方志勤，朱丹丹，任翔，崔剛

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

傳動(dòng)效率是變速箱總成的重要技術(shù)指標(biāo)之一，它體現(xiàn)了變速箱的技術(shù)先進(jìn)性，對(duì)整車油耗有重要的影響。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外變速箱行業(yè)，各主機(jī)廠及零部件企業(yè)無(wú)不在提升變速箱傳動(dòng)效率的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行著積極的深耕和探索，如多檔化、輕量化技術(shù)、電子油泵、電機(jī)驅(qū)動(dòng)換檔、低泄漏液壓系統(tǒng)、低粘度潤(rùn)滑油、高效冷卻潤(rùn)滑、溫度補(bǔ)償軸承、低滾阻油封、降低齒輪嚙合損失、精細(xì)化換檔策略等等。因此，本文以某6速濕式雙離合變速器的傳動(dòng)效率作為研究對(duì)象，通過(guò)理論及試驗(yàn)相結(jié)合，分析研究影響變速器傳動(dòng)效率的主要損失及其占比，并分析理論與試驗(yàn)差異的原因，為進(jìn)行變速器傳動(dòng)效率優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。

1 影響雙離合自動(dòng)變速器傳動(dòng)效率的主要損失

變速器傳動(dòng)效率不是簡(jiǎn)單的一個(gè)數(shù)值，相關(guān)載荷損失、寄生損失和打滑損失是影響傳動(dòng)效率的主要損失類型。其中①相關(guān)載荷損失包括齒輪嚙合點(diǎn)的摩擦損失和載荷有關(guān)的軸承摩擦損失；②寄生損失與施加的轉(zhuǎn)矩?zé)o關(guān)，而是代表變速器內(nèi)部的阻力矩。它包括：齒輪和軸的攪油損失、當(dāng)齒輪進(jìn)入嚙合點(diǎn)時(shí)的擠油損失、雙離合器在扭矩傳遞的過(guò)程中發(fā)生的功率損失、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的同步器損失和油泵損失等；③打滑損失指變速器元件在摩擦傳遞動(dòng)力轉(zhuǎn)速未達(dá)到同步過(guò)程中的摩擦損失。

2 理論計(jì)算

分別參考兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算：GB/Z 22559.1《齒輪 熱功率 第1部分：油池溫度在 95℃時(shí)齒輪裝置的熱平衡計(jì)算》；GB/Z 22559.2《齒輪熱功率第2部分：熱承載能力計(jì)算》。其中GB/Z 22559.1是計(jì)算工作溫度 95℃下變速箱的熱平衡狀態(tài)；GB/Z 22559.2是通過(guò)迭代計(jì)算某一穩(wěn)態(tài)工況下潤(rùn)滑油溫度。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都可以用來(lái)計(jì)算變速箱效率，本報(bào)告中計(jì)算的是100℃下變速箱的效率，接近95℃，故兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均可用，但考慮到溫度的變化性，優(yōu)先采用GB/Z 22559.2計(jì)算結(jié)果。圖1和圖2所示為分別采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在100℃_1檔_3000rpm工況的計(jì)算結(jié)果。

圖1 基于GBZ 22559.1-2008標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的各種損失占比

從理論計(jì)算結(jié)果可以得出，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算結(jié)果有一定差別，主要是齒輪嚙合損失計(jì)算的方法不同，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在計(jì)算公式中的齒面摩擦系數(shù)的計(jì)算方法不同導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的差別。GB/Z22559-1的油泵損失占比最大，GB/Z22559-2的齒輪嚙合功率損失占比最大，針對(duì)油泵和離合器的功率損失，需要零部件的專項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果做支撐，從理論計(jì)算上不能準(zhǔn)確計(jì)算離合器的功率損失，離合器的功率損失包含了離合器攪油功率損失、冷卻潤(rùn)滑功率損失、滑摩功率損失等，需要通過(guò)專項(xiàng)試驗(yàn)測(cè)量，本次計(jì)算中離合器功率損失是離合器單體試驗(yàn)的拖曳扭矩?fù)p失。

3 試驗(yàn)分析

通過(guò)對(duì)改制后的某6速濕式雙離合變速器樣機(jī)進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，分別測(cè)出齒軸傳動(dòng)損失、離合器損失、油泵損失以及攪油損失等值，并計(jì)算得出各項(xiàng)損失的占比。

圖3 試驗(yàn)過(guò)程照片

圖4 100℃_1檔_3000rpm各種損失占比（臺(tái)架試驗(yàn)）

圖5 100℃_6檔_3000rpm各種損失占比

在 100℃_1檔_3000rpm工況下油泵的損失之和占比最大，達(dá)到54.85%，其次是離合器的功率損失之和為28.55%。100℃_6檔_3000rpm工況下油泵損失占比仍最大為37.27%，其次是齒軸損失為34.48%，這是由于6檔速比小，同一輸入轉(zhuǎn)速下較1檔工況主減齒輪的轉(zhuǎn)速要高很多，另軸承的功率損失與轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系，故6檔齒軸損失較1檔高，其中因齒輪、軸承的機(jī)械損失無(wú)法分離測(cè)量，故把兩者統(tǒng)稱為齒軸損失。

4 理論計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

通過(guò)對(duì)比可以得出理論計(jì)算與試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果中均是油泵損失占比最高，由于理論計(jì)算中油泵損失的結(jié)果是以油泵單體試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算的，而試驗(yàn)過(guò)程中，油泵損失還受其他諸多因素影響，故兩者會(huì)有差異。因理論計(jì)算中無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算離合器的損失，故離合器的損失以試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。另齒輪與軸承損失與檔位有很大關(guān)系，隨著檔位升高，齒軸損失占比增大，齒軸損失理論計(jì)算結(jié)果在檔位方面表現(xiàn)不明顯。

5 總結(jié)

通過(guò)理論與試驗(yàn)結(jié)果得出油泵損失、離合器損失和齒軸損失是影響傳動(dòng)效率損失的最主要因素。傳動(dòng)效率提升方案：

表1

通過(guò)對(duì)變速器損失進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要損失源為油泵，約占總損失的50%，同時(shí)從難度和提升效果上，對(duì)油泵方案進(jìn)行優(yōu)化為提升傳動(dòng)效率的主要方向，如將定量泵改為變量泵、采用小機(jī)械油泵加上電子油泵方案等。