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专利名称：：一种汽车变速箱加速寿命试验方法
技术领域：
：本发明涉及20吨级轮式汽车固定轴式主副箱结构变速箱，更具体说是一种通过在台架进行变速箱加速寿命试验的方法。
背景技术：
：新开发一种汽车变速箱，设计定型前进行寿命试验考核是必不可少的环节，然而，轮式汽车变速箱的设计寿命长达几十万公里，寿命试验考核难度极大，成本惊人。为了减少试验时间、降低成本、縮短研发周期，一般采用加速寿命试验，包括试验场强化路面的浓縮应力法加速寿命试验和实验室台架增大应力法加速寿命试验。加速寿命试验(ALT)是可靠性试验技术的一个重要分支，美国罗姆航展中心1967年首次给出了加速寿命试验的统一定义加速寿命试验是在进行合理工程及统计假设的基础上，利用与物理失效规律相关的统计模型对在超出正常应力水平的加速环境下获得的可靠性信息进行转换，得到试件在额定应力水平下可靠性特征的可复现的数值估计的一种试验方法。加速寿命试验采用加速应力进行试件的寿命试验，从而縮短了试验时间，提高了试验效率，降低了试验成本，其研究使高可靠长寿命产品的可靠性评定成为可能。按照试验应力的加载方式，加速寿命试验通常分为恒定应力试验、步进应力试验和序进应力试验。国外各大汽车工业巨头均十分重视加速寿命试验方法，取得了许多成果，产品的研发水平和技术水平都得到全面发展。20世纪70年代初，加速寿命试验技术进入我国，引起相关领域的广泛兴趣，处于边研究边应用的状态，目前主要应用于武器装备、航空航天、机械电子等领域。我国汽车行业根据加速寿命试验方法的理论，编制了《汽车机械式变速器台架试验方法QC/T568-1999》，规定了非主副箱结构汽车变速箱的台架寿命试验方法，然而对巡,纖《汽'細斜由針薩斜勾顿飾始鹏口鶴4微射絲,麵賴。
发明内容本发明的目的正是针对上述问题，根据20吨级轮式汽车固定轴式主副箱结构变速箱的实际工况载荷状态、试验设备状况和试验要求编制加速试验载荷谱，计算相应的加速系数，再依据设计寿命确定台架加速寿命试验方法。本发明所述试验方法包括确定20吨级轮式汽车各挡使用比例。各种车辆用途不同，挡位比例分配很不同，这些影响变速箱的使用寿命，也是试验过程中载荷分配的依据。确定常用发动机常用转速，车辆工作在最大转速和发动机最大转矩点对应的转速下的情况较少，经常工作的发动机转速介于两者之间。确定试验台布置方案，本发明利用两台变速箱串联进行寿命考核试验，降低了对试验台设备的要求。确定试验的的规范，包括试验考核的循环次数，考核循环过程中不同工况点的确定和各工况点考核比例分别。本发明的有益之处通过在实验室中台架加速寿命试验即可考核产品实际使用寿命是否满足设计要求，少试验时间、降低成本、縮短研发周期。本发明所述加速寿命试验方法不仅考虑了最大扭矩下的考核，还兼顾了最大功率点处的考核。本发明涉及的20吨级轮式汽车同定轴式主副箱结构变速箱台架加速寿命试验的方法，科学合理，对试验设备没有特殊要求，简单易行。图1某主副箱结构变速箱传动简图2挡位使用比例分配图3试验台布置图；图中主要特征为1、变速箱主箱，2、变速箱副箱，3、变频电机，4、数据采集系统，5、转速转矩传感器，6、控制台，7、主试变速箱8、电控系统，9、辅助系统，10、陪试变速箱，11、传动轴，12、转速转矩传感器，13、测功机。具体实施例方式本发明设计的主副箱变速箱结构参考图1。为保证变速箱台架寿命试验方法的科学与合理，首先根据变速箱的挡位数量和车辆使用的特点进行20吨级轮式汽车各挡使用比例的分配，如图2所示。分配方法见表l。表l挡位分配比例表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本发明所涉及变速箱最高转速为rif^，最大转矩点对应的转速为_，常用转速为ne=0.85倍的nfmax。例如最高转速nfmax=2100r/min，则常用转速为ne=1785r/min。三个转速对应的最大负载本别为最高转速时的负载Tp，最大转矩Tmax，常用转速下负载Tc。本发明加速寿命试验试验台布置图见图3。试验过程中靠近变频电机4的变速箱为主试变速箱7，另一台作为陪试变速箱10。以变频电机1为动力，电机输出接转速转矩传感器5，然后接主试变速箱7输入轴；主试变速箱7输出轴经传动轴11接陪试变速箱10输出轴；陪试变速箱10输入轴接转速转矩传感器12，然后接测功机13。加速寿命试验进行前，进行磨合，磨合方法为在油温保持在80士1(TC情况下，把主试变速箱7和陪试变速箱10置相同挡位。输入转速为最大转矩点对应的转速为nT^士5r/min，加载扭矩为变速箱最大输入转矩的30%±10Nm，按照五挡、六挡、七挡、八挡、四挡、三挡、二挡、一挡、爬挡、倒挡的顺序磨合，各挡运行时间半小时，倒挡、爬挡分别运行15分钟。然后将加载扭矩调整为变速箱最大输入转矩的50%士10Nm，按照五挡、六挡、七挡、八挡、四挡、三挡、二挡、一挡、爬挡、倒挡的顺序磨合，各挡运行时间半小时，倒挡、爬挡分别运行15分钟。