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嘉峪檢測網 2021-08-05 23:29
變速器是汽車的重要核心組成部分之一，它能夠實現諸多功能，比如改變傳動比、倒退行駛、起動、怠速等等。
在變速器設計和制造時，需要對以上功能進行綜合測試，以驗證或改進變速器的設計和生產狀況。但如果每次都裝到車上，試驗起來會增加勞動強度，效果也不理想，而且時間也不經濟。于是變速器性能的綜合試驗臺架就應運而生。
目前試驗臺架主要可分為兩類：動力傳遞性能疲勞耐久性試驗臺和換檔性能疲勞耐久性試驗臺。
動力傳遞性能疲勞耐久性試驗臺
在一定輸入轉速和油溫下對變速器各檔位按照設定扭矩進行分循環運轉，直到完成設定的試驗時間或變速器損壞后，拆解分析變速器損壞情況及原因。
此類試驗臺的構成：扭矩和轉速控制系統、油溫控制系統、換檔控制系統、控制臺操作系統。
試驗臺原理圖
針對不同的試驗考核目標，有以下試驗類型：
① 前進檔疲勞耐久性試驗
在試驗臺上進行前進檔耐久性試驗，用于鑒定變速器的傳動零件：殼體、殼體密封件、軸、花鍵、齒輪、滑動齒套、齒輪支承零件和軸承等，不包括僅在倒檔時工作的零件。
② 倒檔疲勞耐久性試驗
在試驗臺上進行倒檔耐久性試驗，用于鑒定變速器的傳動零件同上，不包括僅在前進檔時工作的零件。
③ 差速器疲勞耐久性試驗
在試驗臺上進行各檔耐久性試驗，通過模擬車輛轉彎特性來評價差速器的耐久性能。
換檔性能疲勞耐久性試驗臺
在一定油溫/輸出轉速下測量變速器各檔位的同步位移、換檔力、輸入轉速、輸出轉速、輸出扭矩，分析整理得到各檔位的同步時間、同步位移及換檔力、同步扭矩的變化規律，從而判斷變速器的換檔性能。或通過在一定油溫與轉速下連續多次換檔，看變速器換檔裝置有無損壞。
此類試驗臺的構成：轉速控制系統、溫度控制系統、換檔控制系統、控制臺操作系統。
試驗臺架原理圖
針對不同的試驗考核目標，有以下試驗類型：
① 前進檔換檔性能試驗
通過模擬車輛前進時換檔來評價前進檔換擋機構的掛檔性能。
② 倒檔換檔性能試驗
在試驗臺上進行倒檔耐久性試驗，用于鑒定變速器的傳動零件：殼體、殼體密封件、軸、花鍵、齒輪、滑動齒套、齒輪支承零件和軸承等，不包括僅在前進檔時工作的零件。
③ 差速器疲勞耐久性試驗
通過模擬車輛倒退時換檔來評價倒檔換擋機構的掛檔性能。
綜合性能疲勞耐久性試驗過程
變速器的綜合性能測試過程步驟基本如下：
1.試驗前的外觀檢查；
2.加變速箱油；
3.變速箱和試驗附件符合性檢查；
4.變速箱安裝固定牢靠；
5.手動進行換檔試驗，觀察機械手操縱換檔桿是否到位；
6.檢查臺架的輸入輸出軸是否安裝到位，連接可靠；
7.試驗：前進檔耐久性試驗、倒檔耐久性試驗、差速器耐久性試驗、同步器耐久性試驗、倒檔掛檔耐久性試驗。
以上試驗如使用同一臺變速器，應該先進行同步器耐久性試驗和倒檔掛檔耐久性試驗（使用變速器換檔性能疲勞耐久性試驗臺），再依次進行差速器耐久性試驗、前進檔耐久性試驗和倒檔耐久性試驗（使用變速器動力傳遞性能疲勞耐久性試驗臺）
8.變速箱總成拆檢
螺栓力矩的檢測、密封件的鑒定、運動件的鑒定（不能出現變形、嚴重磨損、齒面粘結、點蝕、撕裂等缺陷），以及對試驗完成后的變速箱油液的鑒定。
綜合性能疲勞耐久性試驗具體參數
汽車變速器的綜合性能疲勞耐久性試驗的具體參數如下，以下參數均以某型轎車變速器為例：
前進檔耐久性試驗
倒檔耐久性試驗
差速器耐久性試驗
同步器耐久性試驗
倒檔掛檔耐久性試驗
綜合性能疲勞耐久性試驗規程
前進檔耐久性試驗
試驗方式：在變速箱耐久性臺架上，掛各前進檔位進行分循環運轉，并以設定的扭矩和速度驅動變速箱。
潤滑：型號與實車一致。
油量：變速箱的油溫應調整在汽車以最大車速行駛時所實測的穩定溫度。
扭矩：各檔位變速箱輸入軸上施加的定扭矩按所匹配的發動機最大扭矩Cm進行計算（見下表）
試驗時間：按各廠家變速器產品設計參數確定。
倒檔耐久性試驗
試驗方式：在變速箱耐久性臺架上，掛倒檔并以恒定的扭矩和速度驅動變速箱。
潤滑：同前進檔耐久性試驗。
試驗轉速：變速箱的驅動速度：3000tr/min。
扭矩：應等于與所試變速箱相匹配的最大功率的發動機的最大扭矩的75%。
試驗時間：使參與倒檔的齒輪中最慢的一個齒輪旋轉500000轉。即相當于汽車行駛里程200公里。
差速器疲勞耐久性試驗
① 強附著力試驗
