CN103528815A - 驱动桥试验方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种驱动桥试验方法和系统，方法包括下述步骤：将驱动桥整机装配至试验台；将驱动桥的输出端和输入端均连接电力测功机；设定若干第一试验车速以及第一试验输入扭矩；检测由上述设定的若干第一试验车速、第一试验输入扭矩组成的不同工况下，驱动桥的输出扭矩，获得不同工况下驱动桥的传动效率。该驱动桥试验方法和系统，可获得驱动桥的传动效率，传动效率能够反映发动机的动力通过驱动桥传递至车轮的效率，则有助于对出厂前驱动桥性能的全面检测，使得产品是否合格的判断标准更为科学；而且，用户可根据该性能参数控制车辆在满足正常行驶的前提下，选择传动效率最高的工况工作，以达到节省能源、降低行驶成本的目的。

Description

驱动桥试验方法和系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种驱动桥试验方法和系统。

背景技术

驱动桥应用于车辆上，一般包括主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳等。驱动桥处于动力传动系的末端，可改变力的传递方向，将发动机的输出扭矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降速并增大转矩。

因此，驱动桥的性能是衡量车辆性能的重要指标。在驱动桥投入使用时，会对其进行试验，以确定其是否达到使用标准。

目前，驱动桥的试验方法通过国标(QCT533)设定，但其中只是明确了驱动桥机械强度、疲劳、噪声的试验方法，此类参数较为有限，并不能充分地反应出驱动桥的实际性能。

有鉴于此，如何改进驱动桥的试验方法，使其能够更为全面地测量驱动桥的性能参数，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种驱动桥试验方法和系统，该方法和系统能够更为全面地测量驱动桥的性能参数。

本发明提供的驱动桥试验方法，包括下述步骤：

将驱动桥整机装配至试验台；

将驱动桥的输出端和输入端均连接电力测功机；

进行传动效率试验：

设定若干第一试验车速以及第一试验输入扭矩；

检测由上述设定的若干第一试验车速、第一试验输入扭矩组成的不同工况下，驱动桥的输出扭矩；

根据第一试验车速、第一试验输入扭矩、输出扭矩获得驱动桥的输出功率和输入功率，以获得不同工况下驱动桥的传动效率。

优选地，还设定若干润滑油的第一试验油温，检测若干第一试验车速、第一试验输入扭矩以及第一试验油温组成的不同工况下，驱动桥的输出扭矩。

优选地，

设定的第一试验车速分别为40km／h、50km／h、70km／h、80km／h、90km／h、100km／h；

设定的第一试验输入扭矩分别为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的10％、25％、50％、80％、100％；

设定的第一试验油温分别为60℃±3℃、80℃±3℃、90℃±3℃。

优选地，进行传动效率试验之前，通过下述步骤进行磨合试验：

设定驱动桥的润滑油磨合油温和磨合车速，将驱动桥的润滑油油温和车速控制于所述磨合油温和所述磨合车速；

设定若干磨合输入扭矩，按照递增顺序，依次控制驱动桥在设定的磨合输入扭矩下运行预定时间。

优选地，所述磨合油温为90℃±3℃，所述磨合车速为65km／h；若干所述磨合输入扭矩分别为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的50％、75％、100％，对应的预定时间分别为90min、120min、90min。

优选地，在磨合试验之后，还通过下述步骤进行功率损失试验：

设定若干润滑油的第二试验油温以及试验转速，若干试验转速按照预定幅度自最高车速下降至最低车速；

在各所述第二试验油温下，将驱动桥按照设定的若干试验转速运行，并记录各工况下驱动桥的输入扭矩，根据输入扭矩和各试验转速，获得输入功率。

优选地，所述预定幅度为100r／min；所述第二试验油温分别为60℃±3℃、80℃±3℃、90℃±3℃。

优选地，在磨合试验之后，还通过下述步骤进行效率温升试验：

设定驱动桥的若干负荷工况，以及润滑油油温的预定范围和预定幅度；

控制驱动桥分别在各若干负荷工况下运行，在各负荷工况下，获取润滑油油温在预定范围内升温或降温预定幅度时，驱动桥的输出扭矩，根据对应的负荷工况、输出扭矩获得对应的传动效率。

