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      電動車變速器駐車機(jī)構(gòu)試驗(yàn)臺架設(shè)計(jì)與測控

      2019-10-21 10:22:07李睿陳勇董遠(yuǎn)王哲
      汽車實(shí)用技術(shù) 2019年4期

      李睿 陳勇 董遠(yuǎn) 王哲

      摘 要:文章基于某款正在開發(fā)的純電動車兩擋全電控自動變速器的駐車機(jī)構(gòu),針對其特點(diǎn)和功能需求,設(shè)計(jì)了駐車機(jī)構(gòu)性能試驗(yàn)臺架。進(jìn)行了大量駐車機(jī)構(gòu)臺架試驗(yàn),對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析評價(jià),證明了其測控系統(tǒng)性能穩(wěn)定,亦驗(yàn)證了該試驗(yàn)臺架設(shè)計(jì)和測控的合理性與準(zhǔn)確性。

      關(guān)鍵詞:兩擋AMT;駐車機(jī)構(gòu);臺架試驗(yàn)

      中圖分類號:U469.7? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B? 文章編號:1671-7988(2019)04-28-04

      CLC NO.: U469.7? Document Code: B? Article ID: 1671-7988(2019)04-28-04

      前言

      我國目前正在大力發(fā)展新能源汽車,其中純電動汽車正處在舉足輕重的地位。使用兩擋自動變速器可以提高現(xiàn)有純電動汽車的動力性與舒適性,是市場需求和技術(shù)發(fā)展的大勢所趨[1]。在兩擋變速器上應(yīng)用電控駐車機(jī)構(gòu)代替原機(jī)械拉索式結(jié)構(gòu)[2],能直接提升電動汽車的整車安全性能。為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的駐車機(jī)構(gòu)能否滿足設(shè)計(jì)性能要求,設(shè)計(jì)了一種試驗(yàn)臺架,對其實(shí)時(shí)控制并進(jìn)行了性能驗(yàn)證。

      1 駐車機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)方案需求分析

      本研究所使用的某純電動汽車兩檔自動變速器駐車機(jī)構(gòu)如圖1所示。

      該款自動變速器的目標(biāo)車型為某款自主品牌純電動汽車,旨在將其原來的單擋兩級減速器更換為帶有駐車機(jī)構(gòu)的兩擋電控自動變速器,其車型參數(shù)如表1所示。

      該駐車機(jī)構(gòu)由驅(qū)動電機(jī)帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成駐入與脫出動作,機(jī)械執(zhí)行部分主要由棘輪、棘爪、滑塊、推桿、導(dǎo)向銷及壓塊等構(gòu)成[3]。其作為一種安全裝置,某些性能指標(biāo)需要達(dá)到理論計(jì)算的要求。駐車機(jī)構(gòu)在變速箱內(nèi)的布置方式如圖2所示。

      1.1 坡道自鎖性能分析

      車輛在坡道上掛入P檔駐車后要能夠可靠地保持在原地,不能發(fā)生溜坡現(xiàn)象。駐車機(jī)構(gòu)駐入后,壓塊與棘爪、導(dǎo)向銷接觸,棘爪將棘輪鎖合。以上坡駐車為例,如圖3、4所示。

      3 駐車機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)

      為了驗(yàn)證該駐車機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算和該試驗(yàn)臺架的設(shè)計(jì),需通過一些試驗(yàn)對駐車機(jī)構(gòu)和臺架的性能進(jìn)行驗(yàn)證。

      3.1 臨界駐車車速試驗(yàn)

      試驗(yàn)時(shí)首先啟動驅(qū)動電機(jī)帶動慣量盤,控制其正向旋轉(zhuǎn)模擬前進(jìn)工況,此時(shí)開始執(zhí)行棘爪注入動作,通過記錄棘爪轉(zhuǎn)動角度來分析從開始駐車到駐車行程結(jié)束的全過程,觀察其能否順利鎖合。而后同樣條件下控制啟動驅(qū)動電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)重復(fù)試驗(yàn)步驟。

      前進(jìn)與倒車工況下臨界駐車車速試驗(yàn)結(jié)果如圖10所示。由圖可見,棘輪轉(zhuǎn)速會在駐車執(zhí)行動作開始后迅速下降,在震蕩2~3S后駐車成功,棘輪軸停止轉(zhuǎn)動。經(jīng)若干次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩種工況下的臨界駐車車速經(jīng)換算后約為3.8km/h左右,稍高于計(jì)算結(jié)果但仍處于合理區(qū)間,故該駐車機(jī)構(gòu)的臨界駐車車速可以滿足設(shè)計(jì)性能要求。

      3.2 自鎖/脫出性能試驗(yàn)

      首先模擬車輛在坡道上駐車,驗(yàn)證駐車機(jī)構(gòu)自鎖與脫出的可靠性。首先執(zhí)行注入動作,完全嚙合后控制驅(qū)動電機(jī)對棘輪所在軸順時(shí)針或逆時(shí)針加載扭矩以模擬上坡坡道和下坡坡道兩種工況,所需扭矩值可通過將5%、10%、15%、20%、

      25%、30%坡度代入(12)、(13)式計(jì)算得到。保持扭矩值不變,觀察棘爪與棘輪能否保持自鎖狀態(tài)。然后執(zhí)行脫出動作,觀察棘爪能否順利脫出。

      對各種工況下的坡道自鎖/脫出分別進(jìn)行了若干次試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表3所示(扭矩單位為N/m)。表中可見0至30%坡度下棘爪與棘輪保持可以保持自鎖狀態(tài),脫出過程較為順利,可以滿足設(shè)計(jì)要求。

      4 結(jié)論

      本文針對某純電動車變速器的駐車機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)、搭建了以駐車完成度為評價(jià)指標(biāo)的試驗(yàn)臺架,設(shè)計(jì)了臺架的測控系統(tǒng)并對其進(jìn)行實(shí)時(shí)測控。其后進(jìn)行了臨界駐車車速試驗(yàn)、坡道自鎖與脫出實(shí)驗(yàn),并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析與評價(jià),確認(rèn)了駐車機(jī)構(gòu)的實(shí)際性能參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過多次試驗(yàn),證明該試驗(yàn)臺架設(shè)計(jì)合理準(zhǔn)確、測控性能可靠,實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 陳勇,郭立書,高炳釗.汽車變速器理論,設(shè)計(jì)及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2018.

      [2] Yamaoka T, Kobayashi A, Nogami S, et al. Development of Parking Lock System Behavior Analysis [J]. HONDA R AND D TECHNI -CAL REVIEW, 2006, 18(1): 114.

      [3] 董遠(yuǎn).純電動汽車變速器駐車機(jī)構(gòu)性能研究[D].天津:河北工業(yè)大學(xué),2018.

      [4] THE SAE AUTOMATIC TRANSMISSION AND TRANSAXLE TECHNICAL STANDARDS COMMITTEE. SAE J2208. Park Stan -dard For Automatic Transmissions. Warrendale PA: SAE Publi -cations, 2007.

      [5] Fu L, Qiu Z, Chen Y, et al. Research on Safety Performance for Parking Mechanism on a 7-Speed Dual Clutch Transmission [M]. Proceedings of the FISITA 2012 World Automotive Congress. Sprin -ger Berlin Heidelberg, 2013: 163-173.

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