汽車自動變速器試驗(yàn)臺的設(shè)計

1、    汽車自動變速器試驗(yàn)臺的設(shè)計    董鐵山【摘 要】隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車自動變速器的普遍運(yùn)用，可以想見自動變速器的使用與維修市場將逐漸擴(kuò)大，而汽車自動變速器試驗(yàn)臺，將發(fā)展為有關(guān)科研院所和各個汽車維修企業(yè)所必須具備的一個設(shè)備。汽車自動變速器試驗(yàn)臺的設(shè)計與生產(chǎn)，有利于社會經(jīng)濟(jì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的有效提升。在本次研究中，汽車自動變速器試驗(yàn)臺的設(shè)計，采取的是交流電封閉方式，能夠?qū)δ茉催M(jìn)行充分的運(yùn)用，且具備較高的回收效率。另外，該試驗(yàn)臺運(yùn)用labview軟件當(dāng)做一個平臺，最終達(dá)到了計算機(jī)有效控制自動變速器、吸功電動機(jī)以及變頻調(diào)速器，并且實(shí)時檢測輸出、輸入

2、軸轉(zhuǎn)速與扭矩的目的，同時操作簡單方便，界面良好?！娟P(guān)鍵詞】汽車；自動變速器；設(shè)計變速器是汽車傳動系統(tǒng)重要組成之一，其性能直接影響汽車的可靠性、燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性。變速器試驗(yàn)臺是檢測變速器性能的重要設(shè)備，旨在提高檢測的準(zhǔn)確性和精確性，為變速器設(shè)計與研發(fā)提供數(shù)據(jù)參考。不同驅(qū)動方式對汽車動力性、行駛安全性、操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性都有明顯的影響。在汽車發(fā)展中，大多采用前置后驅(qū)（fr），然隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及乘車需求的不斷加大，后置后驅(qū)（rr）逐漸被采納，成為今后中大型客車、公交車的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)代自動變速器和手動變速器相對比，其是由計算器進(jìn)行控制，擁有較高的精密度，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，零部件較多，并且成本相

3、對較高等特性；同時汽車在安裝自動變速器之后，汽車起步與加速穩(wěn)定，且能夠提升汽車的平均車速與乘車舒適性，還能延長汽車傳動系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)的使用壽命等等優(yōu)點(diǎn)，因此深受消費(fèi)者的喜愛1。而為便于對自動變速器的性能與故障等情況進(jìn)行有效的檢查與判斷，可以設(shè)計汽車自動變速器的試驗(yàn)臺，以此來對自動變速器進(jìn)行綜合的、全方面的檢測。一、汽車自動變速器的種類、結(jié)構(gòu)與工作原理分析1、無級變速器無級變速器主要部件是具有v形槽的主動錐輪、從動錐輪和傳動帶，傳動帶安裝在主動錐輪和從動錐輪的v形槽中內(nèi)，主動輪旋轉(zhuǎn)時通過傳動帶將主動輪的扭矩傳遞給從動輪。傳動帶有金屬帶、金屬鏈和橡膠帶之分，金屬帶是以推的形式傳遞轉(zhuǎn)矩，橡膠帶是以拉的

4、形式傳遞扭矩。早先用的是v形橡膠帶，由于材料較差傳遞力矩小，效果不佳。1979年荷蘭daf的工程師改用金屬帶進(jìn)行研究，并于1983年推向市場。2、雙離合器式自動變速器雙離合器式自動變速器是由平行軸式手動變速器發(fā)展而來的，它采用兩個離合器的結(jié)構(gòu)，將變速器的擋位。按奇數(shù)和偶數(shù)分別布里在與這兩個離合器相連的平行軸上，通過離合器的交替結(jié)合來完成換擋過程。雙離合器式自動變速器繼承了手動變速器傳動效率高、燃油經(jīng)濟(jì)性好、安裝空間緊湊、質(zhì)量輕、價格低等優(yōu)點(diǎn)，此外在換擋過程中不存在動力中斷，所以換擋時沒有明顯的減速度產(chǎn)生，換擋迅速平穩(wěn)，不僅保證了車輛的加速性，而且極大地提高了換擋舒適性。3、可無限變速的機(jī)械式無

5、級變速器可無限變速的機(jī)械式無級變速器亦稱機(jī)械式數(shù)學(xué)超環(huán)面無級變速器，與其他自動變速器最顯著的差別之一是不使用變矩器，torotrak公司開發(fā)的ivt使用了2套離合器，驅(qū)動力由一套稱為variat的裝置傳遞，通過鎖止離合器和行星齒輪機(jī)構(gòu)將動力傳遞至傳動軸。這種ivt變速器是基于數(shù)學(xué)超環(huán)面主動盤、超環(huán)面被動盤的簡單配置和在兩者間運(yùn)動的滾子角度連續(xù)可變而實(shí)現(xiàn)無限的無級變速。ivt的核心部分由輸人傳動盤、輸出傳動盤和中間傳動盤組成。兩個輸入傳動盤分別位于兩端，輸出傳動盤只有l(wèi)個并位于中間位置，中間傳動盤則夾于輸入傳動盤和輸出傳動盤中問，它們之間的接觸點(diǎn)以潤滑油做介質(zhì)，金屬之間不接觸，通過改變中間傳動盤

