汽車變速箱疲勞壽命試驗臺的結構特點與使用性能

蕾m*曜蚱器器^映瓶m*)變速箱疲勞壽命試驗臺的種類、結構特點及試驗臺選用Thetypes、structuralfeaturesandselectionoftransmissionfatiguelifetestbed山西大同齒輪集團有限責任X公司技術中心Shanxi，DatongGearGroupCO.LTDTechnologyCenter張有祿ZhangYoulu汽車變速箱疲勞耐久性試驗是變速箱產品開發(fā)設計、試驗驗證工作的壹個重要項目。本文重點講解變速箱疲勞耐久性試驗設備的設計、選型方案及各種方案的優(yōu)缺點及選用原則。Automobiletransmissionfatigueendurancetestingisanimportantitemaboutthetransmissiondesignandtestvalidation.Thispaperfocusesonthetransmissionfatigueendurancetestequipment’design,selectionofprogrammesandtheadvantagesanddisadvantagesofvariousoptionsandselectionprinciples.【關鍵詞】變速箱疲勞耐久性機械封閉電封閉負載【Keywords】TransmissionFatigueEnduranceMachineryclosedCLPClosedLoad汽車變速箱用于將發(fā)動機產生的功率傳遞于后橋、半軸、車輪，實現汽車在不同的載重量及不同道路情況下的最合理車速。理想的變速箱應重量輕、傳遞扭矩大、變速范圍寬、各檔速比分步均勻、使用耐久、操作輕便靈活。變速箱的疲勞壽命是考核變速箱綜合實用性能的重要指標。為試驗和考核變速箱的疲勞壽命，需將變速箱安裝于某壹試驗臺上，各檔位在特定轉速、扭矩、油溫下進行長時間運轉，記錄變速箱各檔位損壞前運轉時間，以分析且評價變速箱的疲勞壽命。壹、汽車變速箱疲勞壽命試驗臺的種類：用于變速箱疲勞壽命試驗的試驗臺有多種，包括開式試驗臺（如電渦流測功機）和閉式試驗臺。1、開式試驗臺往往由于變速箱輸出的功率不能回收利用而功率損耗太大，目前只有少數傳遞功率較小的變速箱試驗仍在使用開式試驗臺；對于傳遞功率較大的變速箱，壹般使用功率封閉的閉式試驗臺，閉式試驗臺有機械封閉式試驗臺、電力封閉式試驗臺。2、閉式試驗臺壹般在試驗臺上安裝壹臺和被試驗變速箱檔位數及各檔速比相同的變速箱作為陪試箱，陪試箱輸出端和主試箱輸出端聯接（背靠背）。由于陪試變速箱輸出端實際運轉時成為功率輸入端，且運轉方向和主試樣件相反，故其運轉時間數據僅可作為參考數據。閉式試驗臺根據功率封閉的形式不同又可分為以下倆種：（1）電封閉式變速箱疲勞壽命試驗臺：電封閉式試驗臺用壹臺發(fā)電機作為負載，其所發(fā)出的電能通過處理后重新返回電網再利用。電能通路有的采用大循環(huán)式（電能返回電網），也有的采用小循環(huán)式（電能經過處理后直接進入驅動電機）。電封閉式變速箱疲勞壽命試驗臺結構如圖1及圖2所示；圖1電封閉式變速箱疲勞壽命試驗臺（不測輸出功率方案布置圖）圖1是不測量變速箱輸出功率的布置方案。主試變速箱的輸入端安裝壹臺轉矩轉速傳感器，陪試箱和主試箱背靠背串接，在陪試箱的輸出端接壹臺和主試箱輸入端壹致的傳感器（量程范圍，轉速范圍、精度等級相同），扭矩傳感器測量得到的輸入、輸出功率經計算后能夠得到機械效率。但該測量方法得到的數據是倆臺變速箱的平均值。為直接得到單臺主試變速箱的傳動效率，有時也采用如圖2所示的方案，但該方案由于輸入、輸出傳感器的量程不同，要想保證同樣的精度等級，設備成本較高。圖2電封閉式變速箱疲勞壽命試驗臺（監(jiān)測輸出功率方案布置圖）（2）機械封閉式試驗臺結構如圖3所示。加載器用于機械閉環(huán)系統扭矩的施加及調整，結構型式有液壓加載器、電動同步加載器、機械式手動加載器；被試變速箱輸入功率由倆部分構成，壹部分是從被試變速箱輸出端傳出經由陪試箱、變速箱2、加載器、變速箱1返回的功率，另壹部分是由驅動電機輸出的功率。驅動電機輸出功率相當于系統運轉過程中損耗功率的重新補充。由于機械閉環(huán)系統功率損耗不大，故所需驅動電機的功率僅僅是被試變速箱運轉功率的壹小部分。圖3機械封閉式變速條箱疲勞壽命試驗臺示意圖二、各種型式的變速箱疲勞壽命試驗臺的性能特點如下表所示:試驗臺型式工作原理結構特點使用性能功率損耗維修性能缺點開式試驗臺利用測功機進行加載結構簡單，但測功機吸收的功率不易回收利用單臺變速箱即可試驗非常大維修方便功率損耗大，大功率的測功機制作成本高電封閉式試驗通過調整負載電機的勵磁電機械部分較簡單，扭矩、轉須速比級基本相同的變速箱作陪試小電器復雜，故障診斷電器系統維修不便

臺壓進行加載速完全靠電器控制和保證難，維修不便機械封閉式試驗臺通過閉環(huán)內的電動或液壓加載器加載尺寸鏈長，系統安裝調整難須速比級完全相同的變速箱作陪試；性能穩(wěn)定可靠，不易損壞小故障易診斷，維修方便由于尺寸鏈長，噪聲大三、試驗臺方案選擇：試驗臺方案選擇原則上必須考慮其試驗臺的穩(wěn)定性、通用性、試驗的經濟性、環(huán)保性等。變速器制造行業(yè)壹般需進行產品開發(fā)試驗、出廠前檢測試驗、產品質量評價試驗等，在進行試驗臺的方案選擇時應綜合考慮其試驗目的、試