RU2696050C1 - Способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства - Google Patents

Способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства Download PDF

Info

Publication number
RU2696050C1
RU2696050C1 RU2018136388A RU2018136388A RU2696050C1 RU 2696050 C1 RU2696050 C1 RU 2696050C1 RU 2018136388 A RU2018136388 A RU 2018136388A RU 2018136388 A RU2018136388 A RU 2018136388A RU 2696050 C1 RU2696050 C1 RU 2696050C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gearbox
supports
engine
gear
vehicle
Prior art date
Application number
RU2018136388A
Other languages
English (en)
Inventor
Антон Федорович Курносов
Юрий Александрович Гуськов
Виктор Яковлевич Вульферт
Александр Владимирович Сухосыр
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет"
Priority to RU2018136388A priority Critical patent/RU2696050C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2696050C1 publication Critical patent/RU2696050C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/06—Measuring force or stress, in general by measuring the permanent deformation of gauges, e.g. of compressed bodies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/04—Suspension or damping

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к диагностике машин. В способе оценки потерь мощности в коробке передач ТС в опоры коробки передач и/или двигателя устанавливают преобразователи силы, к которым присоединяют измерительное устройство. Разгоняют технически исправное ТС на каждой передаче с максимальным ускорением. Фиксируют пиковые значения усилий на опорах, суммируют эти значения, находят среднее по опорам для соответствующей передачи и принимают его за эталон. Строят зависимость среднего значения пиковых усилий на опорах от включенной передачи и принимают ее за контрольную характеристику. При последующих испытаниях ТС в условиях эксплуатации, при необходимости, доводят до исправного состояния двигатель и сцепление, проводят аналогичные испытания и строят зависимость среднего значения пиковых усилий на опорах от включенной передачи. Сравнивают полученную характеристику с контрольной, определяют отклонение усилий на опорах от эталонных значений и дают оценку потерям мощности в коробке передач. Снижается трудоемкость измерений. 3 ил.

