吳斌，郭鴻瑞（陜西漢德車(chē)橋有限公司，陜西 西安 710201）

驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率臺(tái)架試驗(yàn)方案研究

吳斌，郭鴻瑞
（陜西漢德車(chē)橋有限公司，陜西 西安 710201）

通過(guò)分析驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率的影響因素，合理規(guī)劃試驗(yàn)過(guò)程中的測(cè)試對(duì)象及過(guò)程方法。以一般驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)過(guò)程為基礎(chǔ)提出等扭矩法與等功率法。分別對(duì)兩種試驗(yàn)工況計(jì)算方法分析各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)?？筛鶕?jù)具體應(yīng)用需求選擇試驗(yàn)工況計(jì)算方法。

驅(qū)動(dòng)橋；傳動(dòng)效率；臺(tái)架試驗(yàn)

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.12.034

CLC NO.: U467.3Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2015)12-94-02

引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展、環(huán)保意識(shí)的持續(xù)提升、法規(guī)要求的更為嚴(yán)格，整車(chē)油耗的改善將決定一個(gè)汽車(chē)產(chǎn)品成敗。傳動(dòng)系統(tǒng)效率是衡量傳動(dòng)系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)之一，對(duì)整車(chē)性能及燃油經(jīng)濟(jì)性有非常重要的影響[1]，驅(qū)動(dòng)橋作為整車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的一部分，測(cè)試其傳動(dòng)效率指標(biāo)，并不斷改善其表現(xiàn)，也是更好的進(jìn)行動(dòng)力匹配使整車(chē)油耗下降的一部分。參考張有祿對(duì)機(jī)械式變速箱傳動(dòng)效率影響因素的研究[2]，與王熙等人對(duì)汽車(chē)變速器傳動(dòng)效率理論建模與實(shí)驗(yàn)測(cè)試[3]，王旺平等人對(duì)微型車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)效率建模與試驗(yàn)驗(yàn)證[4]的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，希望在試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中更合理的識(shí)別出各影響因素的貢獻(xiàn)度。

1、試驗(yàn)方案

如要準(zhǔn)確測(cè)量得到驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)效率就需要得到驅(qū)動(dòng)橋輸入扭矩、左右輪邊輸出扭矩M1、Mr。考慮齒輪嚙合的沖擊及扭矩測(cè)量精度、分辨力、采樣率等的影響，效率計(jì)算過(guò)程采用一段時(shí)間的均值進(jìn)行計(jì)算。

已知驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率的影響因素主要包括，齒輪嚙合、軸承摩擦、油封摩擦、攪油損失等。在不同的轉(zhuǎn)速、載荷、溫度下都會(huì)影響摩擦磨損的大小而改變機(jī)械效率。那么在試驗(yàn)過(guò)程中將潤(rùn)滑油溫控制在一個(gè)相對(duì)合理的范圍內(nèi)，并設(shè)計(jì)不同扭矩轉(zhuǎn)速工況進(jìn)行測(cè)試才能得到一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率的完整表現(xiàn)。

2、工況計(jì)算方法

在驅(qū)動(dòng)橋測(cè)試中扭矩工況一般使用以發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與地面附著力兩種方法計(jì)算，取其較小值進(jìn)行測(cè)試。一款驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)定型完成后可能在不同配置的車(chē)型上應(yīng)用，有時(shí)也會(huì)以驅(qū)動(dòng)橋額定輸出扭矩進(jìn)行性能及可靠性測(cè)試。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了兩種測(cè)試工況計(jì)算方法。

等扭矩法：即在不同車(chē)速下按驅(qū)動(dòng)橋額定輸出扭矩比例換算的輸入扭矩工況進(jìn)行測(cè)試的方法。一款重載商用車(chē)驅(qū)動(dòng)橋額定輸出扭矩為 40000Nm，速比 4.111，則可將其測(cè)試工況策劃為表1所示。

表1　等扭矩法傳動(dòng)效率測(cè)試工況

需要注意的是，表 1中標(biāo)紅的部分輸入功率以超過(guò)330kw，在實(shí)際車(chē)輛行駛過(guò)程中無(wú)法出現(xiàn)，并且在大功率下的機(jī)械損失大部分都轉(zhuǎn)化為熱，驅(qū)動(dòng)橋潤(rùn)滑油溫度將難以保證其控制精度。

圖1　變速箱各檔位下輸出扭矩-轉(zhuǎn)速圖

等功率法：即在不同車(chē)速下按發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出功率比例換算的輸入扭矩工況進(jìn)行測(cè)試的方法。考慮發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的情況，以某型336匹馬力柴油機(jī)外特性曲線與某型12檔變速箱速比計(jì)算的變速箱輸出扭矩-轉(zhuǎn)速關(guān)系如圖1所示。變速箱輸出扭矩即驅(qū)動(dòng)橋輸入扭矩均接近于以發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出功率計(jì)算的測(cè)試扭矩，測(cè)試時(shí)在每個(gè)轉(zhuǎn)速下以功率計(jì)算扭矩的不同比例進(jìn)行測(cè)試即為等功率工況。

一款重載商用車(chē)驅(qū)動(dòng)橋額定輸出扭矩為40000Nm，速比4.111，則可將其測(cè)試工況策劃為表2所示。

表2　等功率法傳動(dòng)效率測(cè)試工況

考慮地面附著力時(shí)該橋的最大輸入扭矩Mg為：

在進(jìn)行低速效率測(cè)試時(shí)驅(qū)動(dòng)橋輸入扭矩不應(yīng)超過(guò)按地面附著力計(jì)算的最大輸入扭矩。

3、結(jié)論

在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率試驗(yàn)時(shí)需要合理規(guī)劃樣品的輸入轉(zhuǎn)速-扭矩工況。使用等扭矩法進(jìn)行測(cè)試因?yàn)榕ぞ丶摧d荷一致，更容易分析齒輪嚙合、軸承摩擦、油封摩擦、攪油損失等環(huán)節(jié)的變化規(guī)律。使用等功率法進(jìn)行測(cè)試更貼近實(shí)際車(chē)輛行駛中的負(fù)荷，并能將工況與車(chē)輛油門(mén)踏板的力度進(jìn)行關(guān)聯(lián)，便于整車(chē)進(jìn)行系統(tǒng)分析。

[1] Harald Naunheimer, Bernd Berstsche, Joachim Ryborz, etal.Auto -motive Transmissions Fundamentals, Selection, Design and Application[M].New York: Springer Science, 2011.

[2] 張有祿.關(guān)于機(jī)械式變速箱傳動(dòng)效率影響因素的討論[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2008(05):185-186.

[3] 王熙,秦大同,胡明輝等.汽車(chē)變速器傳動(dòng)效率理論建模與實(shí)驗(yàn)測(cè)試[J].機(jī)械傳動(dòng),2010(08):21-24.

[4] 王旺平,莫易敏,田蜜,胡志剛等.微型車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)效率建模與試驗(yàn)驗(yàn)證[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2012(10):137-141.

Research for transmission efficiency bench test processing of Driving Axle

Wu Bin, Guo Hongrui
（Shaanxi Hande Axle Co., Ltd., Shaanxi Xi`an 710201）

By analyzing the influence factor of the driving axle transmission efficiency, the test object and the process method of the reasonable planning test are analyzed. To drive the bench test process is proposed based on torque method and power method etc.. The points for attention in the two experimental conditions are analyzed respectively. According to the specific requirements of the application of selecting test processing.

Driving axle; transmission efficiency; bench test

U467.3

A

1671-7988（2015）12-94-02

吳斌，就職于陜西漢德車(chē)橋有限公司。