CN114295371A - 一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法，选择N个试验中的前n个试验进行空载工况下的待测样本的中位秩α_k的计算；根据待测样本的中位秩α_k对前n个试验分别进行加权值w_k的计算；对前n个试验分别进行加载工况下的待测样本的中位秩β_k的计算；在相同档位和输入转速下，将加权值和中位秩β_k相乘；将多个档位及其对应输入转速下的乘积求和得到的PQ为待测样本的传递效率性能评估指标；根据传递效率性能评估指标PQ与设定阈值进行对比，最终得到待测样本的在测试速度数目为n时的传递效率性能评估结果；本发明能够实现基于空载工况和加载工况下的液力机械综合传动装置直驶模式传递效率性能评估归一化指标的构建。

Description

一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法

技术领域

本发明属于性能/质量评估领域，具体涉及一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法。

背景技术

液力机械综合传动装置属于复杂机械传动装置，内部包括大量齿轮、轴和轴承等关键零部件，由此引起的功率损失包括旋转零部件搅油损失、齿轮传动摩擦损失以及润滑系统的功率损失等。为满足实际工况需求，需要设置多种工作模式，并对应多个档位，而直驶工作模式占最大比重，因此对其进行传递效率性能评估，能够对其运行质量进行监控，达到促进质量持续提升的目的。

在液力机械综合传动装置传递效率测试过程中，测试工况包括档位及其典型输入转速、加载程度等定量因素，以及温度、箱体内部液面高度等不确定性因素。因此若要对该装置直驶模式下的传递效率性能进行准确评估，需要考虑多工况的测试数据。但如果测试工况过多，则会影响评价的时效性，以及人力物力的浪费，为此需要对测试工况的数量大小及传递效率性能相关评价方法进行研究。

现有技术方案未发现涉及多档位多输入转速工况下复杂机械传动装置直驶模式下的传递效率综合评估方法。如果采用空载和指定加载下分别对多档位多输入转速工况进行性能评估，然后加权求和的计算方法，无法体现两者的关联性。同时，为得到稳定的评估值，需要工况的数量也无法确定。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法，能够实现基于空载工况和加载工况下的液力机械综合传动装置直驶模式传递效率性能评估归一化指标的构建。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法，令待进行试验的所述液力机械综合传动装置的个数为j台；每台液力机械综合传动装置的档位个数均为E个，输入转速个数均为F个；每台液力机械综合传动装置按照设定排序k分别进行N＝E*F个试验，1≤k≤N；

在同一档位和同一输入转速下，共有j个试验样本；选择其中任意一台液力机械综合传动装置作为待测样本；

所述评估方法的具体步骤如下：

步骤一，选择N个试验中的前n个试验进行空载工况下的待测样本的中位秩α_k的计算；n为测试速度数目，前n个试验包括k＝1的试验、k＝2的试验、…、k＝n的试验，即1≤n≤N；

步骤二，根据待测样本的中位秩α_k对步骤一选择的前n个试验分别进行加权值w_k的计算；

步骤三，对步骤一选择的前n个试验分别进行加载工况下的待测样本的中位秩β_k的计算；

步骤四，在相同档位和输入转速下，将步骤二得到的加权值和步骤三得到的中位秩相乘；

步骤五，将步骤四中多个档位及其对应输入转速下的乘积求和得到：

其中，PQ为待测样本的传递效率性能评估指标；

步骤六，根据步骤五的传递效率性能评估指标PQ与设定阈值进行对比，最终得到待测样本的在测试速度数目为n时的传递效率性能评估结果。

进一步的，在步骤一中，所述空载工况下的待测样本的中位秩的计算方法如下：

在k＝1的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行空载试验，得到有j个空损功率，对j个空损功率进行从小到大的排序，待测样本的空损功率在所述排序中位列第i₁，1≤i₁≤j，则待测样本的中位秩为：

在k＝2的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行空载试验，得到有j个空损功率，对j个空损功率进行从小到大的排序，待测样本的空损功率在所述排序中位列第i₂，1≤i₂≤j，则待测样本的中位秩为：

以此类推，计算得到k＝n的档位、输入转速下，待测样本的中位秩为：

进一步的，在步骤二中，所述加权值w_k的计算公式如下；

得到k＝1的档位、输入转速下的加权值

k＝2的档位、输入转速下的加权值

以此类推，k＝n的档位、输入转速下的加权值

进一步的，在步骤三中，所述加载工况下的中位秩的计算方法如下：

在k＝1的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行加载试验，得到有j个传递效率，对j个传递效率进行从小到大的排序，待测样本的传递效率在所述排序中位列第i₁'，1≤i₁'≤j，则待测样本的中位秩为：