优选地，润滑油油温的所述预定范围为40℃～60℃；润滑油油温的预定幅度为1℃；所述负荷工况包括：车速70km／h、输入扭矩为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的100％；车速80km／h、输入扭矩为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的50％；车速90km／h、输入扭矩为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的25％。

优选地，进行所述传动效率试验、所述功率损失试验、所述效率温升试验后，改变润滑油油位，重复进行所述传动效率试验、所述功率损失试验、所述效率温升试验。

本发明还提供一种驱动桥试验系统，包括驱动桥、试验台以及电力测功机，所述驱动桥整机装配至所述试验台；所述驱动桥的输出端和输入端均连接对应的所述电力测功机；

还包括与所述电力测功机连接的试验控制器，所述试验控制器设定有若干第一试验车速以及第一试验输入扭矩；

所述试验控制器控制所述驱动桥在若干第一试验车速、第一试验输入扭矩组成的不同工况下运行，所述电力测功机检测不同工况下所述驱动桥的输出扭矩；

所述试验控制器根据第一试验车速、第一试验输入扭矩、输出扭矩获得驱动桥的输出功率和输入功率，以获得不同工况下驱动桥的传动效率。

优选地，所述试验控制器还设定若干润滑油的第一试验油温；

还包括检测润滑油油温的温度传感器，与所述试验控制器连接；

所述试验控制器根据温度传感器检测的温度值，控制所述驱动桥在第一试验油温下运行；

所述电力测功机检测若干第一试验车速、第一试验输入扭矩以及第一试验油温组成的不同工况下，驱动桥的输出扭矩。

优选地，所述温度传感器设置于所述驱动桥桥壳底部的放油螺塞处。

本发明提供的驱动桥试验方法和系统，通过在驱动桥的输入端、输出端分别设置电力测功机，可检测驱动桥的输入扭矩、输出扭矩，进而获得其输入功率、输出功率，并最终获得驱动桥的传动效率。传动效率能够反映发动机的动力通过驱动桥传递至车轮的效率，获得不同工况下的传动效率后，有助于对出厂前驱动桥性能的全面检测，使得产品是否合格的判断标准更为科学；而且，用户可根据该性能参数控制车辆在满足正常行驶的前提下，选择传动效率最高的工况工作，以达到节省能源、降低行驶成本的目的。

附图说明

图1为本发明所提供驱动桥试验系统一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供驱动桥试验方法一种具体实施方式的流程框图。

图1中：

1电力测功机、2扭矩法兰、3传动轴、4中桥、5后桥、6变速箱

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供驱动桥试验系统一种具体实施方式的结构示意图。

该驱动桥试验方法，具体包括下述步骤：

S11、将驱动桥整机装配至试验台；

S12、将驱动桥的输出端和输入端均连接电力测功机1；

该试验台主要包括电力测功机1、传动轴3、电气控制系统等部件。装配驱动桥时，可将驱动桥按照装配到整机上的装配方式固定到试验台上，即保证驱动桥在试验时能够模拟整机的正常工作状态。驱动桥的输出端和输入端均连接有电力测功机1，如图1所示，驱动桥具有一个位于图中左侧的输入端，位于上下两侧的四个输出端，该输入端和四个输出端各连接一电力测功机1。当驱动桥的输出端数目增减时，可以相应地设置与之连接的电力测功机1数目。电力测功机1可以检测扭矩，结合车速则可获得功率。

图1中，驱动桥包括中桥4、后桥5，中桥4和后桥5的两端分别用于驱动车轮，该试验台上通过变速箱6实现驱动，对应的电力测功机1可连接于变速箱6。驱动桥的输入端连接试验台的传动轴3，传动轴3可通过扭矩法兰2与对应的电力测功机1连接。

