手動變速器換擋性能影響因素的研究

李小建，胡楚金，陳青

(浙江萬里揚股份有限公司，浙江金華 321000)

手動變速器換擋性能影響因素的研究

李小建，胡楚金，陳青

(浙江萬里揚股份有限公司，浙江金華 321000)

以換擋性能測試分析系統(tǒng)為基礎，對商用車手動變速器在不同工作溫度和不同黏度齒輪油的工況下?lián)Q擋性能變化情況進行測試、對比和研究，為客觀進行商用車手動變速器換擋性能評價提供參考。

手動變速器；換擋性能；影響因素

0 引言

隨著汽車國Ⅴ排放標準的實施和國Ⅵ排放標準的推進，商用車用戶對車輛的換擋性能變得敏感，因此各汽車廠對變速器的換擋性能也提出了更高的要求。

通過調查走訪，作者發(fā)現(xiàn)用戶在不同的地區(qū)使用同樣的產品時，常常會有不同的使用體驗。經(jīng)過大量的對比和分析，認為可能是因為使用環(huán)境的溫度和變速器內齒輪油黏度不同造成了使用體驗的差異。

基于以上分析，將通過對變速器在不同的工作溫度和加注不同黏度齒輪油時車輛的換擋性能進行測試和對比，展示不同工作溫度和加注不同黏度齒輪油對變速器換擋性能的影響。

1 測試方案

(1)使用3種常用的齒輪油(GL-4 75W/85、GL-4 85W/90、GL-5 85W/90)進行對比。

(2)工作溫度選擇3種，分別是低溫(L)、過渡溫度(M)、高溫(H),用紅外線測溫儀測量變速器表面溫度作為其工作溫度。

低溫(L)即環(huán)境溫度，10～15 ℃；

過渡溫度(M)是變速器運行一段時間后變速器未達到熱平衡時的溫度，25～30 ℃；

高溫(H)是變速器運行一段時間后變速器達到熱平衡時的溫度，38～44 ℃。

(3)以同一臺變速器總成搭載在同一臺測試底盤上作為測試平臺(見圖1)，加注不同黏度的油品，通過2擋和3擋互換進行測試。

圖1 搭載測試底盤

(4)測試時，當發(fā)動機轉速達到2 000 r/min時，進行2擋→3擋(升擋)操作;當發(fā)動機轉速降到1 500 r/min時，進行3擋→2擋(降擋)操作。

(5)采用GIF的換擋性能測試分析系統(tǒng)(Gear Shift Analysis，GSA)進行試驗數(shù)據(jù)采集和分析(見圖2)。

圖2 測試分析系統(tǒng)

2 測試結果

2.1 靜態(tài)換擋性能

圖3所示為加注3種不同齒輪油后的靜態(tài)換擋特性曲線。特性曲線表明在加注不同油品后，評價靜態(tài)換擋性能的特征值相當(具體見表1)，特征曲線整體變化趨勢一致。

圖3 加注不同油品時的靜態(tài)換擋特性

測試項目 N擋→2擋→N擋 N擋→3擋→N擋 GL-475W/85GL-485W/90GL-585W/90GL-475W/85GL-485W/90GL-585W/90最大掛擋力/N33313017.31716最大摘擋力/N181617151718吸入感不明顯1～2N

通過以上測試數(shù)據(jù)對比和分析可得：齒輪油黏度變化對汽車靜態(tài)換擋性能影響不明顯。

2.2 動態(tài)換擋性能

表2—4為加注3種不同齒輪油后的動態(tài)換擋特性對比。

表2 加注GL-5 85W/90時動態(tài)換擋特性對比

表3 加注GL-4 85W/90時動態(tài)換擋特性對比

表4 加注GL-4 75W/85時動態(tài)換擋特性對比

2.2.1 不同工作溫度對動態(tài)換擋性能的影響

表5和表6是對表2—4數(shù)據(jù)的分析和整理。

表5 溫度對2擋→3擋(升擋)操作的影響

表5表明工作溫度升高不利于變速器的升擋操作。

表6 溫度對3擋→2擋(降擋)操作的影響

表6表明工作溫度升高對變速器降擋過程中的同步?jīng)_量、二次沖擊、最大同步力等指標都有明顯的減弱和降低作用。

因為升擋操作時的同步?jīng)_量遠小于降擋時的沖量，在對變速器換擋性能進行評價時，降擋性能的好壞是評價變速器換擋性能的主要因素。

2.2.2 不同黏度油品對動態(tài)換擋性能的影響

表7和表8也是對表2-4數(shù)據(jù)的分析和整理。

表7 黏度對2擋→3擋(升擋)操作的影響

表7表明：

(1)油品黏度升高有利于降低升擋最大同步力；

(2)油品黏度升高造成了升擋同步?jīng)_量增加，低溫時尤其明顯；

(3)油品黏度升高造成了升擋時高強度二次沖擊比例的提高，低溫時尤其明顯。

表8 黏度對3擋→2擋(降擋)操作的影響

表8表明：

(1)油品黏度升高造成了降擋時最大同步力增加；

(2)油品黏度升高造成了降擋同步?jīng)_量增加，低溫時尤其明顯；

(3)油品黏度升高造成了降擋時高強度二次沖擊比例的提高。

3 結論

綜上所述：

(1)齒輪油黏度變化對車輛靜態(tài)換擋性能的影響不明顯。

(2)低溫不利于變速器動態(tài)換擋性能的發(fā)揮，提高變速器的工作溫度可以讓變速器動態(tài)換擋性能更好地發(fā)揮。

(3)高黏度齒輪油不利于變速器動態(tài)換擋性能的發(fā)揮，適當降低齒輪油黏度可以讓變速器動態(tài)換擋性能更好地發(fā)揮。

[1]毛恩榮，張紅，宋正河.車輛人機工程學[M].2版.北京：北京理工大學出版社，2007.

[2]王望予.汽車設計[M].4版.北京：機械工業(yè)出版社，2004.

StudyonInfluencingFactorstoManualTransmissionShiftPerformance

LI Xiaojian,HU Chujin,CHEN Qing

(Zhejiang Wanliyang Co., Ltd.,Jinhua Zhejiang 321000,China)

Based on gear shift analysis system, test, compare and study on gear shift performance under different operation temperature and gear oil viscosity work conditions of manual transmission were made for commercial vehicle. It provides reference data for evaluating gear shift performance of manual transmission for commercial vehicle objectively.

Manual transmission; Shift performance; Influencing factors

U463.212

B

1674-1986(2017)09-074-03

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.09.018

2017-04-24

李小建，男，本科，工程師，主要負責項目的關鍵零部件設計、試制技術支撐、質量問題改進，裝車驗證、評價等工作。E-mail：lxj0802601@163.com。