梁程　覃全浩　黃勝

摘 要：本文通過(guò)收集在不同變速箱油溫梯度下CVT變速箱的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，得出變速箱油溫對(duì)CVT變速箱液壓系統(tǒng)壓力和速比等的具體影響，從而為CVT變速箱制造時(shí)的總成測(cè)試下不同油溫的測(cè)試表現(xiàn)分析提供參考。

關(guān)鍵詞：總成測(cè)試 測(cè)試油溫 液壓系統(tǒng)壓力 速比

Research on the Influence of Oil Temperature on the Test Characteristics of CVT Assembly

Liang Cheng，Qin Quanhao，Huang Sheng

Abstract：This paper analyzes and compares the test data of CVT gearboxes under different gearbox oil temperature gradients， and obtains the specific influence of gearbox oil temperature on the pressure and speed ratio of the CVT gearbox hydraulic system， thus providing? reference for the CVT gearbox with the test performance analysis of different oil temperatures under the assembly test during manufacturing.

Key words：assembly test， test oil temperature， hydraulic system pressure， speed ratio

1 引言

變速箱作為汽車(chē)中動(dòng)力輸出的傳遞和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其制造質(zhì)量直接關(guān)聯(lián)汽車(chē)使用過(guò)程中的安全和性能，而CVT變速箱作為一款安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)油的無(wú)級(jí)變速箱，目前廣泛地應(yīng)用在各大汽車(chē)品牌車(chē)型中，據(jù)中機(jī)中心的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在2020年前8個(gè)月的國(guó)內(nèi)乘用車(chē)銷(xiāo)售中CVT的占有率已達(dá)到自動(dòng)變速箱總額24.2%。為保證CVT生產(chǎn)質(zhì)量，在制造過(guò)程中，CVT的總成測(cè)試至關(guān)重要，但是在不同的變速箱油油溫下，測(cè)試數(shù)據(jù)存在一定的差異，為了合理地設(shè)定合格判定值，通過(guò)分析不同測(cè)試油溫下測(cè)試數(shù)據(jù)的表現(xiàn)，可為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的合理設(shè)定提供參考。

2 CVT總成測(cè)試與CVT總成測(cè)試臺(tái)架介紹

2.1 CVT總成測(cè)試定義

CVT總成測(cè)試是對(duì)模擬汽車(chē)行駛工況對(duì)CVT裝配質(zhì)量進(jìn)行綜合檢測(cè)的技術(shù)，主要包括無(wú)負(fù)載測(cè)試和負(fù)載測(cè)試兩部分。

無(wú)負(fù)載測(cè)試是在CVT輸出軸未承受任何載荷的下測(cè)試。利用外界動(dòng)力拖動(dòng)CVT的液力變矩器旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)CVT內(nèi)部的油泵進(jìn)行工作建立油壓，由換擋機(jī)構(gòu)控制CVT擋位，電控系統(tǒng)控制CVT閥塊電磁閥電流，從而滿(mǎn)足測(cè)試過(guò)程中不同測(cè)試工況的需求，并且通過(guò)總成測(cè)試臺(tái)架中安裝的各種傳感器采集信號(hào)，結(jié)合計(jì)算機(jī)接收到CVT內(nèi)置傳感器反饋的信號(hào)，經(jīng)測(cè)試軟件處理后同設(shè)定的判定值進(jìn)行比對(duì)和判定。無(wú)負(fù)載測(cè)試主要的測(cè)試項(xiàng)目：換擋測(cè)試、油泵測(cè)試、電磁閥特性測(cè)試、泄露測(cè)試等。

負(fù)載測(cè)試與無(wú)負(fù)載測(cè)試的主要區(qū)別在于輸出軸與總成測(cè)試臺(tái)架上的負(fù)載電機(jī)連接，根據(jù)測(cè)試工況需求，負(fù)載電機(jī)可對(duì)輸出軸提供負(fù)載扭矩，從而模擬汽車(chē)在行駛過(guò)程中CVT受到的反作用扭矩。負(fù)載測(cè)試主要的測(cè)試項(xiàng)目：D擋變速測(cè)試、R擋加載測(cè)試、P擋駐車(chē)測(cè)試。

2.2 CVT總成測(cè)試臺(tái)架

CVT總成測(cè)試臺(tái)架一般安裝在產(chǎn)線下線前，一般包括四大系統(tǒng)：機(jī)械系統(tǒng)、油循環(huán)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)主要包括定位、舉升、夾緊和封堵等機(jī)構(gòu);油循環(huán)系統(tǒng)主要包括油站、抽注油機(jī)構(gòu)、濾清器、加熱系統(tǒng)等;控制系統(tǒng)主要是通過(guò)個(gè)電路控制模塊組成的電控系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集并處理機(jī)械機(jī)構(gòu)上的傳感器信號(hào)和CVT內(nèi)置傳感器反饋信號(hào)并生成可視化的圖像和數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試判定。

