CN113588281A - 一种车载换挡性能试验装置及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
一种车载换挡性能试验装置及其试验方法，属于变速器试验技术领域。力传感器设置在试验车的换挡柄上，试验车内设有竖直设置的固定支架，固定支架上设有位移传感器，位移传感器以及力传感器均与采集设备数据传输连接。检查试验车；进行试验装置的组装连接；进行动态换挡性能试验并获取试验结果；进行静态换挡性能试验并获取试验结果。本发明用试验测得的客观数据来解释主观驾评感受的现象，能够指导系统的改善变速器换挡性能；实现了车辆性能对比、竞争对手产品的评估、生产的质量保证、设计改进的评估、润滑油比较、变速箱生命周期各阶段的描述、内部和外部换挡系统的评价以及同步器性能分析，能够更好的进行变速器新品的开发。
Description
技术领域
本发明涉及一种车载换挡性能试验装置及其试验方法，属于变速器试验技术领域。
背景技术
随着社会的发展，消费者对于汽车的安全性、舒适性等性能的期望值越来越高，随之也推动了汽车向着更高效、更安全、更舒适的方向发展。
由于手动变速器技术成熟、价格较低以及较好的驾驶控制感，其在目前仍占据着较大的市场份额。而汽车变速箱的换挡性能直接关系着驾驶的舒适性。换档性能的评价是汽车变速器质量控制的一个重要环节，品质低劣的换档性能不仅会影响汽车乘坐的舒适性，而且还会影响离合器的使用寿命。因此，换挡性能评价具有重要的实际价值和工程意义。
然而，目前对于换挡性能的测试还是主要依靠台架试验进行测试，无整车状态下的测试，因此，对于换挡性能的测试仍然只是停留在试验阶段，没有真正的行车测试，因此无法为生产提供真正有效的行车数据。
发明内容
为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种车载换挡性能试验装置及其试验方法。
实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种车载换挡性能试验装置及其试验方法，包括力传感器、位移传感器、固定支架、采集设备以及试验车；所述力传感器设置在试验车的换挡柄上，所述试验车内设有竖直设置的固定支架，所述固定支架上设有位移传感器，所述位移传感器以及力传感器均与采集设备数据传输连接。
本发明的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，所述方法包括如下步骤：
S1：检查试验车；
S2：进行试验装置的组装连接；
S3：进行动态换挡性能试验并获取试验结果；
S4：进行静态换挡性能试验并获取试验结果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明可对试验车，尤其是轻型载货车进行换挡性能试验，用试验测得的客观数据来解释主观驾评感受的现象，能够指导系统的改善变速器换挡性能；
2、本发明通过车载换挡性能试验装置实现了车辆性能对比、竞争对手产品的评估、生产的质量保证、设计改进的评估、润滑油比较、变速箱生命周期各阶段的描述、内部和外部换挡系统的评价以及同步器性能分析，能够更好的进行变速器新品的开发。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是动态换挡性能试验步骤示意图；
图3是动态换挡时斜向换挡示意图；
图4是换挡杆自由间隙试验步骤示意图；
图5是换挡力测量试验步骤示意图；
图6是换挡力测量结果的理论图；
图7是选档力测量试验步骤示意图；
图8是选档力测量结果的理论图；
图9是换挡刚度测量试验步骤示意图；
图10是换挡刚度测量斜率图；
图11是选挡刚度测量试验步骤示意图；
图12是选挡刚度测量斜率图；
图13是H门试验步骤示意图；
图14是换挡性能试验结果的评价标准。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
手动变速器目前仍然占据着最大的市场,对其换挡品质评价虽然在国内外都有着大量研究,但大多都仅仅从主观评价角度出来进行调查和统计打分,没有跟其试验数据结合,这造成了换挡品质评价的不稳定性，评价过程繁杂，同时变速器的开发也需要较长的周期。因此,如何将品质评价与实测数据联系起来,实现品质评价的标准化和客观性,一直是变速器设计和试验方面需要解决的问题。
目前评价方法大都只适用于手动挡轿车，对我司目前变速器搭载的轻型载货汽车未有明确要求及规范。通过借助吉孚换挡分析系统及我司自己的评价标准，对轻型载货车进行换挡性能试验，用试验测得的客观数据来解释主观驾评感受的现象，能够指导系统的改善变速器换挡性能。