驱动桥装配、连接完毕后，可进行后续的试验。

S13、进行传动效率试验：

上述的电气控制系统可包括试验控制器，可在试验控制器内预先设定若干第一试验车速以及第一试验输入扭矩；

试验时，检测由上述设定的若干第一试验车速、第一试验输入扭矩组成的不同工况下，驱动桥的输出扭矩；

输出扭矩可由与输出端连接的电力测功机1获得。

然后，根据第一试验车速、第一试验输入扭矩，以及检测获得的对应输出扭矩获得不同工况下驱动桥的输出功率和输入功率，继而获得不同工况下驱动桥的传动效率。此处，所述的传动效率=输出功率／输入功率。

由上述描述可知，本方案通过在驱动桥的输入端、输出端分别设置电力测功机1，可检测驱动桥的输入扭矩、输出扭矩，进而获得其输入功率、输出功率，并最终获得驱动桥的传动效率。传动效率能够反映发动机的动力通过驱动桥传递至车轮的效率，获得不同工况下的传动效率后，有助于对出厂前驱动桥性能的全面检测，使得产品是否合格的判断标准更为科学；而且，用户可根据该性能参数控制车辆在满足正常行驶的前提下，选择传动效率最高的工况工作，以达到节省能源、降低行驶成本的目的。

针对上述实施例可作出进一步改进，以使驱动桥的试验更为全面。

如图2所示，图2为本发明所提供驱动桥试验方法一种具体实施方式的流程框图。

S21、将驱动桥整机装配至试验台；

S22、将驱动桥的输出端和输入端均连接电力测功机1；

S23、通过下述步骤进行磨合试验：

a1、设定驱动桥的润滑油磨合油温和磨合车速，将驱动桥的润滑油油温和车速控制于磨合油温和磨合车速；

由于驱动桥在试验台试验时，一般为出厂前的产品，未经实际运转，为了使后续的试验结果更接近实际工况，可以控制其按照实际工况预先运行一定时间，以使新部件之间达到较好的配合状态。

此时，优选地将磨合油温和磨合车速设定为实际工况中通常体现的数值或是平均值。比如，磨合油温可以设定为90℃±3℃，磨合车速则设定为65km／h，如此设计的磨合油温和磨合车速符合正常行驶时的一般标准，可以保证磨合效果最优。

磨合油温可通过检测润滑油温度的温度传感器获得。温度传感器具体可设置于驱动桥桥壳底部的放油螺塞处，温度传感器置放于此处，与润滑油的接触面积较大，从而达到较好的油温检测效果。当然，温度传感器放置于其他能够接触润滑油的位置也是可行的。

b1、设定若干磨合输入扭矩，按照递增顺序，依次控制驱动桥在设定的磨合输入扭矩下运行预定时间。

随着动力输出需求的增加，驱动桥的输入扭矩随之增加。磨合过程中，显然也需要模拟各种动力需求下的运行状态，以期达到更好的磨合效果。据此，设定的若干磨合输入扭矩可以分别为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的50％、75％、100％(即负荷率)，三种磨合扭矩可以代表驱动桥较为典型的几种工作状态。为了达到预期的磨合效果，驱动桥需要在设定的几种工况下运行一段时间，适宜的预定时间设定为：90min、120min、90min。即：

在负荷率50％的工况下，运行90min；

在负荷率75％的工况下，运行120min；

在负荷率100％的工况下，运行90min。

上述的参数选择可以获得较好的磨合效果。当然，负荷率以及运行时间的选择也可以作出适当变化，比如，负荷率选择60％、70％、80％、100％，运行时间均为100min，也是可行的。

经过步骤S23的磨合试验，驱动桥已经接近实际工况中的驱动桥状态，可以进行下述各项试验。

S24、通过下述步骤进行功率损失试验：

a2、设定若干润滑油的第二试验油温以及试验转速，若干试验转速按照预定幅度自最高转速下降至最低转速；

即若干试验转速形成从最高转速至最低转速的断点区间，而且按照预定幅度下降，则试验转速均布于整个车速区间，以使获得的试验数据能够基本覆盖驱动桥的整个车速区间，从而使功率损失试验数据较为全面。