在k＝2的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行加载试验，得到有j个传递效率，对j个传递效率进行从小到大的排序，待测样本的传递效率在所述排序中位列第i₂'，1≤i₂'≤j，则待测样本的中位秩为：

以此类推，计算得到k＝n的档位、输入转速下，待测样本的中位秩为：

进一步的，步骤四的具体方法如下：

在k＝1的档位、输入转速下，将步骤二得到的加权值w₁和步骤三得到的待测样本的中位秩β₁相乘，得到PQ₁＝w₁β₁；

在k＝2的档位、输入转速下，将步骤二得到的加权值w₂和步骤三得到的待测样本的中位秩β₂相乘，得到PQ₂＝w₂β₂；

以此类推，在k＝n的档位、输入转速下，将步骤二得到的加权值w_n和步骤三得到的待测样本的中位秩β_n相乘，得到PQ_n＝w_nβ_n。

进一步的，在步骤六中，传递效率性能评估指标PQ与设定阈值进行对比如下：

进一步的，更换不同的测试速度数目n或更换不同的液力机械综合传动装置作为待测样本，重复步骤一到步骤六，可得到不同的液力机械综合传动装置在不同档位及输入转速下的直驶效率性能评估结果。

有益效果：

(1)本发明的液力机械综合传动装置属于复杂机械传动装置，本发明从空载工况和加载工况下传递效率值的统计出发，考虑空载工况和加载工况下传递效率的相关性，实现空损功率和传递效率两种不同量纲数据进行加权信息融合，通过测试速度数目的动态加入，得到液力机械综合传动装置直驶模式的稳定的传递效率性能归一化评估指标；通过设定阈值，对性能优劣程度进行判断，实现了传递效率性能评估优劣程度的判定；本发明能够在尽量少的多档位测速数目下对传动效率性能进行评估，不仅实现液力机械综合传动装置的质量管控，还节约了大量的测试时间和成本。

(2)本发明采用非参数统计进行加权计算，避免概率分布假设错误带来的误差，使得评估结果更为通用化。

(3)本发明通过动态测试速度数目下传递效率性能评估指标的计算，获得了能够得到平稳性能评估指标的测试速度数目，从而节约传递效率性能评估过程的时间，避免了测试过程中的浪费。

附图说明

图1为本发明的工作流程图；

图2为本发明的空损功率随输入转速的统计变化规律图；

图3为本发明的传递效率随输入转速的统计变化规律图；

图4为总测速速度数目下各测试样本的直驶效率性能评估指标图；(a)直驶效率性能评估指标为优的指标图；(b)直驶效率性能评估指标为良的指标图；(c)直驶效率性能评估指标为中的指标图；(d)直驶效率性能评估指标为差的指标图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法，令待进行试验的所述液力机械综合传动装置的个数为j台；每台液力机械综合传动装置的档位个数均为E个，输入转速个数均为F个；每台液力机械综合传动装置按照档位从前到后，输入转速从小到大的顺序分别进行N＝E*F个试验(即先在最前档位下，按照输入转速从小到大的顺序进行F个试验，以此类推，最后在最后档位下，按照输入转速从小到大的顺序进行F个试验)；N个试验的排序为k，即k＝1时，对应最前档位、最小输入转速的方案，k＝2时，对应最前档位、第二小输入转速的方案，依次类推，k＝N时，对应最后档位、最大输入转速的方案，1≤k≤N；

由于液力机械综合传动装置的个数为j台，因此，在同一档位和同一输入转速下，共有j个试验样本；

参见附图1，所述评估方法的具体步骤如下：

步骤一，选择N个试验中的前n个试验(即测试速度数目为n)进行空载工况下的中位秩α_k的计算，前n个试验包括k＝1的试验、k＝2的试验、…、k＝n的试验，1≤n≤N；所述空载工况下的中位秩的计算方法如下：

在k＝1的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行空载试验，参见附图2，得到有j个空损功率，选择其中任意一台液力机械综合传动装置作为待测样本，其余74台液力机械综合传动装置作为参考样本，对j个空损功率进行从小到大的排序，待测样本的空损功率在所述排序中位列第i₁，1≤i₁≤j，则待测样本的中位秩为：

