李曉龍，王君，武慶震，吳鵬，趙長春

8AT液壓特性試驗(yàn)測試研究

李曉龍，王君，武慶震，吳鵬，趙長春

（哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

文章以東安汽發(fā)一款8AT產(chǎn)品為例，介紹了在AT無負(fù)載試驗(yàn)臺(tái)架制作試驗(yàn)工裝、控制器線束，研討試驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)了電磁閥電流壓力特性、轉(zhuǎn)速油壓特性以及整機(jī)無負(fù)荷損失等液壓特性測試。

8AT；液壓特性；試驗(yàn)測試

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，汽車已經(jīng)逐步普及。汽車行業(yè)競爭愈發(fā)激烈，各大車廠在打汽車價(jià)格戰(zhàn)的同時(shí)，也在不斷提升著自家汽車的品質(zhì)。高動(dòng)力性、平滑的換擋舒適性、低油耗成為當(dāng)今汽車行業(yè)發(fā)展的主流趨勢。

8AT與目前汽車市場主流的MT、6AT、DCT變速箱相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）速比更密，可以讓車輛在更合理的檔位行駛，降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而減少燃油消耗；（2）更高的整體齒輪比，提高了自身的加速度值，為車輛提供了更快的加速度；（3）換擋的平順性更好；（4）更低的阻力損失以及更高的傳動(dòng)效率。

8AT諸多的優(yōu)點(diǎn)也使其成為了傳統(tǒng)動(dòng)力總成行業(yè)中的生力軍，在投入市場之前有必要在臺(tái)架和實(shí)車上對其性能進(jìn)行充分的測試和驗(yàn)證。

2 液壓特性試驗(yàn)的重要性

自動(dòng)變速器液壓系統(tǒng)主要由油泵、閥體、離合器制動(dòng)器等部件組成。油泵作為液壓控制系統(tǒng)的動(dòng)力源，它是整個(gè)液壓控制系統(tǒng)的工作基礎(chǔ)。閥體和電磁閥是實(shí)現(xiàn)換擋的控制機(jī)構(gòu)，離合器、制動(dòng)器則是實(shí)現(xiàn)換擋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由此可見，液壓特性的好壞直接影響著變速器整機(jī)品質(zhì)的優(yōu)劣。

8AT產(chǎn)品研發(fā)初期，除了需要在零部件試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行油泵、閥體、離合器制動(dòng)器的單體性能及可靠性試驗(yàn)外，有必要在AT無負(fù)載試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行整機(jī)的液壓特性試驗(yàn)。液壓特性試驗(yàn)內(nèi)容包括：壓力電流特性、壓力轉(zhuǎn)速特性、流量特性、柱塞泵壓力特性、整機(jī)無負(fù)荷損失特性等。通過臺(tái)架測試的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以為8AT產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制策略設(shè)計(jì)、匹配數(shù)據(jù)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

3 液壓特性試驗(yàn)實(shí)施的難點(diǎn)

3.1 試驗(yàn)工裝設(shè)計(jì)復(fù)雜

動(dòng)力總成上，發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器是裝配在一起的。在AT無負(fù)載試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行8AT測試時(shí)，因無實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)，必須重新設(shè)計(jì)變速器安裝板與曲軸轉(zhuǎn)接法蘭。

安裝板設(shè)計(jì)時(shí)首先需要考慮實(shí)車搭載角度，確保試驗(yàn)時(shí)變速器安裝角度與實(shí)車搭載角度一致。其次，液力變矩器安裝在變矩器殼體與安裝板之間，安裝液力變矩器螺栓時(shí)僅能從安裝板背部進(jìn)行作業(yè)，這就需要對安裝板進(jìn)行開槽處理，給工裝的設(shè)計(jì)增加了一定的難度。最后，需要考慮安裝板與壓力、溫度、流量測量轉(zhuǎn)接無干涉的問題，將干涉部分去掉滿足安裝要求。

曲軸轉(zhuǎn)接法蘭安裝在臺(tái)架驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸上，試驗(yàn)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速最高可達(dá)7000rpm，由于轉(zhuǎn)速較高，這就對曲軸轉(zhuǎn)接法蘭的定位和同軸度有著更高的要求。要求定位尺寸公差帶不超過0.03mm，同軸度要求不超過0.02mm，并且需要做動(dòng)平衡處理。

除了需要考慮單個(gè)工裝的尺寸公差外，還需要考慮安裝板與曲軸轉(zhuǎn)接法蘭的裝配尺寸，確保安裝板與曲軸轉(zhuǎn)接法蘭端面距離與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸端面到缸體后端面距離一致。

實(shí)機(jī)油冷器不具備加熱功能，因此試驗(yàn)前需要制作油冷器轉(zhuǎn)接，連接臺(tái)架的油冷器，實(shí)現(xiàn)溫度的加熱和冷卻，滿足不同溫度的試驗(yàn)需求。

圖1為某8AT的安裝板示意圖，圖2為某8AT的曲軸轉(zhuǎn)接法蘭示意圖。

圖1 某8AT安裝板工裝

圖2 某8AT曲軸轉(zhuǎn)接法蘭工裝

3.2 變速器整機(jī)線束及控制器

進(jìn)行液壓特性試驗(yàn)時(shí)，除了需要控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速、變速器油溫、機(jī)械檔位外，我們還需要對單獨(dú)的電磁閥進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單獨(dú)電磁閥以及D檔不同檔位下的性能測試。

8AT控制器開發(fā)周期及線束制作周期均較長，樣機(jī)階段為滿足試驗(yàn)需求，考慮利用6AT控制器并通過修改線束的方式實(shí)現(xiàn)8AT電磁閥控制，對比了6AT與8AT電磁閥控制參數(shù)，見下表1：