車輪速度差：80±3 tr/min，最大調節溫度：105±5 ℃
② 弱附著力試驗條件
弱附著力試驗有下列3種模式：
注：
模式A：模擬在路邊每個車輪的附著力不同時的快速啟動。
模式B：模擬在被碎削覆蓋的坡路上行駛。
模式C：模擬在修車時的操作、在一車輪被舉起時進行平衡及研究噪音。
③ 附著力恢復試驗
同步器耐久性試驗
① 轉速
在臺架上，用電動機驅動變速箱的兩個輸出端以恒定轉速、模擬車輛前進時的工況。變速箱輸入端轉速可以通過改變變速箱輸出軸的轉速來調整。
在同步過程中，輸出軸轉速的變化不得超過名義值的5%。
② 從動盤轉動慣量
在變速箱的輸入端上配置一個圓盤以模擬離合器從動盤，其轉動慣量是整車上裝的離合器從動盤轉動慣量的1.2倍。
③ 換檔操縱機構
換檔操縱機構應保證能在兩個相鄰檔位間自由換檔，并應保證換檔力的大小是可調的。
換檔操縱機構的換檔動作由臺架機械手驅動，作用在變速箱換檔搖臂軸總成球頭（或換檔環）上的換檔力Fr的設定應滿足對應到換檔桿手柄上是170牛頓，計算公式如下：
Fr：作用在變速箱換檔搖臂軸總成球頭（或換檔環）上的換檔力（N）；
ice：變速箱外部操縱機構的換檔傳動比；
ηce：變速箱外部操縱機構的換檔傳動效率。
如果換檔力傳感器不是在變速箱換檔搖臂軸總成球頭（或換檔環）上進行測量，則需要按照球頭（或換檔環）上的換檔力Fr進行換算。
換檔后的殘余力：在每次掛檔后，允許仍然有30N±10N的氣缸殘余力作用在變速箱的換檔搖臂軸總成的掛檔方向上，此殘余力作用的時間不超過0.3秒±0.1秒。
④ 溫度循環
溫度傳感器置于變速箱的放油孔位置。溫度循環如下圖：
試驗開始時的首個循環是在90分鐘內從室溫開始持續升溫到110℃。
⑤ 耐久性試驗循環
⑥ 試驗跟蹤
試驗前后對試驗零件的特性參數進行測量。試驗過程中測量得到的參數：Fr（隨時間的變化）；操縱機構的位移（隨時間的變化）；從動盤的轉速（隨時間的變化）。
測量頻次：在開始時的冷狀態；在耐久性試驗1小時后的熱狀態；每隔10000次循環；耐久性試驗停止前（循環結束或出現異常時）。
推斷得到的參數：同步時間。
⑦ 驗收標準
完成規定循環次數后無故障（在冷態時允許偶爾的“喀啦”聲，熱態下“喀啦”聲持續則停機檢查）；同步器錐環不得產生工作故障；同步時間的變化值不得超過10%。
倒檔掛檔耐久性試驗
① 轉速
在同步器耐久臺架上，用電動機以恒定的轉速驅動變速箱的輸入端，模擬車輛倒車時的工況。
② 從動盤轉動慣量
在變速箱的輸入端需要配置一個圓盤，用來模擬離合器的從動盤。其轉動慣量是整車上裝配離合器從動盤轉動慣量的1.2倍。
③ 換檔操縱機構
換擋操縱機構應保證能在兩個相鄰的檔位間自由換擋（N—R—N），并保證換擋力的大小可以調整。
在變速箱靜止狀態下，換擋操縱機構由空擋移動到倒檔行程終點所需的時間不能超過0.1秒。
④ 基準力的選擇
基準力為同步時間Ts=1.2Tmin時的力，如下圖所示：
換擋力-同步時間 曲線示意圖
換擋力曲線由5%Fr線性升到95%Fr必須在0.2秒內完成。
換擋后的殘余力：每次換擋后，允許仍然有30N±10N的力作用在變速箱的換擋搖臂軸總成的掛檔方向上，此殘余力的作用時間不得超過0.3±0.1秒。
⑤ 試驗溫度
在整個同步器耐久試驗的過程中，變速型的油溫應控制在85±5℃。
⑥ 耐久性試驗循環
換擋頻率：15次/分鐘
⑦ 試驗跟蹤
試驗過程中測量得到的參數：Fr（隨時間變化）；操縱機構的位移（隨時間變化）；從動盤的轉速（隨時間變化）。
測量頻次：在開始時的冷狀態；在耐久性試驗1小時后的熱狀態；每個8000次循環；耐久性試驗停止前（循環結束或者出現異常時）。
推斷得到的參數：同步時間。
⑧ 驗收標準
完成規定的循環次數后無故障（在冷態時允許偶爾的“咯啦”聲，熱態時“咯啦”聲持續則停機檢查）；同步器錐環不得產生工作故障；同步時間的變化不得超過10%。
下線綜合性能試驗臺
以上介紹的試驗臺架雖然替代了將變速器安裝到實車中的麻煩，但試驗仍然耗時較長，只能用于產品設計驗證和質量抽檢。要對大批量工業化生產線的變速器進行逐臺把關的通過式質量門檢查，就需要更加高效的下線綜合試驗臺架。
下線綜合試驗臺架是將以上變速器動力傳遞性能疲勞耐久性試驗臺和變速器換檔性能疲勞耐久性試驗臺合二為一，簡化試驗循環，去掉了考核疲勞耐久性的功能，加強了自動化，提高了工作效率，以適應大批量生產的節拍。
來源：動力總成技術在線
