自動變速器拖曳扭矩變化趨勢淺析

汪敏，朱丹丹，方志勤

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

隨著國家第四、第五階段整車油耗限值目標的不斷推進，節油成為了所有主機廠乃至整個汽車行業的重中之重，而作為動力總成主要組成部分，變速箱在整車油耗中占有重要位置，變速箱的性能，對整車油耗特性有著最直接的影響。變速箱的拖曳扭矩，即帶動變速箱空轉時所需的最小扭矩，代表了變速箱自身扭矩負載的大小，與變速箱的傳動效率息息相關，極大的影響著整車油耗性能。

本文以國內某 6速濕式雙離合器自動變速器為研究對象，通過相關變速箱整機臺架測試，對自動變速器在正常使用運行中，整機拖曳扭矩的變化趨勢進行研究，得出自動變速箱拖曳扭矩的變化規律，為自動變速箱的效率研究、整車中變速箱工作點的自動控制調節等，提供參考和依據。

1 趨勢變化因素識別

自動變速箱在整車運行中，其輸入、運行狀態等均在變化，故整機拖曳扭矩在相關因素影響下，可能會不斷變化。①輸入轉速，即發動機轉速，在不同發動機轉速下，變速箱內部各零部件轉速均會發生變化，相應的整機拖曳扭矩亦會發生變化；②變速箱檔位，變速箱在不同檔位下，其內部參與傳動的齒輪、軸承亦不相同，因速比不同，各零部件轉速也不相同，故整機拖矩會發生變化；③變速箱油溫，不同油溫下，潤滑油液的粘度不同，齒輪、軸承等攪油損失不同，整機拖矩發生變化；④主油壓，變速箱主油壓發生變化，即油泵負載發生變化，故將直接影響油泵的工作狀態，引起油泵效率變化，導致整機拖矩發生變化；⑤離合器冷卻潤滑流量，不同的離合器冷卻潤滑流量，即代表著離合器甩油量不同，則離合器拖矩亦不同，整機拖矩發生變化。

本文通過單一變量法，通過試驗探究自動變速箱整機拖曳扭矩在以上前三個因素影響下的變化趨勢，即隨著變速箱輸入轉速、檔位、油溫變化下，變速箱整機拖矩的變化趨勢。

2 拖矩試驗

通過臺架電機取代發動機，驅動變速箱進行不同工況下的運轉，并利用臺架電機輸出端扭矩測功儀實時采集帶動變速箱運行所需的最小扭矩（即變速箱拖曳扭矩），每個工況穩定 10s，取 10s內平均值，作為該工況下變速箱的拖曳扭矩值。主要工況如下所示：

表1 整機拖曳扭矩試驗工況表

試驗說明：

→本次拖矩試驗溫度關注常溫及高溫工況，試驗中變速箱油溫設定40～100℃，油溫穩定范圍±2℃；

→變速箱檔位取前進擋，針對每個檔位進行拖矩測試；

→變速箱輸入轉速范圍從發動機怠速(800rpm)至5000rpm，轉速穩定范圍±1rpm；

→變速箱主油壓及離合器冷卻均設定為穩定值；

→試驗樣機取3臺。

3 試驗結果

通過臺架試驗，可得到不同油溫、檔位、轉速下整機拖矩試驗結果，對試驗結果進行整合處理，可得到：

→同一檔位、轉速，不同油溫下的變速箱拖曳扭矩值，如：

圖1 固定5檔，1500rpm下變速箱拖矩隨油溫變化曲線

→同一轉速、油溫，不同檔位下的變速箱拖曳扭矩值，如：

圖2 固定80℃，1500rpm下變速箱拖矩隨檔位變化曲線

→同一檔位、油溫，不同轉速下的變速箱拖曳扭矩值，如：

圖3 固定5檔，80℃下變速箱拖矩隨轉速變化曲線

注：

因數據量較大，以上結果僅列出 5檔、80℃、1500rpm工況下相關拖矩曲線用以示意。

4 結論

根據相關試驗結果分析可得出結論：

①在其他輸入參數不變的情況下，變速箱拖矩隨油溫升高呈減小趨勢；

②在其他輸入參數不變的情況下，變速箱拖矩隨檔位上升呈增大趨勢；

③在其他輸入參數不變的情況下，變速箱拖矩隨輸入轉速上升呈增大趨勢。