王中龍，撖帥

(陜西法士特汽車傳動工程研究院，陜西西安 710119)

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變速器水冷系統(tǒng)對變速器換擋性能的影響研究

王中龍，撖帥

(陜西法士特汽車傳動工程研究院，陜西西安 710119)

針對車輛低溫啟動后，在較長一段時間內(nèi)高擋換低擋換擋時間長的問題，通過試驗驗證，找出該工況下?lián)Q擋困難的直接原因，并通過增加變速器水冷系統(tǒng)大幅度縮短了車輛在低溫啟動后高擋向低擋轉(zhuǎn)換的時間。

變速器；水冷系統(tǒng)；低溫啟動；換擋困難

0 引言

2016年2月份，有客戶反映某公司某型號變速器從高擋向低擋轉(zhuǎn)換時換擋時間長。

為盡快查清故障原因，作者第一時間趕赴故障車輛現(xiàn)場(環(huán)境溫度0～3 ℃，油液起始溫度1 ℃，車輛空載)。經(jīng)過對車輛進行實際操作，在車輛啟動熱車3 min后再行駛，行駛過程中高擋向低擋轉(zhuǎn)換時間約10 s，且車速不宜過快。行駛14 min后油溫達(dá)到25 ℃，高擋向低擋轉(zhuǎn)換掛擋時間T進入到正常狀態(tài)(Tmax=2 s)。且在行駛過程中，隨著油溫的升高，高擋換低擋的時間逐漸縮短。繼續(xù)行駛6 min后油溫達(dá)到30 ℃，高擋向低擋轉(zhuǎn)換掛擋時間T進一步縮短(T<1 s)。

1 初步分析并制定方案

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以確認(rèn)油溫W直接影響換擋時間T。如果要縮短掛擋時間T,就必須快速將油溫W升高。原變速器工作油液潤滑系統(tǒng)如圖1(a)所示，油泵1.1泵油經(jīng)過油道1.4，到潤滑油道1.3，最終回油至變速器1。

車上的熱源就是發(fā)動機，可考慮從圖1(b)所示的發(fā)動機2的水冷系統(tǒng)引出熱水加熱變速器的油溫。該變速器本身帶有潤滑油泵1.1，且變速器殼體預(yù)留有進油口和出油口。根據(jù)以上兩點，可以考慮使用散熱器3，用發(fā)動機的循環(huán)水路盡快提升油溫。只需要增加油道1.5、油道1.6及水道2.5、水道2.6。原理如圖1(c)所示：圖1(a)中的內(nèi)部油道1.4被圖1(c)的外部油道1.5取代，使油路經(jīng)過散熱器3；同樣水路也經(jīng)過散熱器3，散熱器3其特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使油和水隔離，同時又使兩者之間的熱量快速交換。

圖1 原變速器潤滑系統(tǒng)、發(fā)動機水冷卻散熱系統(tǒng)和改進后變速器水冷系統(tǒng)

2 方案實施并進行試驗驗證

為了證明方案的有效性，進行了以下試驗：

試驗分為兩種工作條件：

(1)不加水冷系統(tǒng)進行跑車試驗；

(2)增加水冷系統(tǒng)進行跑車試驗。為了保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，兩種狀態(tài)的外界因素必須盡量保持一致。