6、的角度從而實(shí)現(xiàn)傳動比的連續(xù)無限的變化。4、汽車自動變速器內(nèi)的液力變矩器能夠達(dá)到變速器和發(fā)動機(jī)之間的軟連接。依據(jù)節(jié)氣門的開度、變速桿位置、制動器的釋放（制動）以及車速自動控制離合器等，液壓控制系統(tǒng)可以達(dá)到汽車檔位的自動變換與動力傳動路線的變化，另外，其還朝潤滑油路與液力變矩器提供油；其中，冷卻系統(tǒng)能夠避免出現(xiàn)較高的液壓油溫。在計算機(jī)的控制下，自動變速器可以依據(jù)最理想的換擋理論與最少的油耗，實(shí)行汽車的自動變檔，同時對外部負(fù)載具備較好的適應(yīng)水平與自動調(diào)節(jié)功能。一般情況下，是利用微控制器自動變速器液壓控制閥體中的各個電磁閥來達(dá)到最終變檔的目的。二、汽車自動變速器試驗(yàn)臺的設(shè)計1、試驗(yàn)臺架試驗(yàn)臺架基本上是

7、由幾個部分組成的，即三維臺架（支撐驅(qū)動電動機(jī)）、二自由度臺架（支撐吸功電動機(jī)）以及支撐變速器的臺架2。其中，驅(qū)動電動機(jī)臺架的三維設(shè)計，其主要目的是為了確保變速器的液力變矩器裝配和中間傳動機(jī)構(gòu)的輸出軸，處于相同的軸度。而在對吸功電動機(jī)臺架二自由度進(jìn)行設(shè)計時，對吸功電動機(jī)和尺寸不同與形式不同的自動變速器之間的相連問題，進(jìn)行了充分的思考。最后，對變速器臺架的設(shè)計時，充分思考了不同類型自動變速器的安裝與固定等問題。2、.驅(qū)動電動機(jī)驅(qū)動電動機(jī)采取一臺三相交流異步電動機(jī)（75kw），依據(jù)變速器綜合測試的需要，其輸入軸轉(zhuǎn)速控制在3000r/min。因此，選取相對應(yīng)的變頻器，本次選取6se70系列變頻器，這一

8、系列的變頻器所采取的是交流矢量控制技術(shù)，能夠確保準(zhǔn)確控制大功率交流電動機(jī)。這主要是由于這個系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸量相對較小，而變頻器的數(shù)量也相對較少，然后利用rs485總線來達(dá)到變頻器和工控機(jī)兩者間通訊的目的，進(jìn)而符合實(shí)時性的需要。在該系統(tǒng)內(nèi)選用通信接口來和工控機(jī)進(jìn)行通信，依據(jù)通信協(xié)議uss，工控機(jī)朝變頻器傳輸轉(zhuǎn)速值。因?yàn)樽冾l器通信口所選用的是rs85標(biāo)準(zhǔn)，必須和工控機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行一定的轉(zhuǎn)化，所以，選擇rs232/485轉(zhuǎn)換模塊最終實(shí)現(xiàn)工控機(jī)和變頻器之間的相連。3、加載電動機(jī)采取變頻能量回收系統(tǒng)（110kw），對以異步發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)的吸功電動機(jī)進(jìn)行有效的控制，使其能夠在朝被測試件加載的過程中，把機(jī)械能

9、轉(zhuǎn)變成電能，進(jìn)而輸送給驅(qū)動電動機(jī)，最終達(dá)到能量閉環(huán)回收的目的3。該系統(tǒng)具備多種功能，例如對各個參數(shù)（電壓、電流、相位、轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)矩）等進(jìn)行自動檢測與調(diào)節(jié)、自動保護(hù)功能以及故障警報等等。pid閉環(huán)控制方式是該系統(tǒng)加載的主要控制方式，而其通訊模式則選取串口rs485總線，以便達(dá)到該系統(tǒng)和工控機(jī)兩者之間的相互通信。其中，系統(tǒng)靜態(tài)精度，指的就是轉(zhuǎn)矩控制精度，其值通常為正負(fù)1%，而轉(zhuǎn)矩的控制精度大約為正負(fù)0.5%。三、試驗(yàn)臺測控系統(tǒng)的軟件設(shè)計分析通常情況下，工業(yè)過程中的控制軟件需要較好的圖形界面、通訊水平較高，并且現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時檢測水平較高等。而labview，是一個儀器分析軟件應(yīng)用開發(fā)工具，其具備較強(qiáng)

10、的功能，且具有靈活性，在學(xué)術(shù)與工業(yè)領(lǐng)域中被普遍運(yùn)用于儀器控制軟件與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)，以及軟件標(biāo)準(zhǔn)語言的分析。labview語言，其利用圖形化的編程替換最初的文本編程，并且該語言的執(zhí)行程度流程，是將各個方框圖內(nèi)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行連接，這與文本程序被行順序所制約不一樣。所以，能夠運(yùn)用互相連接功能模塊對應(yīng)用軟件進(jìn)行開發(fā)，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)諸多數(shù)據(jù)通道的同時運(yùn)轉(zhuǎn)。四、總結(jié)隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車自動變速器的普遍運(yùn)用，可以想見自動變速器的使用與維修市場將逐漸擴(kuò)大，而汽車自動變速器試驗(yàn)臺，將發(fā)展為有關(guān)科研院所和各個汽車維修企業(yè)所必須具備的一個設(shè)備。汽車自動變速器試驗(yàn)臺的設(shè)計與生產(chǎn)，有利于社會經(jīng)濟(jì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的有效提升。自動變速器是一種在傳統(tǒng)的機(jī)械變速器基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種變速方式。具有傳動效率高、成本低和易于制造的優(yōu)點(diǎn)，代表了汽車自動變速器發(fā)展的一個重要方向，對其試驗(yàn)技術(shù)的研究和聯(lián)合調(diào)試試驗(yàn)臺的搭建是保證自動變速器技術(shù)得以有效應(yīng)用的保證。參考文獻(xiàn)：1司建玉，吳光強(qiáng).雙離合器自動變速器控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計j.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），