CN107860577B - 扭矩回差式换挡机构摩擦离合器寿命测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扭矩回差式换挡机构摩擦离合器寿命测试方法，按照以下步骤进行：S1：拆除低速挡主动齿、低速挡从动齿和超越离合器三者中的任意一个或多个；S2：将输入轴与驱动电机连接，并锁定输出轴；S3：设定驱动电机的转速参数以及最大循环次数N_max；S4：设定测试结束条件：a、驱动电机在转速上升阶段出现T_m≤T_{dn_min}/i₂的时间占比超过δ_x，其中，T_m为驱动电机的扭矩，T_{dn_min}为降挡扭矩容许范围下限值，i₂为扭矩回差式换挡机构的高速挡传动比，δ_x为设定值；b、驱动电机的循环次数N_x＝N_max；S5：启动驱动电机，直到满足步骤S4中任一条件时测试结束。采用以上方法，简化了测试装置和测试流程，降低了测试成本，提高了测试效率和测试精度。

Description

扭矩回差式换挡机构摩擦离合器寿命测试方法

技术领域

本发明属于变速器测试方法技术领域，具体涉及一种扭矩回差式换挡机构摩擦离合器寿命测试方法。

背景技术

申请号为201410269833.8的中国专利公开了一种扭矩回差式换挡机构，扭矩回差式换挡机构是一种应用于自动变速器的新型自动换挡机构，主要故障形式之一是摩擦离合器的磨损造成的降挡扭矩减小，因此，在产品开发过程中，需要对摩擦离合器的寿命进行测试。目前，采用扭矩回差式换挡机构的变速器主要应用于电动车，摩擦离合器的寿命测试方法包括道路测试和台架测试两种。如果采用装车道路测试的方法，不仅会耗费大量的人力和物力，测试周期较长，而且由于驾驶员操作习惯和道路交通情况的变化，都会影响测试结果的一致性和可信度。如果采用台架测试的方法，现有的常规车辆变速器测试台以模拟整车道路工况为设计目标，不仅结构复杂，成本高，而且功耗大，测试效率较低下。解决以上问题成为当务之急。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种扭矩回差式换挡机构摩擦离合器寿命测试方法，大幅简化了测试装置，降低了测试成本，简化了测试流程，同时大大提高了测试效率和测试精度。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种扭矩回差式换挡机构摩擦离合器寿命测试方法，其要点在于，按照以下步骤进行：

S1：拆除低速挡主动齿、低速挡从动齿和超越离合器三者中的任意一个或多个；

S2：将输入轴与驱动电机连接，并锁定输出轴；

S3：设定驱动电机的转速参数以及最大循环次数N_max；

S4：设定测试结束条件：

a、驱动电机在转速上升阶段出现T_m≤T_{dn_min}/i₂的时间占比超过δ_x，其中，T_m为驱动电机的扭矩，T_{dn_min}为降挡扭矩容许范围下限值，i₂为扭矩回差式换挡机构的高速挡传动比，δ_x为设定值；

b、驱动电机的循环次数N_x＝N_max；

S5：启动驱动电机，直到满足步骤S4中任一条件时测试结束。

以上方法是针对摩擦离合器磨损这一主要故障形式，以及换挡过程中近似线性的打滑过程，开发出的专用的测试方法。采用以上方法，取消了加载设备，结构简单，成本低廉；并且，通过拆除低速挡主动齿、低速挡从动齿和超越离合器至少其中之一，使低速挡失效，无需模拟完整的换挡过程，即可等效实现换挡过程中的摩擦离合器磨损过程，大幅提高了测试效率和测试精度；而且，通过将输出轴固定，使驱动电机无需达到行驶过程中的转速，只需要实现相对转速差即可，整个测试过程始终是低速运转，功耗小，安全性高，大幅降低了对测试台架的对中精度和动平衡等的要求。

作为优选：步骤S3中，驱动电机的转速参数满足转速曲线，该转速曲线由N_max个直角三角形波组成，各个直角三角形波的参数包括最大值n_{m_max}和斜率采用以上方法，能够等效实现换挡过程中的摩擦离合器磨损过程。

作为优选：各个直角三角形波的幅值n_{m_max}相等，满足其中，n_{m_dn}为驱动电机在阻力矩为降挡扭矩时的转速，i₁为扭矩回差式换挡机构的低速挡传动比。当驱动电机转速达到条件时，驱动电机转速降低为零。