試驗環(huán)境溫度：1～4 ℃；

車輛載重：空載(空車25 t)；拖掛22 t(+空車25 t)；

其他要求：同一駕駛?cè)藛T，同一場地。

試驗方案：

(1)不加水冷系統(tǒng)進行跑車試驗。在變速器底部增加油溫傳感器測試油溫，可以得出跑車過程中的油溫對行駛時間的W-t曲線(見圖2)。

(2)參考圖3安裝水冷系統(tǒng)進行跑車試驗。

(3)從發(fā)動機水冷卻系統(tǒng)的出水水道和進水水道分別用三通接頭引出水道，兩條水道分別接散熱器的兩個水口。水溫傳感器接在散熱器的出水口。

(4)從變速器的出油口和回油口通過軟管分別連接散熱器的兩個油口。油溫傳感器安裝在變速器底部的放油口。

(5)空載狀態(tài)下采集安裝水冷系統(tǒng)后跑車過程中的油溫對行駛時間的W-t曲線(見圖2)。

(6)增加拖掛狀態(tài)下采集安裝水冷系統(tǒng)后跑車過程中的油溫對行駛時間的W-t曲線(見圖2)。

(7)比較3種狀態(tài)曲線，可以分析增加水冷系統(tǒng)在車輛低溫啟動后的不同工況對換擋性能的影響。

圖2 3種工況下的溫度-時間曲線

圖3 變速器安裝圖

為了便于分析，截取其中一段數(shù)據(jù)進行比較。

從試驗結(jié)果可以看出：

(1)有散熱器時的油溫上升速度明顯快于無散熱器時的油溫上升速度；

(2)在安裝散熱器的前提下，車輛增加負(fù)重(拖掛22 t)后運行的油溫上升速度更快。

(3)此外，經(jīng)過試驗，車輛原地怠速條件下，溫升速度很慢。

油溫從16 ℃上升到29 ℃，上升時間如表1所示。

表1 3種工況下油溫從16 ℃到29 ℃上升時間對比

從圖4可以看出：有負(fù)載(拖掛)工況下，水溫與油溫的差值ΔW增加較快(實際情況中，水溫增加較快)，當(dāng)水溫達(dá)到80 ℃時，ΔWmax=48.4 ℃。之后水溫與油溫差值增加減慢，因為此時發(fā)動機水散熱系統(tǒng)節(jié)溫器打開致使水溫上升減慢，之后兩種狀態(tài)的溫差逐漸接近。

圖4 車輛載重對水溫油溫差值的影響曲線

這也是初始階段，有散熱器負(fù)載油溫上升速度快于空載油溫上升速度的原因。

從表1可以看出：空載條件下增加散熱器可以縮短時間到62.9%，增加拖掛負(fù)載后，可以縮短時間到35.7%(該數(shù)據(jù)受負(fù)載大小影響)。因此在低溫環(huán)境下，增加水冷系統(tǒng)有助于在車輛啟動熱車階段快速升高變速器的油溫，使高擋向低擋切換能夠快速進入正常工作的狀態(tài)。

3 總結(jié)

通過對車輛低溫啟動后變速器工況進行分析、驗證、試驗，證實了增加水冷系統(tǒng)能夠改善車輛冷啟動的換擋性能；提出的解決方法為公司產(chǎn)品在更嚴(yán)峻工況下工作奠定了基礎(chǔ)，帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

【1】邱輝鵬,李惠軍,肖殿東.一種新型變速器冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J].汽車零部件，2011(3):61-62.

QIU H P,LI H J,XIAO D D.Design and Development of a New Type of Transmission Cooling System[J].Automobile Parts,2011(3):61-62.

尖端德國科技打造卓越駕乘體驗德國馬牌輪胎正式發(fā)布亞太區(qū)全新第六代產(chǎn)品

全球領(lǐng)先的輪胎制造商德國馬牌輪胎宣布，旗下專為亞太地區(qū)量身打造的兩款全新第六代產(chǎn)品——UltraContact UC6和ComfortContact CC6正式上市。全新第六代產(chǎn)品的發(fā)布充分彰顯了德國馬牌輪胎以持續(xù)創(chuàng)新推動技術(shù)變革的決心，并始終致力于提升亞太區(qū)消費者的駕乘體驗。

德國馬牌輪胎以超過100個研發(fā)人員及30 000 h的研發(fā)投入，成功開發(fā)出第六代產(chǎn)品，并以超過百萬公里的全路況實車測試和39 000 h的室內(nèi)測試，為消費者打造全面均衡、安全性能優(yōu)異的產(chǎn)品，力求彰顯德國馬牌輪胎品牌的卓越品質(zhì)。UltraContact UC6和ComfortContact CC6兩款新品均是德國馬牌輪胎基于亞太地區(qū)的需求及駕駛習(xí)慣而量身打造。

