楊雷，李自平，郝鋅，孫偉元，田歡樂(lè)

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淺談汽車底盤后驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率試驗(yàn)

楊雷，李自平，郝鋅，孫偉元，田歡樂(lè)

（四川建安工業(yè)有限責(zé)任公司，四川 雅安 625000）

由于對(duì)該項(xiàng)試驗(yàn)的重視，以及對(duì)試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度的認(rèn)可。我們所有有關(guān)這項(xiàng)試驗(yàn)的試驗(yàn)過(guò)程都由國(guó)家機(jī)動(dòng)車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（重慶）承接。該中心的開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋總成試驗(yàn)臺(tái)QRP172-1可以滿足該試驗(yàn)的各項(xiàng)要求，且轉(zhuǎn)速扭矩傳感器采用HBM（德國(guó)）非接觸式傳感器，精度可達(dá)萬(wàn)分之五。齒輪油油溫監(jiān)控可同樣采用在放油螺栓處連接熱電偶的方式進(jìn)行或直接使用測(cè)溫儀測(cè)量。

后驅(qū)動(dòng)橋；傳動(dòng)效率；臺(tái)架試驗(yàn)

引言

汽車底盤后驅(qū)動(dòng)橋是整車傳動(dòng)系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分，不僅使整車傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)其準(zhǔn)雙曲面齒輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)變向，且其主減速比較大，是主要的減速增矩部分。在能耗問(wèn)題不斷高要求的今天，整車傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率是油耗的基本依據(jù)，而后驅(qū)動(dòng)橋部分在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)里卻沒(méi)有相應(yīng)的試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)作為指導(dǎo)。從2015年至今，我們從最初的傳動(dòng)理論依據(jù)到試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，到試驗(yàn)過(guò)程的實(shí)施及結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，然后把試驗(yàn)結(jié)果作為齒輪加工精度的參考評(píng)價(jià)，不斷提升齒輪的加工精度，提高傳動(dòng)效率。如今，將整個(gè)過(guò)程陳述如下與大家分享，希望能夠起到拋磚引玉的作用。

1 試驗(yàn)的理論依據(jù)

試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算公式：η=(M2+M3)/(M1*i)

注：齒輪正常裝配的情況下，傳遞過(guò)程中轉(zhuǎn)速是沒(méi)有任何衰減的。傳遞誤差的波動(dòng)，對(duì)傳動(dòng)效率的影響可以忽略。

M1：后驅(qū)動(dòng)橋輸入扭矩 i：主減速比

M2：后驅(qū)動(dòng)橋左輸出扭矩 η：傳動(dòng)效率

M3：后驅(qū)動(dòng)橋右輸出扭矩

通過(guò)計(jì)算公式可以得到需要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)有：實(shí)測(cè)輸入扭矩、驅(qū)動(dòng)橋兩端實(shí)測(cè)輸出扭矩。然而齒輪嚙合時(shí)齒輪油的溫度也是影響效率的重要因素。

2 設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)

主要包括：后驅(qū)動(dòng)橋的輸入轉(zhuǎn)速和輸入扭矩，后驅(qū)動(dòng)橋齒輪油的溫度值。

試驗(yàn)的工況要切實(shí)反應(yīng)整車使用工況下的情況，首先油溫的設(shè)定，在整車后驅(qū)動(dòng)橋的放油螺栓處安裝熱電偶，實(shí)測(cè)整車在城市交通、高速路及爬坡等工況下，后驅(qū)動(dòng)橋齒輪油油溫的變化情況。根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果設(shè)定綜合油溫80℃±2℃。

后驅(qū)動(dòng)橋輸入轉(zhuǎn)速的設(shè)定：根據(jù)整車行駛速度、輪胎滾動(dòng)半徑及主減速比反向計(jì)算后驅(qū)動(dòng)橋輸入轉(zhuǎn)速，覆蓋整車從15km/h～120km/h時(shí)速下對(duì)應(yīng)的后驅(qū)動(dòng)橋輸入轉(zhuǎn)速的確定值。

計(jì)算公式：n=103vi/（60π2r)

n：后驅(qū)動(dòng)橋輸入轉(zhuǎn)速（rpm）

v：車速（km/h）

i：主減速比

r：車輪滾動(dòng)半徑（m）

后驅(qū)動(dòng)橋輸入扭矩的設(shè)定：使用發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出扭矩在不同變速箱檔位下，傳遞到后驅(qū)動(dòng)橋的最大扭矩。

計(jì)算公式：M1-n=Memax*ik1-kn

M1-n：各變速箱檔位，發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到后驅(qū)動(dòng)橋的最大扭矩

Memax：發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩

ik1-kn：變速箱格擋速比

最后再根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率，合理設(shè)定每一個(gè)檔位最大扭矩對(duì)應(yīng)的車速時(shí)換算成驅(qū)動(dòng)橋可以達(dá)到的轉(zhuǎn)速。下表為其中一個(gè)項(xiàng)目的參數(shù)設(shè)定案例。

