上進(jìn)行測(cè)量,則需要按照球頭(或換檔環(huán))上的換檔力Fr進(jìn)行換算。
換檔后的殘余力:在每次掛檔后,允許仍然有30N±10N的氣缸殘余力作用在變速箱的換檔搖臂軸總成的掛檔方向上,此殘余力作用的時(shí)間不超過(guò)0.3秒±0.1秒。
④ 溫度循環(huán)
溫度傳感器置于變速箱的放油孔位置。溫度循環(huán)如下圖:

試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的首個(gè)循環(huán)是在90分鐘內(nèi)從室溫開(kāi)始持續(xù)升溫到110℃。
⑤ 耐久性試驗(yàn)循環(huán)

⑥ 試驗(yàn)跟蹤
試驗(yàn)前后對(duì)試驗(yàn)零件的特性參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量得到的參數(shù):Fr(隨時(shí)間的變化);操縱機(jī)構(gòu)的位移(隨時(shí)間的變化);從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速(隨時(shí)間的變化)。
測(cè)量頻次:在開(kāi)始時(shí)的冷狀態(tài);在耐久性試驗(yàn)1小時(shí)后的熱狀態(tài);每隔10000次循環(huán);耐久性試驗(yàn)停止前(循環(huán)結(jié)束或出現(xiàn)異常時(shí))。
推斷得到的參數(shù):同步時(shí)間。
⑦ 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
完成規(guī)定循環(huán)次數(shù)后無(wú)故障(在冷態(tài)時(shí)允許偶爾的“喀啦”聲,熱態(tài)下“喀啦”聲持續(xù)則停機(jī)檢查);同步器錐環(huán)不得產(chǎn)生工作故障;同步時(shí)間的變化值不得超過(guò)10%。
倒檔掛檔耐久性試驗(yàn)
① 轉(zhuǎn)速
在同步器耐久臺(tái)架上,用電動(dòng)機(jī)以恒定的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)變速箱的輸入端,模擬車輛倒車時(shí)的工況。
② 從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
在變速箱的輸入端需要配置一個(gè)圓盤,用來(lái)模擬離合器的從動(dòng)盤。其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是整車上裝配離合器從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的1.2倍。
③ 換檔操縱機(jī)構(gòu)
換擋操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)保證能在兩個(gè)相鄰的檔位間自由換擋(N—R—N),并保證換擋力的大小可以調(diào)整。
在變速箱靜止?fàn)顟B(tài)下,換擋操縱機(jī)構(gòu)由空擋移動(dòng)到倒檔行程終點(diǎn)所需的時(shí)間不能超過(guò)0.1秒。
④ 基準(zhǔn)力的選擇
基準(zhǔn)力為同步時(shí)間Ts=1.2Tmin時(shí)的力,如下圖所示:

換擋力-同步時(shí)間 曲線示意圖
換擋力曲線由5%Fr線性升到95%Fr必須在0.2秒內(nèi)完成。
換擋后的殘余力:每次換擋后,允許仍然有30N±10N的力作用在變速箱的換擋搖臂軸總成的掛檔方向上,此殘余力的作用時(shí)間不得超過(guò)0.3±0.1秒。
⑤ 試驗(yàn)溫度
在整個(gè)同步器耐久試驗(yàn)的過(guò)程中,變速型的油溫應(yīng)控制在85±5℃。
⑥ 耐久性試驗(yàn)循環(huán)

換擋頻率:15次/分鐘
⑦ 試驗(yàn)跟蹤
試驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量得到的參數(shù):Fr(隨時(shí)間變化);操縱機(jī)構(gòu)的位移(隨時(shí)間變化);從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速(隨時(shí)間變化)。
測(cè)量頻次:在開(kāi)始時(shí)的冷狀態(tài);在耐久性試驗(yàn)1小時(shí)后的熱狀態(tài);每個(gè)8000次循環(huán);耐久性試驗(yàn)停止前(循環(huán)結(jié)束或者出現(xiàn)異常時(shí))。
推斷得到的參數(shù):同步時(shí)間。
⑧ 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
完成規(guī)定的循環(huán)次數(shù)后無(wú)故障(在冷態(tài)時(shí)允許偶爾的“咯啦”聲,熱態(tài)時(shí)“咯啦”聲持續(xù)則停機(jī)檢查);同步器錐環(huán)不得產(chǎn)生工作故障;同步時(shí)間的變化不得超過(guò)10%。
下線綜合性能試驗(yàn)臺(tái)
以上介紹的試驗(yàn)臺(tái)架雖然替代了將變速器安裝到實(shí)車中的麻煩,但試驗(yàn)仍然耗時(shí)較長(zhǎng),只能用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證和質(zhì)量抽檢。要對(duì)大批量工業(yè)化生產(chǎn)線的變速器進(jìn)行逐臺(tái)把關(guān)的通過(guò)式質(zhì)量門檢查,就需要更加高效的下線綜合試驗(yàn)臺(tái)架。
下線綜合試驗(yàn)臺(tái)架是將以上變速器動(dòng)力傳遞性能疲勞耐久性試驗(yàn)臺(tái)和變速器換檔性能疲勞耐久性試驗(yàn)臺(tái)合二為一,簡(jiǎn)化試驗(yàn)循環(huán),去掉了考核疲勞耐久性的功能,加強(qiáng)了自動(dòng)化,提高了工作效率,以適應(yīng)大批量生產(chǎn)的節(jié)拍。

來(lái)源:動(dòng)力總成技術(shù)在線