張瑞平

摘 要：選擇某型號乘用車用減速器，針對其影響因素，進(jìn)行傳動(dòng)效率臺(tái)架試驗(yàn)，通過極差分析和方差分析研究了各影響因素及交互作用對傳動(dòng)效率的顯著性，兩種分析方法得到一致結(jié)果，并且分析得到最優(yōu)使用工況。

關(guān)鍵詞：乘用車用減速器；交互正交試驗(yàn)；極差分析；方差分析

1 純電動(dòng)乘用車用減速器現(xiàn)狀及傳動(dòng)效率的意義

隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，人們對汽車的節(jié)能環(huán)保、安全可靠性的要求越來越高，無論是燃油汽車還是電動(dòng)汽車，在著力研究動(dòng)力系統(tǒng)的同時(shí)，其重要的傳動(dòng)部件之一減速器的傳動(dòng)效率，也影響著整臺(tái)車的性能，不容忽視。傳統(tǒng)燃油汽車所搭載的有MT、DCT、CVT等，而新能源汽車通常只需要搭載簡單的減速器即可。本次臺(tái)架試驗(yàn)，選用某型號減速器，來分析它的傳動(dòng)效率的因素。

2 交互正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

考慮到減速器傳動(dòng)性能影響因素的多樣性，選用交互正交試驗(yàn)既可以分析每個(gè)因素的單獨(dú)作用，也可以兼顧各因素間的交互作用。此次試驗(yàn)選用某型號減速器，采用交互正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，考察了轉(zhuǎn)速、扭矩、溫度等因素及其耦合作用對減速器傳動(dòng)效率的影響。

2.1 因素和水平

設(shè)定轉(zhuǎn)速A、扭矩B、溫度C三個(gè)因素進(jìn)行研究，因素水平如表1所示。

2.2 試驗(yàn)方案

為了考察上述因素及其交互作用對減速器傳動(dòng)性能的影響程度，采用交互正交表L27（313），試驗(yàn)方案表頭如表2所示，表中的空白列用來分析誤差。

傳動(dòng)效率作為傳動(dòng)性能評價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

3 結(jié)果分析：極差分析、方差分析

3.1 極差分析又叫直觀分析，可以通過極差Rg的大小確定因素的主次順序，極差Rg越大，說明該因子的水平變化對試驗(yàn)結(jié)果影響越大。各因素及交互作用的極差分析結(jié)果如表4所示。

合并同項(xiàng)列后可以看出，因素C的極差值最大，為4.75，表明扭矩對減速器傳動(dòng)效率的影響程度最大，因素A和因素B的交互作用即溫度和轉(zhuǎn)速的交互作用極差值最小，為0.12。從大到小的影響因素順序?yàn)镃>B>A>B×C>A×C>A×B。

3.2 方差的基本思想是把總變異按來源進(jìn)行分解，將總偏差平方和分解為因素的偏差平方和與誤差平方和，我們可以計(jì)算出處理效應(yīng)的均方，并利用F檢驗(yàn)，來發(fā)現(xiàn)各種變異來源在總變異中所占的比重。方差分析能夠彌補(bǔ)極差分析的不足，可以對影響因素進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，確定每個(gè)因素對試驗(yàn)指標(biāo)的影響是否顯著及顯著性的大小，給出誤差大小的估計(jì)。

各因素及其交互作用方差分析結(jié)果如表5所示。

由表5可得分析結(jié)果：依據(jù)F值的大小，確定因素及其交互作用的主次順序?yàn)镃>B>A>B×C>A×C>A×B，此分析結(jié)果與極差分析結(jié)果一致。其中C、B、A影響極顯著，B×C交互也達(dá)到影響極顯著，A×C交互影響顯著，A×B交互無影響。

因?yàn)锽×C交互和A×C交互都有影響，作B×C，A×C的搭配效應(yīng)計(jì)算可得，對某減速器所選的試驗(yàn)點(diǎn)而言，最佳使用參數(shù)匹配：A3B3C3，即溫度100℃，轉(zhuǎn)速5400r/min，扭矩150N.m，匹配得到的傳動(dòng)效率值為95.93%。

4 結(jié)語

本文針對多因素多水平特點(diǎn)的乘用車用減速器傳動(dòng)效率進(jìn)行了試驗(yàn)研究，運(yùn)用交互正交試驗(yàn)方法，不僅彌補(bǔ)了單因素輪換法試驗(yàn)次數(shù)繁多、工作量大的不足，而且可以得到最佳使用條件。交互正交試驗(yàn)與分析結(jié)果表明：

①對減速器傳動(dòng)效率影響顯著性的排序?yàn)榕ぞ?、轉(zhuǎn)速、溫度；

②扭矩和轉(zhuǎn)速交互作用非常顯著，所以在減速器設(shè)計(jì)和應(yīng)用時(shí)，應(yīng)充分考慮扭矩和轉(zhuǎn)速之間的交互作用；

③通過交互正交分析得到最優(yōu)參數(shù)組合：溫度100℃，轉(zhuǎn)速5400r/min，扭矩150N.m，在該工況下，減速器的傳動(dòng)效率最優(yōu)。

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