可根据转速的最大值设定预定幅度(相邻两个试验转速之间的差值)，使其满足全面覆盖需求。假设驱动桥的最高转速为2200r／min，则设定的预定幅度可以是100r／min，即驱动桥按照2200r／min、2100r／min、2000r／min…最低转速的顺序运行。

b2、在各特定的第二试验油温下，将驱动桥按照设定的若干试验转速运行，并记录各工况下驱动桥的输入扭矩，根据输入扭矩和试验转速，获得输入功率。

输入扭矩可由电力测功机1检测获得。该试验，可获知为获得不同的车速所需的输入功率，即功率损失参数。

而设定若干第二试验油温，则可体现出润滑油油温的变化对功率损失的影响，从而更全面地分析功率损失试验的数据。第二试验油温可分别设定为60℃±3℃、80℃±3℃、90℃±3℃，此三种油温为实际工况下润滑油温变化区间内的几个典型数值。可以理解，设定更多的检测点也是可行的，比如增设50℃±3℃、70℃±3℃，或是设定为55℃±3℃、75℃±3℃、85℃±3℃等均可行。只是上述三组数据的选择更具代表性，而且已经能够满足基本的试验覆盖要求。可参考表1的具体数据理解，表1为功率损失试验工况。

表1

在该具体实施例情况下，共涉及22×3种工况，最终获得66组功率损失数据，可绘制出功率损失特性曲线，以供改进研究参考或是实际操作参考。该功率损失特定曲线体现出润滑油油温变化对功率损失的影响，使得该特性曲线能够更为全面地反应驱动桥的性能。

需要说明的是，由于功率损失试验无需获取输出值(输出扭矩、车速)，故此处直接设定试验转速即可。实际上，此处输入的转速和车速是可以相互转化的，其余试验部分获取的车速也可以用输入的转速表示，或此处输入的转速也可以用车速表示。

获得功率损失试验数据后，可继续，

S25、通过下述步骤进行效率温升试验：

a3、设定驱动桥的若干负荷工况(一种负荷工况对应输入扭矩和车速)，以及润滑油油温的预定范围和预定幅度；

b3、控制驱动桥分别在各负荷工况下运行，在各负荷工况下，获取润滑油油温在预定范围内升温或降温预定幅度时，驱动桥的输出扭矩，根据对应的负荷工况、输出扭矩获得对应的传动效率。

该试验步骤可获得驱动桥润滑油温度的变化对驱动桥传动效率的影响，从而绘制出特性曲线，以供研究，对于驱动桥性能的优化具有一定的参考价值。

润滑油油温的预定范围可以设定为40℃～60℃，而润滑油油温升温或降温的预定幅度可设定为1℃。每升温或降温1℃进行检测，可准确反应出油温对传动效率的影响，当然，预定幅度设为2℃或是0.5℃等其他数值也是可行的。只是，1℃所导致的效率差异可满足最佳试验需求。

负荷工况具体可以选定为：车速70km／h，输入扭矩为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的100％；车速为80km／h，输入扭矩为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的50％；车速为90km／h，输入扭矩为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的25％。上述三种负荷工况下，车速和输入扭矩的搭配较为符合实际工况，为驱动桥的大、中、小负荷工况。

