驅動橋傳動效率臺架試驗方案研究

吳斌，郭鴻瑞（陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710201）

驅動橋傳動效率臺架試驗方案研究

吳斌，郭鴻瑞
（陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710201）

通過分析驅動橋傳動效率的影響因素，合理規劃試驗過程中的測試對象及過程方法。以一般驅動橋臺架試驗過程為基礎提出等扭矩法與等功率法。分別對兩種試驗工況計算方法分析各自優缺點及應用時的注意事項。可根據具體應用需求選擇試驗工況計算方法。

驅動橋；傳動效率；臺架試驗

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.12.034

CLC NO.: U467.3Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2015)12-94-02

引言

隨著社會的不斷發展、環保意識的持續提升、法規要求的更為嚴格，整車油耗的改善將決定一個汽車產品成敗。傳動系統效率是衡量傳動系統性能的重要指標之一，對整車性能及燃油經濟性有非常重要的影響[1]，驅動橋作為整車傳動系統的一部分，測試其傳動效率指標，并不斷改善其表現，也是更好的進行動力匹配使整車油耗下降的一部分。參考張有祿對機械式變速箱傳動效率影響因素的研究[2]，與王熙等人對汽車變速器傳動效率理論建模與實驗測試[3]，王旺平等人對微型車傳動系統效率建模與試驗驗證[4]的相關經驗，希望在試驗方案設計過程中更合理的識別出各影響因素的貢獻度。

1、試驗方案

如要準確測量得到驅動橋的傳動效率就需要得到驅動橋輸入扭矩、左右輪邊輸出扭矩M1、Mr。考慮齒輪嚙合的沖擊及扭矩測量精度、分辨力、采樣率等的影響，效率計算過程采用一段時間的均值進行計算。

已知驅動橋傳動效率的影響因素主要包括，齒輪嚙合、軸承摩擦、油封摩擦、攪油損失等。在不同的轉速、載荷、溫度下都會影響摩擦磨損的大小而改變機械效率。那么在試驗過程中將潤滑油溫控制在一個相對合理的范圍內，并設計不同扭矩轉速工況進行測試才能得到一個驅動橋傳動效率的完整表現。

2、工況計算方法

在驅動橋測試中扭矩工況一般使用以發動機輸出與地面附著力兩種方法計算，取其較小值進行測試。一款驅動橋設計定型完成后可能在不同配置的車型上應用，有時也會以驅動橋額定輸出扭矩進行性能及可靠性測試。因此我們設計了兩種測試工況計算方法。

等扭矩法：即在不同車速下按驅動橋額定輸出扭矩比例換算的輸入扭矩工況進行測試的方法。一款重載商用車驅動橋額定輸出扭矩為 40000Nm，速比 4.111，則可將其測試工況策劃為表1所示。

表1　等扭矩法傳動效率測試工況

需要注意的是，表 1中標紅的部分輸入功率以超過330kw，在實際車輛行駛過程中無法出現，并且在大功率下的機械損失大部分都轉化為熱，驅動橋潤滑油溫度將難以保證其控制精度。

圖1　變速箱各檔位下輸出扭矩-轉速圖

等功率法：即在不同車速下按發動機額定輸出功率比例換算的輸入扭矩工況進行測試的方法。考慮發動機輸出的情況，以某型336匹馬力柴油機外特性曲線與某型12檔變速箱速比計算的變速箱輸出扭矩-轉速關系如圖1所示。變速箱輸出扭矩即驅動橋輸入扭矩均接近于以發動機額定輸出功率計算的測試扭矩，測試時在每個轉速下以功率計算扭矩的不同比例進行測試即為等功率工況。

一款重載商用車驅動橋額定輸出扭矩為40000Nm，速比4.111，則可將其測試工況策劃為表2所示。

表2　等功率法傳動效率測試工況

考慮地面附著力時該橋的最大輸入扭矩Mg為：

在進行低速效率測試時驅動橋輸入扭矩不應超過按地面附著力計算的最大輸入扭矩。

3、結論

在進行驅動橋傳動效率試驗時需要合理規劃樣品的輸入轉速-扭矩工況。使用等扭矩法進行測試因為扭矩即載荷一致，更容易分析齒輪嚙合、軸承摩擦、油封摩擦、攪油損失等環節的變化規律。使用等功率法進行測試更貼近實際車輛行駛中的負荷，并能將工況與車輛油門踏板的力度進行關聯，便于整車進行系統分析。

[1] Harald Naunheimer, Bernd Berstsche, Joachim Ryborz, etal.Auto -motive Transmissions Fundamentals, Selection, Design and Application[M].New York: Springer Science, 2011.

[2] 張有祿.關于機械式變速箱傳動效率影響因素的討論[J].機械工程與自動化,2008(05):185-186.

[3] 王熙,秦大同,胡明輝等.汽車變速器傳動效率理論建模與實驗測試[J].機械傳動,2010(08):21-24.

[4] 王旺平,莫易敏,田蜜,胡志剛等.微型車傳動系統效率建模與試驗驗證[J].武漢理工大學學報,2012(10):137-141.

Research for transmission efficiency bench test processing of Driving Axle

Wu Bin, Guo Hongrui
（Shaanxi Hande Axle Co., Ltd., Shaanxi Xi`an 710201）

By analyzing the influence factor of the driving axle transmission efficiency, the test object and the process method of the reasonable planning test are analyzed. To drive the bench test process is proposed based on torque method and power method etc.. The points for attention in the two experimental conditions are analyzed respectively. According to the specific requirements of the application of selecting test processing.

Driving axle; transmission efficiency; bench test

U467.3

A

1671-7988（2015）12-94-02

吳斌，就職于陜西漢德車橋有限公司。