作为优选：各个直角三角形波的斜率满足其中，T_dn为降挡扭矩，T_r为阻力矩，I_v为传动系统等效转动惯量，对于同一型号的扭矩回差式换挡机构的T_dn和I_v均为固定值。不同的斜率对应不同的阻力矩大小，为了模拟不同阻力矩工况下的降挡过程，转速曲线包括多条斜率不同的曲线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的扭矩回差式换挡机构摩擦离合器寿命测试方法，思路新颖，易于实现，取消了加载设备，结构简单，大幅简化了测试设备，成本低廉；并且，通过拆除低速挡主动齿、低速挡从动齿和超越离合器至少其中之一，使低速挡失效，无需模拟完整的换挡过程，即可等效实现换挡过程中的摩擦离合器磨损过程，大幅提高了测试效率和测试精度；而且，通过将输出轴固定，使驱动电机无需达到行驶过程中的转速，只需要实现相对转速差即可，整个测试过程始终是低速运转，功耗小，安全性高，大幅降低了对测试台架的对中精度和动平衡等的要求。

附图说明

图1为本发明测试装置的结构框图；

图2为驱动电机的转速曲线图；

图3为扭矩回差式换挡机构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图3所示，一种扭矩回差式换挡机构14包括平行设置的输入轴1、输出轴2以及与输出轴2同轴设置的第一中间轴16和第二中间轴17，在输入轴1上固套有低速挡主动齿3和高速挡主动齿4，在第一中间轴16上固套有低速挡从动齿5，该低速挡从动齿5和低速挡主动齿3之间设置有超越离合器7，在第二中间轴17上活套有高速挡从动齿6，该第二中间轴17的一端通过端面凸轮8与第一中间轴16连接，第二中间轴17的另一端与摩擦离合器9连接，其中，摩擦离合器9包括与高速挡从动齿6同步转动的主动盘9a以及与第二中间轴17固连的从动盘9b，从动盘9b通过花键或滚道10与输出轴2连接，使从动盘9b能够沿输出轴2轴向滑动，并且，从动盘9b通过弹性元件11弹性地支承在箱体18上，使从动盘9b具有靠近主动盘9a的趋势，弹性元件11可采用弹簧或碟簧等。

所述扭矩回差式换挡机构14包括低速挡和高速挡两个挡位，传动比分别为i₁和i₂，摩擦离合器9在弹性元件11的弹力作用下主动盘9a和从动盘9b处于接合状态。当阻力矩小于降挡扭矩时，扭矩回差式换挡机构14处于高速挡，输出转速是输入转速的1/i₂。当阻力矩达到降挡扭矩时，摩擦离合器9的主动盘9a和从动盘9b开始打滑，摩擦离合器9的主动盘9a和从动盘9b之间的转速差由零开始逐渐增大，其中，主动盘9a的转速始终保持不变，从动盘9b的转速在输出轴2的带动下逐渐下降，当输出轴2的转速降低到驱动电机12输入转速的1/i₁时，超越离合器7接合，低速挡开始传递扭矩，端面凸轮8产生的轴向力推动摩擦离合器9的主动盘9a和从动盘9b脱开，降挡过程结束，此时扭矩回差式换挡机构14处于低速挡。

请参见图1～图3，一种扭矩回差式换挡机构摩擦离合器寿命测试方法，按照以下步骤进行：

S1：拆除低速挡主动齿3、低速挡从动齿5和超越离合器7三者中的任意一个或多个，使低速挡失效。

S2：将输入轴1与驱动电机12连接，并锁定输出轴2。具体地说，由于输出轴2被固定，且摩擦离合器9在弹性元件11的弹力作用下处于压紧状态，因此，驱动电机12的扭矩经高速挡主动齿4、高速挡从动齿6和摩擦离合器9传递至输出轴2。

S3：设定驱动电机12的转速参数以及最大循环次数N_max。具体地说，步骤S3中，驱动电机12的转速参数满足转速曲线，该转速曲线由N_max个直角三角形波组成，各个直角三角形波的参数包括幅值n_{m_max}和斜率