一种车载换挡性能试验装置，包括力传感器1、位移传感器2、固定支架3、采集设备4以及试验车6；所述力传感器1设置在试验车6的换挡柄5上，所述试验车6的副驾驶室内设有竖直设置的固定支架3，所述固定支架3为长度可调的伸缩杆，便于适应不同车型的使用需求以及满足安装需求；固定支架3上设有位移传感器2，所述位移传感器2以及力传感器1均与采集设备4(例如电脑)数据传输连接。
本发明的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，所述方法包括如下步骤：
S1：在进行车载换挡性能试验前，先检查试验车6，包括：检查车辆换挡是否卡滞；检查车辆换挡柄球头是否能拆卸；检查车辆是否可以正常启动以及发动机、变速器运转是否平稳无异响；检查车辆离合器是否结合平稳，换挡时齿轮啮合是否灵便，方向盘转动是否灵活，传动轴是否无异响；检查车辆外观是否正常；检查车辆是否可以正常；检查车辆信号灯是否正常；检查车辆临牌、保险、随车其他附件是否齐全，检查是否无三漏现象，机油及冷却液液位、仪表灯、胎压是否正常；确认车辆车辆公里数，以确保试验车6符合试验要求；
S2：确保试验车6无问题后，进行试验装置的组装连接；
S201：将试验车6的换挡柄5的球头拆下；
S202：将三向的力传感器1安装在换挡柄5的末端，
S203：将固定支架3竖直设置在试验车6内，并将固定支架3的上端与车内顶顶紧，将固定支架3的下端与车底盘或副驾驶座顶紧，对固定支架3的使用长度进行固定，使用时也可以设置另一个支架，将其吸附在车前玻璃上，以使整个装置更牢固稳定；
S204：将位移传感器2安装在固定支架3上；
S205：将力传感器1以及位移传感器2分别通过对应的传感器线束连接至采集设备4，使采集信号接入采集设备4。
S3：通过试验装置进行动态换挡性能试验并获取试验结果，包括：各挡位的最大换挡力以及同步冲量的平均数；
S301：试验装置连接好后，驾驶员打开车门进入驾驶舱，锁紧车门后，系好安全带，启动试验车6；
S302：驾驶试验车6低速(0-20km/h)行驶，且在行驶过程中分别对每个挡位进行至少200次的磨合，车辆行驶时注意周围路况，保证行车安全；
S303：试验车6至少低速行驶20分钟后，进行快速换挡试验；
S30301：移动换挡杆，将挡位挂至1挡；
S30302：踩动油门踏板，使转速升至2000rpm后保持车速稳定；
S30303：快速踩动离合踏板，同时将换挡杆从1挡换至2挡，换挡时间在0.5s内完成；
S30304：轻轻的释放离合踏板至自然带速，并将手从换挡杆拿开；
S30305：踩动油门踏板，使转速升至1500rpm后保持车速稳定；
S30306：快速踩动离合踏板，同时将换挡杆从2挡换至1挡，换挡时间在0.5s内完成；
S30307：重复S30301-S30306整组动作至少50组；
S30308：移动换挡杆，将挡位挂至2挡；可以是直接从空挡挂至2挡，也可以是从空挡挂至1挡再挂至2挡，由于只需要2挡以后的操作数据，因此如果挂至2挡不影响本部分数据结果；后续操作同理；
S30309：踩动油门踏板，使转速升至2000rpm后保持车速稳定；
S303010：快速踩动离合踏板，同时将换挡杆从2挡换至3挡，换挡时间在0.5s内完成；
S303011：轻轻的释放离合踏板至自然带速，并将手从换挡杆拿开；
S303012：踩动油门踏板，使转速升至1500rpm后保持车速稳定；
S303013：快速踩动离合踏板，同时将换挡杆从3挡换至2挡，换挡时间在0.5s内完成；
S303014：重复S30308-S303014整组动作至少50组；
S303015：移动换挡杆，将挡位挂至3挡；
S303016：踩动油门踏板，使转速升至2000rpm后保持车速稳定；
S303017：快速踩动离合踏板，同时将换挡杆从3挡换至4挡，换挡时间在0.5s内完成；
S303018：轻轻的释放离合踏板至自然带速，并将手从换挡杆拿开；
S303019：踩动油门踏板，使转速升至1500rpm后保持车速稳定；
S303020：快速踩动离合踏板，同时将换挡杆从4挡换至3挡，换挡时间在0.5s内完成；
S303021：重复S303015-S303021整组动作至少50组；
S303022：移动换挡杆，将挡位挂至4挡；
S303023：踩动油门踏板，使转速升至2000rpm后保持车速稳定；
S303024：快速踩动离合踏板，同时将换挡杆从4挡换至5挡，换挡时间在0.5s内完成；
S303025：轻轻的释放离合踏板至自然带速，并将手从换挡杆拿开；
S303026：踩动油门踏板，使转速升至1500rpm后保持车速稳定；
S303027：快速踩动离合踏板，同时将换挡杆从5挡换至4挡，换挡时间在0.5s内完成；
S303028：重复S303022-S303028整组动作至少50组。
在2挡和3挡以及4挡和5挡的换挡测量应该遵循斜向换挡步骤，以2挡和3挡的换挡测量为例，如图2所示，在挂入2挡后，按照点2的挂挡轨迹直接快速的挂3挡，然后再直接快速的挂回2挡，重复以上步骤20-30次。4挡和5挡的换挡测量同理。斜向操作由特定驾驶员操作。
