机械变速器试验技术及联调试验台设计

第28卷 第6期2008年6月北京理工大学学报

TransactionsofBeijingInstituteofTechnologyVol.28 No.6Jun.2008

自动机械变速器试验技术及联调试验台设计

满益明, 陈慧岩, 龚建伟, 段玉林, 李洪雷

(北京理工大学机械与车辆工程学院,北京 100081)

摘 要:结合实际项目,设计了自动机械变速器(AMT)联调试验台系统.运用汽车动力因数计算车辆等效质量,提出分段模拟车辆行驶阻力试验方案,对飞轮系统进行优化设计,实现了AMT联调试验台可变惯量的模拟加载与匹配.实际应用表明,AMT联调试验台系统符合使用要求.关键词:自动机械变速器;试验台;惯量匹配;飞轮

中图分类号:U467 523;U469 694 文献标识码:A 文章编号:1001 0645(2008)06 0500 05

DesignofaTestBenchSystemforAutomatedMechanicalTransmission

MANYi ming, CHENHui yan, GONGJian wei, DUANYu lin, LIHong lei

(SchoolofMechanicalandVehicularEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)

Abstract:Givesthedesignandimplementationofatestbenchsystemforanautomatedmechanicaltransmission(AMT).Theeffectiveinertiaofvehicleiscalculatedbyapplyingapowerfactor,andanexperimentalmethodsimulatingtheroadresistanceforceinsegmentsisproposed.Afly wheelsystemisoptimallydesignedtoprovidemechanicalinertia.TheloadsimulationandmatchingofvariableinertiaoftheAMTcombineddebuggingtestbenchareachieved.PracticalapplicationprovedthatthedesignofAMTcombinedtestbenchmeetstherequirements.

Keywords:automatedmechanicaltransmission(AMT);testbench;inertiamatching;flywheel 自动机械变速器(AMT)是在传统手动机械式齿轮变速器基础上,用以微处理器为核心的控制器及相应执行机构对选挡、换挡、离合器、制动及发动机供油操纵进行控制[1]而实现的自动变速系统.它不仅保留了原齿轮变速器高效率、低成本、结构简单等优点,而且还具有自动变速器的动力性优越、安全性、排放性和乘坐舒适性良好等特点.AMT台架试验是AMT研究开发中的重要环节,通过台架试验对AMT进行性能测试,优化换挡规律使其与发动机匹配,从而实现最佳的动力性或经济性,同时为AMT的装车奠定基础.目前,国内自动变速箱的试验技术基本为静态或者疲劳加载[2]方式,不能实现动态的加载与稳定.虽然国外具有相关的试验技术与设备,但是其价格高昂,设备使用与维修极不方

便.为此,结合实际项目,作者设计了可动态加载的AMT联调试验台.

1 AMT试验台系统的用途及功能

试验台系统主要完成AMT在实车上的基本性能模拟及自动换挡功能测试,并能模拟部分稳态惯性负载和动态转矩负载.试验台需要实现的主要功能有: 选换挡机构单动作试验与标定; 离合器执行机构单动作试验与标定; 自动变速操控系统与电控发动机之间的通信功能试验; 电控发动机、离合器驱动机构与自动机械变速器的联调试验,包括起步、升降挡、手动和自动模式转换等试验; 记录并显示起步及换挡控制历程; 模拟稳态负载和动态负载的加载.

收稿日期:20070802

作者简介:满益明(1982 ),男,博士生,E mail:manyiming@http://doc.guandang.net;陈慧岩(1961 ),男,教授,博士生导师.