Description

Изобретение относится к области испытания и технического диагностирования машин, в частности к способу оценки потерь мощности в коробке передач (КП) транспортного средства (ТС).
Существующие инструментальные методы оценки потерь мощности в агрегатах трансмиссии зачастую не позволяют провести измерение в реальных условиях эксплуатации, обладают низкой точностью измерений, высокой трудоемкостью реализации и требуют высокотехнологичного оборудования, приобретение которого в большинстве случаев не рационально.
Известен способ определения потерь мощности в коробке передач посредством измерения мощности потребляемого тока асинхронным электродвигателем, приводящим во вращение КП [1]. Для реализации данного способа коробку передач необходимо предварительно демонтировать с транспортного средства, установить на испытательный стенд и подключить цепной привод от ведущего двигателя стенда к первичному валу КП. Мощность NКП, теряемую в агрегате, вычисляют по формуле [1]:
Figure 00000001
где NДВ - мощность, потребляемая двигателем, Вт;
ηДВ - коэффициент полезного действия двигателя;
ηЦП коэффициент полезного действия цепной передачи.
Недостатками данного способа являются необходимость проведения трудоемких подготовительных работ по демонтажу КП с транспортного средства и ее установки на стенд, а также низкая точность измерений, т.к. представленным способом не предусмотрен учет влияния условий окружающей среды на коэффициент полезного действия двигателя и цепной передачи.
Известен способ определения потерь мощности в агрегатах трансмиссии, при котором автомобиль устанавливают на тормозной стенд, подключают измерительное оборудование, пускают двигатель и проводят испытания на постоянном скоростном и нагрузочном режимах и получают зависимости вида [2]:
Figure 00000002
Figure 00000003
где ΔР - разрежение за дросселем во впускном трубопроводе, мм рт.ст.;
τ - время работы автомобиля с момента начала проведения испытания, мин.;
tг.п - температура испытываемого масла в картере главной передачи, °С.
Затем двигатель автомобиля устанавливают на стенд, на котором измеряют эффективную мощность (Ne) и определяют зависимость:
Figure 00000004
Далее устанавливают зависимость потерь эффективной мощности от температуры испытываемого масла в картере главной передачи (Ne=ƒ(tг.п)) путем перестроения функции ΔР=ƒ(τ) с использованием дроссельной характеристики (4), а потери мощности в силовой передаче и на качение колес автомобиля ΔNe определяют по формуле:
Figure 00000005
где
Figure 00000006
- мощность, потребляемая тормозной системой стенда, л.с.;
Figure 00000007
- мощность, потребляемая механической системой и трансмиссией стенда, л.с.
Недостатками указанного способа являются высокая трудоемкость определения потерь мощности и необходимость приобретения дорогостоящего оборудования.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения потерь мощности в коробке передач трактора в условиях эксплуатации, при котором на выходной вал устанавливают проволочные тензометрические датчики, соединенные по полумостовой схеме с влаготермозащитой, коммутация датчиков и усилителя осуществляется ртутными токосъемниками с установленными на них специальными обогревателями. Измерительный комплекс подвергается предварительному тарированию. Потери мощности в КП определяются как разница между эффективной мощностью двигателя и мощностью на выходном валу коробки передач, вычисленная на основании данных, полученных с помощью измерительного комплекса [3].
Несмотря на представленную возможность получения потерь мощности в коробке передач в условиях реальной эксплуатации, данный способ имеет недостатки в виде низкой надежности конструкции, предполагающей наличие токсичных токосъемников, использование которых часто сопровождается нарушением электрических контактов при обрыве цепи из-за недостатка ртути или ее загрязнения и замыканием между кольцами при избытке ртути. Другим недостатком предлагаемого способа является сложность установки тензодатчиков и токосъемников на валы коробки передач, так как при этом требуется разбор агрегата.
Известно, что в случае изменения величины и направления передаваемого через агрегаты трансмиссии эффективного крутящего момента двигателя, на опорах агрегатов возникают усилия, характеризующие реактивный момент. Измеряя данные усилия, можно оценить не только мощность на выходе из коробки передач, но и ее потери в агрегате.
Техническая задача - совершенствование способа оценки потерь мощности в коробке передач за счет снижения трудоемкости и повышения оперативности измерений.
Сущность изобретения заключается в следующем. При проведении испытаний подготавливают транспортное средство, в опоры коробки передач и, в случае жесткого соединения двигателя и коробки передач, в опоры двигателя устанавливают первичные преобразователи силы, к которым присоединяют измерительное устройство. Подготавливают двигатель к пуску, пускают и прогревают его совместно с коробкой передач до номинальной температуры. При предварительных испытаниях осуществляют разгон технически исправного транспортного средства на каждой передаче с максимально возможным ускорением, фиксируют пиковые значения усилий на опорах, суммируют полученные значения, находят среднее по опорам для соответствующей передачи и принимают его за эталонное значение, строят зависимость среднего значения пиковых усилий на опорах от включенной передачи и принимают ее за контрольную характеристику. При последующих испытаниях транспортного средства в условиях эксплуатации проверяют и, при необходимости, доводят до исправного технического состояния двигатель и сцепление, проводят аналогичные испытания и строят зависимость среднего значения пиковых усилий на опорах от включенной передачи, сравнивают полученную характеристику с контрольной, определяют отклонение средних значений пиковых усилий на опорах при эксплуатации от эталонных значений и дают оценку потерям мощности в коробке передач.
Таким образом, возможно создать достаточно простой способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства.