S304：通过试验装置进行怠速换挡性能试验；
S30401：驾驶员先确定将换挡杆位于空挡；
S30402：踩动离合踏板，适度速度(0-10km/h)下将换挡杆挂入起步挡位(1挡或倒挡)，换挡时间在0.5-1s内完成；
S30403：将换挡杆换回至空挡，释放离合器踏板；
S30404：重复S30401-S30403整组动作至少30组。
S305：获取怠速换挡性能试验的试验结果，包括：最大换挡力水平、同步后(指接合套与啮合齿圈速度一致)的冲击感和是否出现卡滞；
S4：通过试验装置进行静态换挡性能试验并获取试验结果。
S401：进行完动态换挡性能试验后，将车辆缓慢停至安全位置，关闭发动机，踩下离合器踏板，使离合器分离，开始进行静态换挡试验。测量换挡杆自由间隙；
S40101：驾驶员手握换挡杆，首先在空挡位置以最小的力量非常缓慢的顺时针旋转换挡杆；
S40102：当采集设备4显示力大于15N时，停止旋转；
S40103：对其余每个挡位分别重复S40101-S40102。
S402：测量换挡力；
S40201：测量前应对各个目标挡位进行试挂挡，确保挡位无问题；
S40202：驾驶员手握换挡杆，缓慢且连续的将换挡杆从空挡挂至3挡；
S40203：完全进挡后在换挡杆上增加力至100-120N(通过采集设备判定)；
S40204：缓慢且连续的用最小的力将换挡杆从3挡挂回空挡；
S40205：到达空挡位置后，将换挡杆从空挡向4挡移动1/4-1/3的距离；
S40206：将换挡杆再次挂到3挡；
S40207：重复S40202-S40206整组动作至少15组；
S40208：对其余每个挡位分别重复S40202-S40207。
S403：测量选挡力；
S40301：驾驶员手握换挡杆，缓慢且连续地将换挡杆从空挡移到1挡与2挡之间的中部；
S40302：到达限位点后在换挡杆上增加力至80-100N(通过采集设备判定)；
S40303：缓慢且连续地将换挡杆从1挡与2挡之间的中部移动到5挡与R挡之间的中部；
S40304：到达限位点后在换挡杆上增加力至80-100N(通过采集设备判定)；
S40305：将换挡杆从5挡与R挡之间的中部移动到1挡与2挡之间的中部；
S40306：重复S40301-S40305整组动作至少15组。
S404：测量换挡刚度；
S40401：将换挡杆挂入3挡；
S40402：挂到挡位后向正方向以90-110N的力推动换挡杆；
S40403：释放换挡杆，让其自动地回到3挡；
S40404：重复S40401-S40403整组动作至少15组，即可得到换挡系统的正向换挡刚度，测试过程中，采集设备4的测试软件会自动生成斜率图，在斜率图曲线上选取30N以及80N两点，即可计算出斜率(斜率：一条射线和水平线的交角的正切)，斜率即为系统正向换挡刚度。
S40405：将换挡杆挂入4挡；
S40406：挂到挡位后向负方向以90-110N的力推动换挡杆；
S40407：释放换挡杆，让其自动地回到4挡；
S40408：重复S40405-S40407整组动作至少15组，即可得到换挡系统的负向换挡刚度，测试过程中，采集设备4的测试软件会自动生成斜率图，在斜率图曲线上选取30N以及80N两点，即可计算出斜率(斜率：一条射线和水平线的交角的正切)，斜率即为系统负向换挡刚度。
S405：测量选挡刚度；
S40501：将换挡杆挂入3挡；
S40502：向左方以90-110N的力推动换挡杆；
S40503：释放换挡杆，让其自动地回到3挡；
S40504：向右方以90-110N的力推动换挡杆；
S40505：重复S40501-S40504整组动作至少10组，即可得到换挡系统的正向和负向的选挡刚度，测试过程中，采集设备4的测试软件会自动生成斜率图，在斜率图曲线上选取30N以及80N两点，即可计算出斜率(斜率：一条射线和水平线的交角的正切)，斜率即为系统正向和负向的选挡刚度。
S406：测量H门。
S40601：驾驶员手握换挡杆，将换挡杆挂入1档；
S40602：将换挡杆沿换挡器1档的边框进行描边运动；
S40603：将换挡杆挂入2档；
S40604：将换挡杆沿换挡器2档的边框进行描边运动；
S40605：将换挡杆挂入3档；
S40606：将换挡杆沿换挡器3档的边框进行描边运动；
S40607：将换挡杆挂入4档；
S40608：将换挡杆沿换挡器4档的边框进行描边运动；
S40609：将换挡杆挂入5档；
S406010：将换挡杆沿换挡器5档的边框进行描边运动；
S406011：将换挡杆挂入R档；
S406012：将换挡杆沿换挡器R档的边框进行描边运动；
S406013：整个过程中需缓慢且力超过50N，重复S40601-S406012整组动作至少20组。
静态换挡试验主要测量参数除了上述参数还包括摘挡力、吸入感、换挡行程、回位力、选挡行程、向换挡等；
怠速换挡试验测量参数：空换一以及空换倒；