该试验，选择三种典型的负荷工况，选择的润滑油油温基本呈线性变化，则得到传动效率曲线中，油温线性变化，便于用户根据实际工况，选择传动效率最高的使用油温。

可参考下表理解，表2为温升效率试验工况。

表2

在该具体实施例情况下，共涉及21×3种工况，最终获得63组温升效率试验数据，可绘制出温升效率特性曲线，以供改进研究参考或是实际操作参考。

进行温升效率试验后，可继续，

S26、进行传动效率试验：

与步骤S13不同，此处进行传动效率试验时，还将润滑油的油温作为考量因素。具体包括下述步骤：

a4、设定若干第一试验车速、第一试验输入扭矩，以及若干润滑油的第一试验油温；

b4、检测若干第一试验车速、第一试验输入扭矩以及第一试验油温组成的不同工况下，驱动桥的输出扭矩。

根据第一试验车速、第一试验输入扭矩，以及检测获得的对应输出扭矩获得驱动桥的输出功率和输入功率，以获得不同工况下驱动桥的传动效率。

具体地，设定的第一试验车速可分别为40km／h、50km／h、70km／h、80km／h、90km／h、100km／h；设定的第一试验输入扭矩可分别为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的10％、25％、50％、80％、100％(负荷率)；设定的第一试验油温可分别为60℃±3℃、80℃±3℃、90℃±3℃。上述数据的具体选择，也是按照实际工况选择，以获得最佳的试验效果。

可参考下表理解，表3为传动效率试验工况，在60℃±3℃、80℃±3℃、90℃±3℃三种油温下，分别检测下表各工况下驱动桥的传动效率。

表3

在该具体实施例情况下，共涉及6×5×3种工况，最终获得90组传动效率试验数据，可绘制出传动效率特性曲线，以供改进研究参考或是实际操作参考。该试验，可获知负荷率、车速以及油温对传动效率的影响，从而更为全面地反应出驱动桥的性能。

相较于上述的效率温升试验，该试验更关注扭矩、车速以及油温对驱动桥性能的综合影响。车速和负荷率变化范围较宽，选择的数值也相应地较多，而只选择了三种典型的第一试验油温。在各第一试验油温下，可稳定运行一定时间，以便精确地获得某负荷工况下(包括负荷率和车速)，驱动桥的传动效率。

可以理解，也可以不进行效率温升试验，而是将第一试验油温按照效率温升试验中的油温数据设定，也可以获得传动效率和线性变化的油温关系。只是，油温线性变化时，测量数据较多，最终获得的传动效率特性曲线上，负荷率和车速对于传动效率影响的直观性次于上述设置三组第一试验油温的试验方式。

针对上述实施例，还可以作出进一步改进。

步骤S26之后，还可以进行：

S27、改变润滑油油位，重复步骤S24、S25、S26。

如此，最终获得的上述功率损失试验、效率温升试验以及传动效率试验数据，实际上还考虑了润滑油油位的影响。可将润滑油油位改变为初始油位的80％、60％，则实际上三项性能试验最终获得66×3=198、63×3=189、90×3=270组试验数据。

增设的步骤S27，使得各项试验数据可以反应出润滑油油位对驱动桥性能的影响，则对驱动桥性能的分析更为全面。润滑油油位可以通过量具获取，比如，在加入润滑油时，即可记录加入的油量，然后按照选择的数据减少或是添加油量。

需要说明的是，步骤S24～S26的顺序并不受限制，功率损失试验、效率温升试验以及传动效率试验均是相互独立的关系，可以任意调整顺序，也可以仅进行上述三种试验中的任一者、或任两者。

以上对本发明所提供的一种驱动桥试验方法和系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.一种驱动桥试验方法，其特征在于，包括下述步骤：

将驱动桥整机装配至试验台；

将驱动桥的输出端和输入端均连接电力测功机；

进行传动效率试验：

设定若干第一试验车速以及第一试验输入扭矩；

检测由上述设定的若干第一试验车速、第一试验输入扭矩组成的不同工况下，驱动桥的输出扭矩；

根据第一试验车速、第一试验输入扭矩、输出扭矩获得驱动桥的输出功率和输入功率，以获得不同工况下驱动桥的传动效率。

2.如权利要求1所述的驱动桥试验方法，其特征在于，还设定若干润滑油的第一试验油温，检测若干第一试验车速、第一试验输入扭矩以及第一试验油温组成的不同工况下，驱动桥的输出扭矩。