UltraContact UC6產(chǎn)品亮點：

完美均衡的性能表現(xiàn)，打造卓越駕乘體驗。以尖端德國科技和創(chuàng)新胎面花紋設(shè)計，UltraContact UC6提供更為卓越的駕乘體驗以及更為完美均衡的性能表現(xiàn)。

優(yōu)異的干濕路面性能。為了增強濕路面安全性，德國馬牌輪胎的工程師重新設(shè)計了胎面花紋，新增高速導(dǎo)流槽能夠有效增加輪胎的濕地抓地力，減少水滑效應(yīng)。此外，UltraContact UC6還采用了鉆石切割花紋技術(shù)，能夠防止輪胎花紋塊在短距離剎車時發(fā)生卷邊效應(yīng)，使輪胎接地面的壓力分布均勻，增大有效接地面積。在濕路面條件下剎車時，鉆石切割的花紋塊邊緣能刮掉水膜，增加和路面的接觸面積，以確保在干濕路面條件下均能有效地縮短剎車距離。

鉆石級混合橡膠配方提升抓地力及行駛里程。鉆石級混合橡膠配方采用兩種特殊定制橡膠：短鏈抓地橡膠增強剎車和操控性，長鏈耐磨橡膠提高輪胎里程。二者的結(jié)合可在保證卓越的剎車和轉(zhuǎn)向性能的同時，提供更優(yōu)越的里程表現(xiàn)。

超低噪聲水平。UltraContact UC6采用新一代3D主動降噪系統(tǒng)2.0，能夠打破輪胎溝槽中的噪聲，從而進一步降低噪聲。

多種輪胎規(guī)格。提供直徑15～19英寸不等的輪胎規(guī)格，適配車型廣泛。

ComfortContact CC6產(chǎn)品亮點：

舒適駕乘。對于追求舒適駕乘的消費者來說，ComfortContact CC6是最優(yōu)之選。

超低噪聲?；凇昂ツ坊羝澒舱衿鳌钡脑?，ComfortContact CC6的胎肩部位配有消音艙，聲波通過進出消音艙，可以消除令人生厭的噪聲頻率。此外，ComfortContact CC6配方中含有特殊聚合物，能更好地適應(yīng)路面，填充路面凹凸不平的部分，減少振動，從而降低了輪胎噪聲。

路面適應(yīng)配方吸收震動。路面適應(yīng)配方還能起到減震作用，提高滾動舒適性。

更優(yōu)越的里程表現(xiàn)。配方中的聚合物在硫化時能夠生成更堅固耐用的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提升輪胎的里程表現(xiàn)。

多種輪胎規(guī)格選擇。提供直徑14～18英寸不等的規(guī)格。

德國馬牌輪胎持續(xù)致力于市場創(chuàng)新和開拓，并對其在亞太地區(qū)的強勁發(fā)展勢頭充滿信心。作為全球領(lǐng)先的輪胎制造商，德國馬牌輪胎未來將進一步豐富旗下產(chǎn)品組合，擴大亞太地區(qū)市場份額，為消費者及相關(guān)合作伙伴創(chuàng)造更多價值。

(來源：徳國馬牌輪胎)

Study on the Influence of Transmission Water Cooling System on Transmission Performance

WANG Zhonglong, HAN Shuai

(Shaanxi Fast Automobile Transmission Engineering Research Institute，Xi’an Shaanxi 710119,China)

Aiming at the problem that when the vehicle was in low temperature, the shift time is long after a long period of time, the direct cause was found out by experiment. By increasing the transmission water cooling system,the conversion time from high-gear to low-gear in low temperature after start was reduced greatly.

Transmission;Water cooling system;Low temperature start;Shift difficult

2016-07-20

王中龍(1983—)，男，碩士，工程師，主要從事變速器設(shè)計工作。E-mail:longzhongwang@163.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2016.10.020

U463.212

B

1674-1986(2016)10-080-03