动态换挡试验测量参数：换挡力以及二次冲击。
本发明克服了现有技术中的缺点，创建了我司自己的换挡性能试验方法及评价标准。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (13)
1.一种车载换挡性能试验装置，其特征在于：包括力传感器(1)、位移传感器(2)、固定支架(3)、采集设备(4)以及试验车(6)；所述力传感器(1)设置在试验车(6)的换挡柄(5)上，所述试验车(6)内设有竖直设置的固定支架(3)，所述固定支架(3)上设有位移传感器(2)，所述位移传感器(2)以及力传感器(1)均与采集设备(4)数据传输连接。
2.根据权利要求1所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
S1：检查试验车(6)；
S2：进行试验装置的组装连接；
S3：进行动态换挡性能试验并获取试验结果；
S4：进行静态换挡性能试验并获取试验结果。
3.根据权利要求2所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述S2包括如下步骤：
S201：将试验车(6)的换挡柄(5)的球头拆下；
S202：将力传感器(1)安装在换挡柄(5)的末端；
S203：将固定支架(3)设置在试验车(6)内，对固定支架(3)的使用长度进行固定；
S204：将位移传感器(2)安装在固定支架(3)上；
S205：将力传感器(1)以及位移传感器(2)分别通过对应的传感器线束连接至采集设备(4)，使采集信号接入采集设备(4)。
4.根据权利要求3所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述S3包括如下步骤：
S301：启动试验车(6)；
S302：驾驶试验车(6)低速行驶，且在行驶过程中分别对每个挡位进行至少200次的磨合；
S303：进行快速换挡试验；
S304：进行怠速换挡性能试验；
S305：获取怠速换挡性能试验的试验结果。
5.根据权利要求4所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述S303包括如下步骤：
S30301：移动换挡杆，将挡位挂至1挡；
S30302：踩动油门踏板，使转速升至2000rpm；
S30303：踩动离合踏板，同时将换挡杆从1挡换至2挡；
S30304：释放离合踏板至自然带速；
S30305：踩动油门踏板，使转速升至1500rpm；
S30306：踩动离合踏板，同时将换挡杆从2挡换至1挡；
S30307：重复S30301-S30306整组动作至少50组；
S30308：移动换挡杆，将挡位挂至2挡；
S30309：踩动油门踏板，使转速升至2000rpm；
S303010：踩动离合踏板，同时将换挡杆从2挡换至3挡；
S303011：释放离合踏板至自然带速；
S303012：踩动油门踏板，使转速升至1500rpm；
S303013：踩动离合踏板，同时将换挡杆从3挡换至2挡；
S303014：重复S30308-S303014整组动作至少50组；
S303015：移动换挡杆，将挡位挂至3挡；
S303016：踩动油门踏板，使转速升至2000rpm；
S303017：踩动离合踏板，同时将换挡杆从3挡换至4挡；
S303018：释放离合踏板至自然带速；
S303019：踩动油门踏板，使转速升至1500rpm；
S303020：踩动离合踏板，同时将换挡杆从4挡换至3挡；
S303021：重复S303015-S303021整组动作至少50组；
S303022：移动换挡杆，将挡位挂至4挡；
S303023：踩动油门踏板，使转速升至2000rpm；
S303024：踩动离合踏板，同时将换挡杆从4挡换至5挡；
S303025：释放离合踏板至自然带速；
S303026：踩动油门踏板，使转速升至1500rpm；
S303027：踩动离合踏板，同时将换挡杆从5挡换至4挡；
S303028：重复S303022-S303028整组动作至少50组。
6.根据权利要求4所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述S304包括如下步骤：
S30401：确定将换挡杆位于空挡；
S30402：踩动离合踏板，将换挡杆挂入起步挡位；
S30403：将换挡杆换回至空挡，释放离合器踏板；
S30404：重复S30401-S30403整组动作至少30组。
7.根据权利要求2所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述S4包括如下步骤：
S401：测量换挡杆自由间隙；
S402：测量换挡力；
S403：测量选挡力；
S404：测量换挡刚度；
S405：测量选挡刚度；
S406：测量H门。