3 CVT工作原理的和測(cè)試工況的介紹

3.1 CVT機(jī)構(gòu)構(gòu)造和工作原理介紹

CVT的傳動(dòng)路徑為：發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力經(jīng)飛輪→離合器→主動(dòng)錐輪→鋼帶→從動(dòng)錐輪→減速器→差速器→車(chē)輪。該變速傳動(dòng)系統(tǒng)中的主、從動(dòng)錐輪是由固定部分和可動(dòng)部分組成，工作輪的固定部分和可動(dòng)部分之間形成V形槽，金屬帶在槽內(nèi)與工裝輪相嚙合。當(dāng)工作輪的可動(dòng)部分在油壓的作用下做軸向移動(dòng)時(shí)，即可改變鋼帶與主、從動(dòng)錐輪的工作半徑，從而改變鋼帶的傳動(dòng)比。

作為CVT中用于精確控制動(dòng)力輸出的液壓系統(tǒng)，其組成主要包括TCU，閥塊，主、從動(dòng)錐輪壓力傳感器，主從動(dòng)錐輪轉(zhuǎn)速傳感器和溢流閥、泄壓閥等。在汽車(chē)行駛過(guò)程中，TCU通過(guò)收集油門(mén)信號(hào)、車(chē)輛反饋回來(lái)的反作用扭矩、主從動(dòng)錐輪壓力信號(hào)和主從動(dòng)轉(zhuǎn)速信號(hào)燈來(lái)控制閥塊的電磁閥實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出的自動(dòng)調(diào)控。

3.2 CVT測(cè)試工況介紹

為保證測(cè)試結(jié)果的有效性，選用經(jīng)試驗(yàn)中心檢驗(yàn)合格的某款CVT工件作為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)件。主要設(shè)定測(cè)試工況如下：

（1）油泵測(cè)試-在額定輸入轉(zhuǎn)速下打開(kāi)液壓系統(tǒng)電磁閥，監(jiān)控液壓系統(tǒng)油壓最大值;

（2）電磁閥特性測(cè)試-在額定輸入轉(zhuǎn)速下依次逐漸打開(kāi)主動(dòng)錐輪、從動(dòng)錐輪輪、DNR油道的電磁閥，監(jiān)控液壓油壓變化曲線;

（3）D擋速比測(cè)試-在額定輸入轉(zhuǎn)速下，掛入D擋，同時(shí)逐漸變化液力變矩器電磁閥電流，直至液力變矩器完全鎖死，并施加輸出負(fù)載扭矩，監(jiān)控速比變化曲線;

（4）R擋加載測(cè)試-在額定輸入轉(zhuǎn)速下，掛入R擋，驅(qū)動(dòng)扭矩上升至額定值，監(jiān)控渦輪轉(zhuǎn)速曲線和R擋速比。

在設(shè)定測(cè)試工況并選定測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)件后，通過(guò)控制測(cè)試油溫，獲得所需測(cè)試數(shù)據(jù)。

4 各測(cè)試溫度下測(cè)試數(shù)據(jù)收集與分析

在測(cè)試過(guò)程中取不同溫度點(diǎn)收集到的測(cè)試數(shù)據(jù)如表1：

4.1 測(cè)試過(guò)程中不同油溫下液壓系統(tǒng)與各油道壓力

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，壓力越高，受測(cè)試溫度影響越明顯。液壓系統(tǒng)和從動(dòng)錐輪油道由于最大壓力較高在60bar以上，受溫度變化的影響較劇烈。而主動(dòng)錐輪油道最大壓力為35bar左右，仍能看到壓力隨溫度升高變小的趨勢(shì) 。D擋和R擋油道最大壓力在18bar左右，50℃的油溫差距在0.5bar左右，變化弱于不同工件本身的差異性。而液壓變矩器油道作為二級(jí)油道，且最大壓力只有8bar左右，其鎖止壓力幾乎不受測(cè)試油溫影響。

4.2 測(cè)試過(guò)程中不同油溫下D擋和R擋速比

測(cè)試結(jié)果表明，不同的變速箱油溫對(duì)D擋的最高、最低速比和R擋速比沒(méi)有影響。這也如變速箱的控制原理一致：理論上只要主動(dòng)錐輪和從動(dòng)錐輪油道的壓力能滿(mǎn)足在CVT速比變化過(guò)程中鋼帶能受到足夠大的夾緊力，即可保證CVT輸出的轉(zhuǎn)速和扭矩不受影響。

5 結(jié)語(yǔ)

從數(shù)據(jù)分析結(jié)果可得，隨著壓力的增大，油溫的大小與油壓的關(guān)聯(lián)性會(huì)更明顯。而對(duì)于CVT而言，液壓系統(tǒng)壓力和從動(dòng)油道壓力由于工作壓力較大，其油壓大小受油溫的影響較大，而其他包括主動(dòng)錐輪油道、DNR油道、液力變矩器油道的工作壓力受油溫影響較微弱，而D擋和R擋速比與油溫?zé)o關(guān)。根據(jù)以上分析結(jié)果，在CVT制造過(guò)程中，并無(wú)必要模擬CVT工作油溫進(jìn)行CVT總成測(cè)試，可通過(guò)分析油溫與壓力的線性關(guān)系，合理制定測(cè)試限值，實(shí)現(xiàn)低油溫下的CVT總成測(cè)試，為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本。