各个直角三角形波的幅值n_{m_max}相等，满足其中，n_{m_dn}为驱动电机12在阻力矩为降挡扭矩时的转速，i₁为扭矩回差式换挡机构14的低速挡传动比，i₂为扭矩回差式换挡机构14的高速挡传动比。具体地说，由于输出轴2固定，只要驱动电机12转动，摩擦离合器9就会打滑，阻力矩等于降挡扭矩，即T_r＝T_dn，摩擦离合器9的转速差n_cl＝n_m/i₂，驱动电机12的转速越高，摩擦离合器9的转速差就会越大。由于在实际降挡工况下，当摩擦离合器9的转速差达到条件时，打滑过程结束，即在试验过程中，当驱动电机12的转速达到条件时，驱动电机12的转速就将降低为零。

各个直角三角形波的斜率满足其中，I_v为传动系统等效转动惯量，对于同一型号的扭矩回差式换挡机构14的T_dn和I_v均为固定值。具体地说，不同的斜率对应不同的阻力矩大小，为了模拟不同阻力矩工况下的降挡过程，转速曲线包括多条斜率不同的曲线。直线斜率的计算公式为因为对于特定车型的扭矩回差式换挡机构14，T_dn和I_v均为已知的，因此直线斜率只和阻力矩T_r有关。本实施例如图2所示，驱动电机12的转速曲线包括3种斜率的直线，数量分别为2条、3条和4条。

S4：设定测试结束条件：

a、驱动电机12在转速上升阶段出现T_m≤T_{dn_min}/i₂的时间占比超过δ_x，其中，T_m为驱动电机12的扭矩，T_{dn_min}为降挡扭矩容许范围下限值，i₂为扭矩回差式换挡机构14的高速挡传动比，δ_x为设定值；

b、驱动电机12的循环次数N_x＝N_max。

其中，对于条件a，扭矩回差式换挡机构14以扭矩作为换挡参数，随着换挡次数的增加，摩擦离合器9会发生磨损，造成降挡扭矩点下降，当降挡扭矩下降到容许范围下限T_{dn_min}时，则停止试验，对应的驱动电机扭矩为T_m＝T_{dn_min}/i₂，考虑到测试误差的因素，规定当驱动电机12在转速上升阶段出现T_m≤T_{dn_min}/i₂的时间占比超过δ_x时，比如δ_x＝30％，则认为降挡扭矩下降到容许范围下限T_{dn_min}。

以条件a结束试验表征扭矩回差式换挡机构14未通过摩擦离合器9寿命测试，以条件b结束试验表征扭矩回差式换挡机构14通过摩擦离合器9寿命测试。

S5：启动驱动电机12，直到满足步骤S4中任一条件时测试结束。具体地说，驱动电机12工作于转速模式，将步骤S3确定的驱动电机12转速曲线作为驱动电机的目标转速，直至满足步骤S4规定的其中一个条件时，结束测试。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种扭矩回差式换挡机构摩擦离合器寿命测试方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

S1：拆除低速挡主动齿(3)、低速挡从动齿(5)和超越离合器(7)三者中的任意一个或多个，使低速挡失效；

S2：将输入轴(1)与驱动电机(12)连接，并锁定输出轴(2)；

S3：设定驱动电机(12)的转速参数以及最大循环次数N_max，其中，驱动电机(12)的转速参数满足转速曲线，该转速曲线由N_max个直角三角形波组成，各个直角三角形波的参数包括幅值n_{m_max}和斜率

S4：设定测试结束条件：

a、驱动电机(12)在转速上升阶段出现T_m≤T_{dn_min}/i₂的时间占比超过δ_x，其中，T_m为驱动电机(12)的扭矩，T_{dn_min}为降挡扭矩容许范围下限值，i₂为扭矩回差式换挡机构(14)的高速挡传动比，δ_x为设定值；

b、驱动电机(12)的循环次数N_x＝N_max；

S5：启动驱动电机(12)，直到满足步骤S4中任一条件时测试结束。

2.根据权利要求1所述的扭矩回差式换挡机构摩擦离合器寿命测试方法，其特征在于：各个直角三角形波的幅值n_{m_max}相等，满足其中，n_{m_dn}为驱动电机(12)在阻力矩为降挡扭矩时的转速，i₁为扭矩回差式换挡机构(14)的低速挡传动比。

3.根据权利要求1所述的扭矩回差式换挡机构摩擦离合器寿命测试方法，其特征在于：各个直角三角形波的斜率满足其中，T_dn为降挡扭矩，T_r为阻力矩，I_v为传动系统等效转动惯量，对于同一型号的扭矩回差式换挡机构(14)的T_dn和I_v均为固定值。