8.根据权利要求7所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述S401包括如下步骤：
S40101：在空挡位置顺时针旋转换挡杆；
S40102：当采集设备(4)显示力大于15N时，停止旋转；
S40103：对其余每个挡位分别重复S40101-S40102。
9.根据权利要求7所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述S402包括如下步骤：
S40201：对各个目标挡位进行试挂挡；
S40202：将换挡杆从空挡挂至3挡；
S40203：在换挡杆上增加力至100-120N；
S40204：将换挡杆从3挡挂回空挡；
S40205：将换挡杆从空挡向4挡移动1/4-1/3的距离；
S40206：将换挡杆再次挂到3挡；
S40207：重复S40202-S40206整组动作至少15组；
S40208：对其余每个挡位分别重复S40202-S40207。
10.根据权利要求7所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述S403包括如下步骤：
S40301：将换挡杆从空挡移到1挡与2挡之间的中部；
S40302：在换挡杆上增加力至80-100N；
S40303：将换挡杆从1挡与2挡之间的中部移动到5挡与R挡之间的中部；
S40304：在换挡杆上增加力至80-100N；
S40305：将换挡杆从5挡与R挡之间的中部移动到1挡与2挡之间的中部；
S40306：重复S40301-S40305整组动作至少15组。
11.根据权利要求7所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述S404包括如下步骤：
S40401：将换挡杆挂入3挡；
S40402：向正方向以90-110N的力推动换挡杆；
S40403：释放换挡杆；
S40404：重复S40401-S40403整组动作至少15组；
S40405：将换挡杆挂入4挡；
S40406：向负方向以90-110N的力推动换挡杆；
S40407：释放换挡杆；
S40408：重复S40405-S40407整组动作至少15组。
12.根据权利要求7所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述S405包括如下步骤：
S40501：将换挡杆挂入3挡；
S40502：向左方以90-110N的力推动换挡杆；
S40503：释放换挡杆；
S40504：向右方以90-110N的力推动换挡杆；
S40505：重复S40501-S40504整组动作至少10组。
13.根据权利要求7-12中任一权利要求所述的一种车载换挡性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述S406包括如下步骤：
S40601：将换挡杆挂入1档；
S40602：将换挡杆沿换挡器1档的边框进行描边运动；
S40603：将换挡杆挂入2档；
S40604：将换挡杆沿换挡器2档的边框进行描边运动；
S40605：将换挡杆挂入3档；
S40606：将换挡杆沿换挡器3档的边框进行描边运动；
S40607：将换挡杆挂入4档；
S40608：将换挡杆沿换挡器4档的边框进行描边运动；
S40609：将换挡杆挂入5档；
S406010：将换挡杆沿换挡器5档的边框进行描边运动；
S406011：将换挡杆挂入R档；
S406012：将换挡杆沿换挡器R档的边框进行描边运动；
S406013：重复S40601-S406012整组动作至少20组。
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|---|---|---|---|
| CN202110672102.8A CN113588281A (zh) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 一种车载换挡性能试验装置及其试验方法 |
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| CN202110672102.8A CN113588281A (zh) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 一种车载换挡性能试验装置及其试验方法 |
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- 2021-06-17 CN CN202110672102.8A patent/CN113588281A/zh active Pending
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