在k＝2的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行空载试验，得到有j个空损功率，对j个空损功率进行从小到大的排序，k＝1选择的待测样本的空损功率在所述排序中位列第i₂，1≤i₂≤j，则待测样本的中位秩为：

以此类推，计算得到k＝n的档位、输入转速下，待测样本的中位秩为：

步骤二，对步骤一选择的前n个试验分别进行加权值w_k的计算，计算公式如下；

其中，

得到k＝1的档位、输入转速下的加权值

k＝2的档位、输入转速下的加权值

以此类推，k＝n的档位、输入转速下的加权值

步骤三，对步骤一选择的前n个试验分别进行加载工况下的中位秩β_k的计算，所述加载工况下的中位秩的计算方法如下：

在k＝1的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行加载试验，参见附图3，得到有j个传递效率，对j个传递效率进行从小到大的排序，步骤一选择的待测样本的传递效率在所述排序中位列第i₁'，1≤i₁'≤j，则待测样本的中位秩为：

在k＝2的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行加载试验，得到有j个传递效率，对j个传递效率进行从小到大的排序，步骤一选择的待测样本的传递效率在所述排序中位列第i₂'，1≤i₂'≤j，则待测样本的中位秩为：

以此类推，计算得到k＝n的档位、输入转速下，待测样本的中位秩为：

步骤四，在相同档位和输入转速下，将步骤二得到的加权值和步骤三得到的中位秩相乘，具体如下：

在k＝1的档位、输入转速下，将步骤二得到的加权值w₁和步骤三得到的待测样本的中位秩β₁相乘，得到PQ₁＝w₁β₁；

在k＝2的档位、输入转速下，将步骤二得到的加权值w₂和步骤三得到的待测样本的中位秩β₂相乘，得到PQ₂＝w₂β₂；

以此类推，在k＝n的档位、输入转速下，将步骤二得到的加权值w_n和步骤三得到的待测样本的中位秩β_n相乘，得到PQ_n＝w_nβ_n；

步骤五，将步骤四中多个档位及其对应输入转速下的乘积求和得到：

其中，PQ为待测样本的传递效率性能评估指标；

步骤六，根据步骤五的传递效率性能评估指标PQ，评价待测样本的传递效率性能，评价方法如下：

最终得到待测样本的在测试速度数目为n时的传递效率性能评估结果；

步骤七，更换不同的测试速度数目n或更换不同的液力机械综合传动装置作为待测样本，重复步骤一到步骤六，可得到不同的液力机械综合传动装置在不同档位及输入转速下的直驶效率性能评估结果。

本实施例中，液力机械综合传动装置的个数为75台，每台液力机械综合传动装置的档位包括：六个前进档F1、F2、F3、F4、发、F5、F6及两个后退档R1、R2，输入转速包括：1600rpm、1800rpm、2000rpm、2200rpm，即E＝8，F＝4，N＝32；如表1所示：

表1试验方案

每台液力机械综合传动装置进行32个试验的排序如下：

(1)F1-1600(k＝1)→F1-1800(k＝2)→F1-2000(k＝3)→F1-2200(k＝4)→

(2)F2-1600(k＝5)→F2-1800(k＝6)→F2-2000(k＝7)→F2-2200(k＝8)→

(3)F3-1600(k＝9)→F3-1800(k＝10)→F3-2000(k＝11)→F3-2200(k＝12)→

(4)F4-1600(k＝13)→F4-1800(k＝14)→F4-2000(k＝15)→F4-2200(k＝16)→

(5)F5-1600(k＝17)→F5-1800(k＝18)→F5-2000(k＝19)→F5-2200(k＝20)→

(6)F6-1600(k＝21)→F6-1800(k＝22)→F6-2000(k＝23)→F6-2200(k＝24)→

(7)R1-1600(k＝25)→R1-1800(k＝26)→R1-2000(k＝27)→R1-2200(k＝28)→

(8)R2-1600(k＝29)→R2-1800(k＝30)→R2-2000(k＝31)→R2-2200(k＝32)。

通过对四台液力机械综合传动装置，即四个随机待测样本进行直驶效率性能评估测试，分别得到在不同测试速度数目n时的传递效率性能评估结果，结合公式(9)，可以分为优、良、中、差四种状态，结果如图4所示。从图4中可以看出，在动态加入测试速度数目10个以内时，即可得到稳定的传递效率性能评估指标，从而为节约测试时间奠定基础。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法，其特征在于，令待进行试验的所述液力机械综合传动装置的个数为j台；每台液力机械综合传动装置的档位个数均为E个，输入转速个数均为F个；每台液力机械综合传动装置按照设定排序k分别进行N＝E*F个试验，1≤k≤N；