表1 兩款控制器參數(shù)對比

具體的實(shí)施方式如下：

（1）破壞原有6AT整機(jī)線束上閥體線束對接頭，替換成8AT閥體線束對接頭（依據(jù)8AT閥體線束針腳定義）。

（2）6AT整機(jī)線束通過跳線板連接至控制器，將跳線板上2個(gè)ON/OFF閥針腳跳出，連接至假閥（否則控制器軟件會(huì)報(bào)ON/OFF電磁閥故障）。

（3）將8AT閥體線束中2個(gè)ON/OFF閥線束針腳引到12V繼電器上，通過臺(tái)架控制繼電器的方式控制ON/OFF閥。

（4）控制器供電、地線按照原有6AT線束的接法進(jìn)行接線。

（5）VFS電磁閥電流通過軟件進(jìn)行控制，多出的1個(gè)VFS閥可通過跳線板與其他電磁閥針腳對調(diào)的方式進(jìn)行控制。

3.3 小結(jié)

基于6AT電磁閥與8AT電磁閥特性相當(dāng)?shù)臈l件下，通過改制線束，利用6AT控制器實(shí)現(xiàn)8AT電磁閥的控制，大大縮短了試驗(yàn)資源的準(zhǔn)備周期，為新品研發(fā)試驗(yàn)搶得了先機(jī)。

值得說明的是后續(xù)進(jìn)行對標(biāo)樣機(jī)試驗(yàn)，也可以作為一種常規(guī)的試驗(yàn)手段，大大縮短了試驗(yàn)資源準(zhǔn)備的周期，也降低了試驗(yàn)成本。

4 液壓特性試驗(yàn)測試步驟

4.1 油位確認(rèn)

在進(jìn)行液壓特性試驗(yàn)之前，首先需要對變速器油位進(jìn)行確認(rèn)，8AT油尺結(jié)構(gòu)與6AT油尺結(jié)構(gòu)相似，安裝在變速器殼體底端，油位確認(rèn)方法如下：油溫40℃，電機(jī)轉(zhuǎn)速為怠速轉(zhuǎn)速，P、R、N、D檔位反復(fù)掛檔2遍，掛至P檔，拆下放油螺堵小堵，放油至變速器不再有油流出為止，擰緊小堵。

4.2 液壓特性試驗(yàn)

檢查完油位后，接下來開始進(jìn)行液壓特性試驗(yàn)，具體的試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)條件見下表2：

表2 試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)條件表

4.3 無負(fù)荷損失試驗(yàn)

在8AT研發(fā)初期，除了關(guān)注整機(jī)的油壓特性、流量特性外，傳動(dòng)效率也是性能考量的一個(gè)重要指標(biāo)。而變速器自身的扭矩?fù)p失大小，影響著整機(jī)的傳動(dòng)效率。變速器無負(fù)荷損失包括：油泵驅(qū)動(dòng)損失、攪油損失、摩擦片拖曳損失、行星架滑動(dòng)損失等。由于試驗(yàn)在無負(fù)載臺(tái)架上進(jìn)行，半軸兩側(cè)無吸收測功機(jī)，所以驅(qū)動(dòng)電機(jī)的拖曳扭矩即為變速器無負(fù)載損失。通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩傳感器測得的扭矩大小，即為無負(fù)荷損失。

關(guān)于無負(fù)荷損失試驗(yàn)的測試方法如下：

（1）變速器油溫：80℃；

（2）變速器檔位：N、R、D檔；

（4）液力變矩器鎖止?fàn)顟B(tài)：N、R檔非鎖止，D檔鎖止；

（5）電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速：N、D、R檔，500、1000……最大轉(zhuǎn)速。

5 試驗(yàn)測試結(jié)果

使用東安汽發(fā)生產(chǎn)的8AT在AT無負(fù)載試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行液壓性能測試，測試結(jié)果如下圖3、4、5、6所示：

圖3 C1離合器壓力電流特性曲線

圖4 1檔轉(zhuǎn)速壓力特性曲線

圖5 流量特性曲線

圖6 柱塞泵油壓特性曲線

無負(fù)荷損失測量結(jié)果見下圖所示：

圖7 無負(fù)荷損失測量結(jié)果表

6 結(jié)束語

該套試驗(yàn)方案已經(jīng)運(yùn)用到8AT液壓特性試驗(yàn)測試中，并且已經(jīng)完成了10余臺(tái)次的試驗(yàn)。測試的結(jié)果通過與對標(biāo)機(jī)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，為8AT產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制策略設(shè)計(jì)、匹配數(shù)據(jù)優(yōu)化提供有力的數(shù)據(jù)支持。

[1] 徐向陽.自動(dòng)變速器技術(shù)[M].人民交通出版社, 2011.

[2] 王宏宇.汽車自動(dòng)變速器概論[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2015-03.

The Study on The Test of 8AT Hydraulic Characteristics

Li Xiaolong, Wang Jun, Wu Qingzhen, Wu Peng, Zhao Changchun

（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

Taking a 8at product of Dong'an as an example, this paper introduces the manufacture of test fixture and controller harness on at no-load test bench, discusses the test method, and realizes the test of hydraulic characteristics such as current and pressure characteristics of solenoid valve, speed and oil pressure characteristics and no-load loss of the whole machine.

8AT; Hydraulic characteristics; Test

A

1671-7988(2020)24-120-03

U463.212

A

1671-7988(2020)24-120-03

李曉龍（1988-），男，中級(jí)工程師，學(xué)歷本科，就職于哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心，研究方向汽車動(dòng)力總成。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.040

CLC NO.:U463.212