第6期满益明等:自动机械变速器试验技术及联调试验台设计501

2 AMT试验台系统组成及原理

2 1 被测AMT系统组成与工作原理

被测AMT系统由主、副变速箱、电控换挡控制系统及其执行机构组成.主变速箱装有电液换挡机构,副变速箱装有电控气动换挡机构.电控换挡控制系统主要测试参数为变速器输入输出轴转速、发动机转速、离合器行程、制动信号、选位与换挡行程及入口的油压、流量、油温与出口油温等.AMT系统基本原理如图1所示.ECU根据驾驶员的操纵(加速踏板、制动踏板、选挡手柄的位置等)及车辆运行状态(车速、发动机转速、变速器输入轴转速等)等进行综合判断,确定驾驶员意图及路面状况,采用ECU中存储的相应控制规律(最佳换挡规律、离合器接合规律、发动机油门调节规律等),发出控制指令,借助相应执行机构,对油门开度、离合器接合及换挡进行控制,使其实现最佳匹配,从而获得良好的行驶性能、平稳的起步性能和快速的换挡能力

.

速器控制的核心内容.

控制参数主要有发动机油门开度 和车速v,加速度dv/dt有时也被作为一个控制参数.换挡规律主要有单参数、双参数和动态3参数换挡规[4]

律.换挡过渡过程的好坏直接关系到换挡品质,常用换挡时间、冲击度及离合器滑磨功3项指标评价换挡品质[3,4],良好的换挡品质要求换挡过程平稳而没有冲击.综合考虑各种因素,试验台被测对象AMT变速箱采用组合型的双参数换挡规律.

试验台系统性能要求: 换挡时间小于3s; 系统换挡冲击小; 平稳的模拟加载.

2 4 AMT试验台系统的组成及原理

试验台系统采用与原车基本相同的动力传动系统,通过加速踏板、选挡手柄、模拟制动开关及台架控制器等对发动机、AMT及加载系统进行综合控制,对自动变速操纵系统的各项功能进行联调试验,其原理示意图如图2所示.

图1 AMT工作原理示意图

Fig.1 SchematicdiagramofAMTsystem

2 2 CAN通信

AMT控制过程是动力传动系统综合控制过程的重要组成部分,因此AMT系统与车内其它电控单元尤其是发动机控制单元的通信显得尤为重要.该试验台系统采用CAN总线技术实现各控制单元之间的通信,通过AMTECU与发动机ECU之间的数据共享与协调控制,提高了AMT起步和换挡时的换挡品质,同时还减少了硬件数目和试验台开发成本.2 3 换挡规律及其考核标准

换挡规律是指两排挡之间自动换挡的时刻随控制参数变化的规律,它关系到动力传动系统各总成潜力的挖掘与整体最优性能的发挥,直接影响车辆

[1,3]

图2 AMT试验台系统工作原理示意图

Fig.2 PrincipleofAMTtestbenchsystem

试验台系统的硬件主要由电控发动机、离合器总成、AMT系统、扭矩测量装置、可换挡传动箱、负载加载装置、惯量加载装置、台架控制器、主控系统及试验台辅助系统等组成,如图3所示.

电控柴油机为试验台提供动力;离合器用于传递扭矩;变速箱和选换挡执行机构及控制系统组成试验台的被测对象即AMT系统;扭矩测量装置用于测量变速器输入输出轴转速与转矩;负载加载装置由测功机实现;惯量加载装置由组合飞轮装置构成的机械惯量加载系统实现;台架控制器、主控系统由工控机和相应的软件组成;可换挡传动箱用于改

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[5-6]

第28卷

数图确定.

只考虑无风条件下的汽车运动,则汽车的行驶方程式为[5]

Ttqigi0 T/r=Gfcos +CDAv2/21.15+

1 扭矩仪1的效率; 2 离合器传递效率; 3 变速箱效率; 4,J4,i 可换挡传动箱效率,惯量,传动比; 5,J5 扭矩仪2的效率,惯量; 6,J6 测功机效率,惯量; 7,J7 弹性联接轴效率,惯量;Jf 飞轮惯量

图3 AMT试验台系统硬件组成示意图

Fig.3 HardwarestructureoftheAMTtestbenchsystem

Gsin + mdv/dt.(1)

式中:Ttq为发动机输出转矩;ig为变速器传动比;i0为主减速器传动比; T为传动系机械效率;r为车

轮半径;G为汽车重量;f为滚动摩擦因数; 为道路坡道角;CD为空气阻力系数;A为迎风面积; 为汽车旋转质量换算系数, >1;m为汽车 …… 此处隐藏：7152字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……