在同一档位和同一输入转速下，共有j个试验样本；选择其中任意一台液力机械综合传动装置作为待测样本；

所述评估方法的具体步骤如下：

步骤一，选择N个试验中的前n个试验进行空载工况下的待测样本的中位秩α_k的计算；n为测试速度数目，前n个试验包括k＝1的试验、k＝2的试验、…、k＝n的试验，即1≤n≤N；

步骤二，根据待测样本的中位秩α_k对步骤一选择的前n个试验分别进行加权值w_k的计算；

步骤三，对步骤一选择的前n个试验分别进行加载工况下的待测样本的中位秩β_k的计算；

步骤四，在相同档位和输入转速下，将步骤二得到的加权值和步骤三得到的中位秩相乘；

步骤五，将步骤四中多个档位及其对应输入转速下的乘积求和得到：

其中，PQ为待测样本的传递效率性能评估指标；

步骤六，根据步骤五的传递效率性能评估指标PQ与设定阈值进行对比，最终得到待测样本的在测试速度数目为n时的传递效率性能评估结果。

2.如权利要求1所述的一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法，其特征在于，在步骤一中，所述空载工况下的待测样本的中位秩的计算方法如下：

在k＝1的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行空载试验，得到有j个空损功率，对j个空损功率进行从小到大的排序，待测样本的空损功率在所述排序中位列第i₁，1≤i₁≤j，则待测样本的中位秩为：

在k＝2的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行空载试验，得到有j个空损功率，对j个空损功率进行从小到大的排序，待测样本的空损功率在所述排序中位列第i₂，1≤i₂≤j，则待测样本的中位秩为：

以此类推，计算得到k＝n的档位、输入转速下，待测样本的中位秩为：

3.如权利要求1所述的一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法，其特征在于，在步骤二中，所述加权值w_k的计算公式如下；

得到k＝1的档位、输入转速下的加权值

k＝2的档位、输入转速下的加权值

以此类推，k＝n的档位、输入转速下的加权值

4.如权利要求1所述的一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法，其特征在于，在步骤三中，所述加载工况下的中位秩的计算方法如下：

在k＝1的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行加载试验，得到有j个传递效率，对j个传递效率进行从小到大的排序，待测样本的传递效率在所述排序中位列第i₁'，1≤i₁'≤j，则待测样本的中位秩为：

在k＝2的档位、输入转速下对j台液力机械综合传动装置进行加载试验，得到有j个传递效率，对j个传递效率进行从小到大的排序，待测样本的传递效率在所述排序中位列第i₂'，1≤i₂'≤j，则待测样本的中位秩为：

以此类推，计算得到k＝n的档位、输入转速下，待测样本的中位秩为：

5.如权利要求1-4任一项所述的一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法，其特征在于，步骤四的具体方法如下：

在k＝1的档位、输入转速下，将步骤二得到的加权值w₁和步骤三得到的待测样本的中位秩β₁相乘，得到PQ₁＝w₁β₁；

在k＝2的档位、输入转速下，将步骤二得到的加权值w₂和步骤三得到的待测样本的中位秩β₂相乘，得到PQ₂＝w₂β₂；

以此类推，在k＝n的档位、输入转速下，将步骤二得到的加权值w_n和步骤三得到的待测样本的中位秩β_n相乘，得到PQ_n＝w_nβ_n。

6.如权利要求1-4任一项所述的一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法，其特征在于，在步骤六中，传递效率性能评估指标PQ与设定阈值进行对比如下：

PQ≥0.75→优

0.5≤PQ<0.75→良

0.3≤PQ<0.5→中

PQ<0.3→差。

7.如权利要求1-4任一项所述的一种液力机械综合传动装置直驶效率性能综合评估方法，其特征在于，更换不同的测试速度数目n或更换不同的液力机械综合传动装置作为待测样本，重复步骤一到步骤六，可得到不同的液力机械综合传动装置在不同档位及输入转速下的直驶效率性能评估结果。

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