На фиг. 1 представлена схема сил и крутящих моментов, возникающих в коробке передач при передаче крутящего момента от двигателя к ведущим мостам, где Fij - усилия, возникающие на i-й опоре для j-й передачи, Н; Mj - крутящий момент на ведомом валу коробки передач на j-й передаче, Нм; на фиг. 2 - схемы крепления двигателя и коробки передач: а - жесткая связь коробки передач с двигателем; б - связь коробки передач с двигателем карданной передачей; на фиг. 3 - зависимости средних значений пиковых усилий на опорах от номера включенной передачи на примере пятиступенчатой коробки передач с прямой четвертой передачей: а - для коробок передач, жестко связанных с двигателем; б - для коробок передач, связанных с двигателем карданной передачей, где
Figure 00000008
Figure 00000009
- средние значения пиковых усилий на опорах при предварительных испытаниях на j-й передаче при жесткой связи с двигателем и при связи с двигателем карданной передачей соответственно, принятые за эталонные значения, Н;
Figure 00000010
Figure 00000011
- средние значения пиковых усилий на опорах при эксплуатации на j-й передаче при жесткой связи коробки передач с двигателем и при связи с двигателем карданной передачей соответственно, Н;
Figure 00000012
Figure 00000013
- зависимости средних значений пиковых усилий на опорах соответственно при жесткой связи коробки передач с двигателем и при связи с двигателем карданной передачей от номера передачи, принятые за эталонные характеристики;
Figure 00000014
Figure 00000015
- зависимости средних значений пиковых усилий на опорах при эксплуатации соответственно при жесткой связи коробки передач с двигателем и при связи с двигателем карданной передачей; ΔFжj, ΔFкj - отклонения средний значений пиковых усилий на опорах при эксплуатации от эталонных значений для j-й передачи соответственно при жесткой связи с двигателем и при связи с двигателем карданной передачей, Н.
Практически предложенный способ может быть реализован следующим образом.
В штатные опоры коробки передач и двигателя при их жесткой связи устанавливают первичные преобразователи силы, например тензометрические датчики, таким образом, чтобы усилия Fij, передаваемые через опоры раме транспортного средства, полностью воспринимались преобразователями. При связи коробки передач и двигателя карданной передачей, первичные преобразователи силы монтируют только в опоры коробки передач. К преобразователям силы присоединяют измерительное устройство, устанавливают транспортное средство на ровную поверхность, подготавливают двигатель к пуску, пускают и прогревают его совместно с коробкой передач до номинальной температуры. При предварительных испытаниях осуществляют разгон технически исправного транспортного средства на каждой передаче с максимально возможным ускорением, фиксируют пиковые значения усилий
Figure 00000016
на опорах, суммируют полученные значения и находят среднее по опорам для соответствующей передачи по формуле:
Figure 00000017
где i - количество опор КП, шт.;
Figure 00000018
- пиковое значение усилия на i-й опоре для j-й передачи, Н.
Полученные средние значения пиковых усилий на опорах на j-й передаче
Figure 00000019
и
Figure 00000020
принимают за эталонные значения. Затем строят зависимость среднего значения пиковых усилий на опорах при предварительных испытаниях от включенной передачи
Figure 00000021
или
Figure 00000022
и принимают ее за контрольную характеристику. При последующих испытаниях транспортного средства в условиях эксплуатации проверяют и, при необходимости, доводят до исправного технического состояния двигатель и сцепление, проводят аналогичные испытания и строят зависимость среднего значения пиковых усилий на опорах при эксплуатации от включенной передачи
Figure 00000023
или
Figure 00000024
сравнивают полученную зависимость с контрольной характеристикой, определяют отклонение средних значений пиковых усилий на опорах при эксплуатации от эталонных значений (Fж или Fк) и дают оценку потерям мощности в коробке передач.
Отклонения средних значений пиковых усилий на опорах при эксплуатации от эталонных значений ΔFж и ΔFк определяют по формулам:
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027
Figure 00000028
где j - количество передач, на которых производились измерения.
Сравнение зависимости среднего значения пиковых усилий на опорах при эксплуатации от включенной передачи и контрольной характеристики осуществляют для оценки характера полученной зависимости. При наличии местных отклонений полученной зависимости, соответствующих средним усилиям на опорах для определенной передачи, делают вывод о неисправности данной передачи.
Усилия
Figure 00000029
Figure 00000030
при последующих испытаниях в условиях эксплуатации также вычисляют по формуле (1). В случае испытания коробок передач, связанных с двигателем при помощи карданной передачи, расчет величины ΔFк4 по формуле (5) для прямой передачи не проводят, так как усилия на опорах незначительны и не характеризуют передаваемый крутящий момент.
При величине отклонений средних значений пиковых усилий от эталонных более 2%, потери мощности в коробке передач признают существенными, а эффективность ее эксплуатации - неудовлетворительной. Величина отклонений установлена исходя из суммарной погрешности современного измерительного оборудования, составляющей не более 2%, при условии, что повышение потерь мощности в агрегатах трансмиссии при эксплуатации не допускается.
Проверка технического состояния двигателя и сцепления при последующих испытаниях в условиях эксплуатации осуществляется с целью подачи на первичный вал КП крутящего момента, равного по величине крутящему моменту при предварительных испытаниях.
Преобразователи силы устанавливают на стадии производства в целях снижения трудоемкости диагностирования при испытаниях. В качестве измерительного устройства можно использовать аналого-цифровой преобразователь, регистрирующий получаемые электрические импульсы и производящий простейшие вычислительные операции.
Таким образом, можно оценить потери мощности в коробке передач с использованием общедоступных, простых средств измерений и регистрации возникающих усилий.
Список источников
1. Курносов А.Ф. Подогрев механической коробки передач транспортных средств сельскохозяйственного назначения в условиях Сибири: дис. … канд. техн. наук / А.Ф. Курносов - Новосибирск, 2016. - С. 66-67.
2. Брусянцев Н.В. Исследование работы автомобиля при различных вязкостях и температурах масла в механизмах силовой передачи / Н.В. Брусянцев, Г.И. Клинковштейн, Г.П. Покровский // Зимняя эксплуатация автомобилей. Сборник статей. - М.: Автотрансиздат, 1954. - С. 98-101.
3. Селиванов Н.И. Рациональное использование тракторов в зимних условиях / Н.И. Селиванов. - Красноярск, 2006. - С. 181-182.