案例一：

表1 傳動(dòng)效率測(cè)量工況表

3 試驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)

按照后驅(qū)動(dòng)橋在整車上的實(shí)際裝配傾角及壓緊方式設(shè)計(jì)試驗(yàn)夾具。為使傳動(dòng)平穩(wěn)，后驅(qū)動(dòng)橋輸入端及輸出端應(yīng)使用十字萬(wàn)向節(jié)連接，為得到輸入端與兩輸出端的實(shí)測(cè)扭矩，三端應(yīng)串連相應(yīng)的轉(zhuǎn)速扭矩傳感器后再與驅(qū)動(dòng)、加載設(shè)備相連。除夾緊夾具之外，還需設(shè)計(jì)后驅(qū)動(dòng)橋與十字萬(wàn)向節(jié)的接口連接夾具。

4 試驗(yàn)過(guò)程的實(shí)施

由于對(duì)該項(xiàng)試驗(yàn)的重視，以及對(duì)試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度的認(rèn)可。我們所有有關(guān)這項(xiàng)試驗(yàn)的試驗(yàn)過(guò)程都由國(guó)家機(jī)動(dòng)車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（重慶）承接。該中心的開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋總成試驗(yàn)臺(tái)QRP172-1可以滿足該試驗(yàn)的各項(xiàng)要求，且轉(zhuǎn)速扭矩傳感器采用HBM（德國(guó)）非接觸式傳感器，精度可達(dá)萬(wàn)分之五。齒輪油油溫監(jiān)控可同樣采用在放油螺栓處連接熱電偶的方式進(jìn)行或直接使用測(cè)溫儀測(cè)量。驅(qū)動(dòng)橋測(cè)試狀態(tài)安裝方式如下圖所示：

圖1

5 試驗(yàn)結(jié)果的分析

現(xiàn)將三個(gè)典型的試驗(yàn)結(jié)果列舉如下：

5.1 2016年N345項(xiàng)目

表2

從結(jié)果可以明顯得到一個(gè)初步規(guī)律，同一轉(zhuǎn)速下，扭矩越大，傳動(dòng)效率越高；同一扭矩下，轉(zhuǎn)速越高，傳動(dòng)效率越高。

5.2 2017年43009項(xiàng)目

表3

2017年的43009項(xiàng)目主要研究發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出轉(zhuǎn)速下，各檔位低扭矩工況下的傳動(dòng)效率情況（高轉(zhuǎn)速，低扭矩的特殊情況），扭矩與轉(zhuǎn)速的設(shè)定未按照前期的理論進(jìn)行設(shè)定。從試驗(yàn)結(jié)果可以得出，在高轉(zhuǎn)速低扭矩的工況下（高速路況），各檔位傳動(dòng)效率接近94%。

5.3 2017年BR01項(xiàng)目

表4

5.4 2017年BR03項(xiàng)目

表5

這次兩個(gè)項(xiàng)目的傳動(dòng)效率試驗(yàn)，相比于以往使用的85W齒輪油，我們要求使用75W齒輪油。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看到，帶差速機(jī)構(gòu)的后驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)效率已經(jīng)達(dá)到綜合效率94%。下一步的試驗(yàn)研究方向可能會(huì)是不同油品對(duì)傳動(dòng)效率的影響。

從三個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)可以得到一個(gè)大概規(guī)律：在同一齒輪油溫度下，同一轉(zhuǎn)速下，扭矩越大，傳動(dòng)效率越高；同一扭矩下，轉(zhuǎn)速越高，傳動(dòng)效率越高。

[1] QCT 29063.1-2011 汽車機(jī)械式變速器總成技術(shù)條件第1部分:微型.

[2] 汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)方法（QCT533-1999）.

[3] 汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)（QCT534-1999）.

A brief discussion on the transmission efficiency test of the rear drive axle of automobile chassis

Yang Lei, Li Ziping, Hao Xin, Sun Weiyuan, Tian Huanle

( Sichuan Jianan Industrial Co., Ltd., Sichuan Ya'an 625000 )

Due to the importance of the test, and the accuracy of the test results . All of our trials on this test are carried out by the National Vehicle Quality Supervision and Inspection Center (Chongqing). The center's open drive bridge assembly QRP172-1 can meet the requirements of the test, and the torque sensor uses a HBM (German) non-contact sensor, with a precision of up to 5/10000. Gear oil temperature monitoring can also be carried out in the way of connecting thermocouple at the oil drain bolt or directly using thermometer.

rear drive axle; transmission efficiency; bench test

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1671-7988(2018)16-12-04

U467.4

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1671-7988(2018)16-12-04

CLC NO.: U467.4

楊雷，就職于四川建安工業(yè)有限責(zé)任公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.005