3.如权利要求2所述的驱动桥试验方法，其特征在于，

设定的第一试验车速分别为40km／h、50km／h、70km／h、80km／h、90km／h、100km／h；

设定的第一试验输入扭矩分别为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的10％、25％、50％、80％、100％；

设定的第一试验油温分别为60±3℃、80±3℃、90±3℃。

4.如权利要求1-3任一项所述的驱动桥试验方法，其特征在于，进行传动效率试验之前，通过下述步骤进行磨合试验：

设定驱动桥的润滑油磨合油温和磨合车速，将驱动桥的润滑油油温和车速控制于所述磨合油温和所述磨合车速；

设定若干磨合输入扭矩，按照递增顺序，依次控制驱动桥在设定的磨合输入扭矩下运行预定时间。

5.如权利要求4所述的驱动桥试验方法，其特征在于，所述磨合油温为90℃±3℃，所述磨合车速为65km／h；若干所述磨合输入扭矩分别为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的50％、75％、100％，对应的预定时间分别为90min、120min、90min。

6.如权利要求4所述的驱动桥试验方法，其特征在于，在磨合试验之后，还通过下述步骤进行功率损失试验：

设定若干润滑油的第二试验油温以及试验转速，若干试验转速按照预定幅度自最高转速下降至最低转速；

在各所述第二试验油温下，将驱动桥按照设定的若干试验转速运行，并记录各工况下驱动桥的输入扭矩，根据输入扭矩和各试验转速，获得输入功率。

7.如权利要求6所述的驱动桥试验方法，其特征在于，所述预定幅度为100r／min；所述第二试验油温分别为60℃±3℃、80℃±3℃、90℃±3℃。

8.如权利要求6所述的驱动桥试验方法，其特征在于，在磨合试验之后，还通过下述步骤进行效率温升试验：

设定驱动桥的若干负荷工况，以及润滑油油温的预定范围和预定幅度；

控制驱动桥分别在各若干负荷工况下运行，在各负荷工况下，获取润滑油油温在预定范围内升温或降温预定幅度时，驱动桥的输出扭矩，根据对应的负荷工况、输出扭矩获得对应的传动效率。

9.如权利要求8所述的驱动桥试验方法，其特征在于，润滑油油温的所述预定范围为40℃～60℃；润滑油油温的预定幅度为1℃；所述负荷工况包括：车速70km／h、输入扭矩为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的100％；车速80km／h、输入扭矩为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的50％；车速90km／h、输入扭矩为驱动桥所匹配发动机最大扭矩的25％。

10.如权利要求8所述的驱动桥试验方法，其特征在于，进行所述传动效率试验、所述功率损失试验、所述效率温升试验后，改变润滑油油位，重复进行所述传动效率试验、所述功率损失试验、所述效率温升试验。

11.一种驱动桥试验系统，其特征在于，包括驱动桥、试验台以及电力测功机，所述驱动桥整机装配至所述试验台；所述驱动桥的输出端和输入端均连接对应的所述电力测功机；

还包括与所述电力测功机连接的试验控制器，所述试验控制器设定有若干第一试验车速以及第一试验输入扭矩；

所述试验控制器控制所述驱动桥在若干第一试验车速、第一试验输入扭矩组成的不同工况下运行，所述电力测功机检测不同工况下所述驱动桥的输出扭矩；

所述试验控制器根据第一试验车速、第一试验输入扭矩、输出扭矩获得驱动桥的输出功率和输入功率，以获得不同工况下驱动桥的传动效率。

12.如权利要求11所述的驱动桥试验系统，其特征在于，所述试验控制器还设定若干润滑油的第一试验油温；

还包括检测润滑油油温的温度传感器，与所述试验控制器连接；

所述试验控制器根据温度传感器检测的温度值，控制所述驱动桥在第一试验油温下运行；

所述电力测功机检测若干第一试验车速、第一试验输入扭矩以及第一试验油温组成的不同工况下，驱动桥的输出扭矩。

13.如权利要求12所述的驱动桥试验系统，其特征在于，所述温度传感器设置于所述驱动桥桥壳底部的放油螺塞处。

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