Claims (1)

  1. Способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства, заключающийся в том, что подготавливают транспортное средство, в опоры коробки передач и, в случае жесткого соединения двигателя и коробки передач, в опоры двигателя устанавливают первичные преобразователи силы, к которым присоединяют измерительное устройство, подготавливают двигатель к пуску, пускают и прогревают его совместно с коробкой передач до номинальной температуры, затем проводят испытания, фиксируя контролируемые параметры, отличающийся тем, что при предварительных испытаниях осуществляют разгон технически исправного транспортного средства на каждой передаче с максимально возможным ускорением, фиксируют пиковые значения усилий на опорах, суммируют полученные значения, находят среднее по опорам для соответствующей передачи и принимают его за эталонное значение, строят зависимость среднего значения пиковых усилий на опорах от включенной передачи и принимают ее за контрольную характеристику, а при последующих испытаниях транспортного средства в условиях эксплуатации проверяют и, при необходимости, доводят до исправного технического состояния двигатель и сцепление, проводят аналогичные испытания и строят зависимость среднего значения пиковых усилий на опорах от включенной передачи, сравнивают полученную характеристику с контрольной, определяют отклонение средних значений пиковых усилий на опорах при эксплуатации от эталонных значений и дают оценку потерям мощности в коробке передач.
RU2018136388A 2018-10-15 2018-10-15 Способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства RU2696050C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136388A RU2696050C1 (ru) 2018-10-15 2018-10-15 Способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136388A RU2696050C1 (ru) 2018-10-15 2018-10-15 Способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696050C1 true RU2696050C1 (ru) 2019-07-30

Family

ID=67587070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018136388A RU2696050C1 (ru) 2018-10-15 2018-10-15 Способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2696050C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112734146A (zh) * 2019-10-28 2021-04-30 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车变速器效率的计算方法、计算机设备和存储介质
RU2798747C1 (ru) * 2023-03-17 2023-06-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" Способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU35004U1 (ru) * 2003-07-29 2003-12-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Измерительная система
RU35611U1 (ru) * 2003-08-01 2004-01-27 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Тарировочный стенд имитатора

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU35004U1 (ru) * 2003-07-29 2003-12-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Измерительная система
RU35611U1 (ru) * 2003-08-01 2004-01-27 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Тарировочный стенд имитатора

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112734146A (zh) * 2019-10-28 2021-04-30 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车变速器效率的计算方法、计算机设备和存储介质
RU2798747C1 (ru) * 2023-03-17 2023-06-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" Способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3126811B1 (en) Method and system for use in dynamometer testing of a motor vehicle
CN103983460B (zh) 一种车辆内阻测试方法
CN102175462B (zh) 一种汽车换挡品质评价试验测试系统
RU2696050C1 (ru) Способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства
CN105628378A (zh) 齿轮动应力测试设备
WO2006018607A1 (en) Torque measurement within a powertrain
CN113281035B (zh) 一种自动变速器锁止异响的测试方法
CN111175048B (zh) 一种用于自动档车辆的发动机性能对标试验系统及使用方法
US7370516B2 (en) Method for estimating transmission input torque
JP4655677B2 (ja) 動力伝達系の試験装置とその制御方法
CN104422592A (zh) 汽车离合系统性能测试台架装置及包括其的测试系统
AT516025B1 (de) Verfahren zum testen des verhaltens einer brennkraftmaschine
JP3444163B2 (ja) エンジンおよびドライブトレーンの性能試験装置とトルク検出装置
Pochi et al. Dynamic-energetic balance of agricultural tractors: active systems for the measurement of the power requirements in static tests and under field conditions
CN110793690B (zh) 一种在混合动力总成台架上测试电机效率的方法
RU2798747C1 (ru) Способ оценки потерь мощности в коробке передач транспортного средства
RU2669224C2 (ru) Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания
CN113008553B (zh) 新能源减速器冲击耐久试验装置
CN110082100B (zh) 一种风电机组偏航驱动系统均载测试验证方法
CN209820769U (zh) 一种新能源纯电动汽车电驱动总成检测装置
RU2692291C1 (ru) Способ оценки технического состояния механизма сцепления транспортного средства
CN112067290B (zh) 一种新能源电动汽车驱动轴振动测试装置、系统及方法
KR102223172B1 (ko) 토크 산출 기능을 구비하는 농업용 차량
CN204758294U (zh) 变速箱空载扭矩损失测量的台架装置
Yao et al. Development of a Research Purpose Transmission Dynamometer Facility

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201016