加速寿命试验共完成10个循环，每个循环运转2280min。每个循环按表2规范完成。—挡、二挡每循环考核三种工况，分别是最高转速nfmax工况、最大转矩nTmax工况和常用转速n。工况，每种工况下负荷均为最大负荷的85%，且最大转矩nTmax工况下运转占该挡总运转时间的25%、在常用转速n。工况下运转占该挡总运转时间的50%、在最高转速nfmax工况下运转占该挡总运转时间的25%。三挡八挡每循环考核九种工况，分别50%负荷下的最高转速nfmax工况、最大转矩nTmax工况和常用转速n。工况，该工况运转占该挡总运转时间的40%，分别85%负荷下的最高转速nfmax工况、最大转矩nTmax工况和常用转速n。工况，该工况运转占该挡总运转时间的40%，分别100%负荷下的最高转速nfmax工况、最大转矩nTmax工况和常用转速ne工况，该工况运转占该挡总运转时间的20%，每种工况下，最大转矩nTmax工况下运转占该挡总运转时间的25%、在常用转速n。工况下运转占该挡总运转时间的50%、在最高转速nfmax工况下运转占该挡总运转时间的25%。完成10个循环后，变速箱进行倒、爬挡考核。在输入转速为最大转矩点对应的转速nT^士5r/min、加载扭矩为变速箱最大输入转矩的85%±10Nm工况下，将变速箱分别挂入倒挡、爬挡，各连续运转1小时。表2变速箱台架加速寿命考核试验规范序排挡负荷％输入转速(r/min)力卩载负荷(Nm)运转吋间(min)运转时间总时间1一挡85%n「隨■1().85Tmax±100.25tltlne±10p1+0.5tl0.85Tp丄K)().25tl2一挡i、..,.,、！I')t285%IIl:'().5i,2'nfma)t±l(3().S5I|，-1。l圖國國lllllilHBI3三八挡50%0.5Tmax±K)().4x().2厂n:卜t8t3t8n.二h)U.5k'二in11.'■O).u.5l;、'0.'1X0.25t:卜t885%l".-,.:、'l'1(l.X.;1iii:i、.一」i)(.1■、.().'-■'■{'l.、nc±l()0.85Tc±U)—二.0.85Tp十10().4X0.25t3tS100%nr隐±1()Timix土l()('.2x().2:)r:-卜"、n、-!")k.;10國國國ilii酾lBfii國國nfmax±10l;、.-l:画0.2X0.25t3t8说明tlt8为各挡使用比例与单个循环时间数乘积，参见表1。权利要求一种汽车变速箱加速寿命试验方法，其特征在于在油温保持在80±10℃情况下，把主试变速箱和陪试变速箱置相同挡位。输入转速为最大转矩点对应的转速为nTmax±5r/min，加载扭矩为变速箱最大输入转矩的30％±10Nm，按照五挡、六挡、七挡、八挡、四挡、三挡、二挡、一挡、爬挡、倒挡的顺序磨合，各挡运行时间半小时，倒挡、爬挡分别运行15分钟。然后将加载扭矩调整为变速箱最大输入转矩的50％±10Nm，按照五挡、六挡、七挡、八挡、四挡、三挡、二挡、一挡、爬挡、倒挡的顺序磨合，各挡运行时间半小时，倒挡、爬挡分别运行15分钟。2.根据权利要求1所述的汽车变速箱加速寿命试验方法，其特征在于变速箱最高转速为％_，最大转矩点对应的转速为_，常用转速为n。=0.85倍的nfmax。3.根据权利要求1所述的汽车变速箱加速寿命试验方法，其特征在于加速寿命试验共完成10个循环，每个循环运转2280min，其中每个挡单循环考核时间为该挡使用比例与单个循环时间数乘积。4.根据权利要求1所述的汽车变速箱加速寿命试验方法，其特征在于完成10个循环后，单独进行变速箱倒、爬挡考核，输入转速为最大转矩点对应的转速nT^士5r/min、加载扭矩为变速箱最大输入转矩的85%士10Nm工况下，将变速箱分别挂入倒挡、爬挡，各连续运转1小时。5.根据权利要求1所述的汽车变速箱加速寿命试验方法，其特征在于一挡、二挡每循环考核三种工况，分别是最高转速nfmax工况、最大转矩nTmax工况和常用转速n。工况，每种工况下负荷均为最大负荷的85^，且最大转矩r^M工况下运转占该挡总运转时间的25^、在常用转速n。工况下运转占该挡总运转时间的50%、在最高转速nfmax工况下运转占该挡总运转时间的25%。6.根据权利要求1所述的汽车变速箱加速寿命试验方法，其特征在于三挡八挡每循环考核九种工况，分别50%负荷下的最高转速nfmax工况、最大转矩nTmax工况和常用转速n。工况，该工况运转占该挡总运转时间的40%，分别85%负荷下的最高转速nfmax工况、最大转矩nTmax工况和常用转速ne工况，该工况运转占该挡总运转时间的40%，分别100%负荷下的最高转速nfmax工况、最大转矩nTmax工况和常用转速n。工况，该工况运转占该挡总运转时间的20%，每种工况下，最大转矩_工况下运转占该挡总运转时间的25%、在常用转速n。工况下运转占该挡总运转时间的50%、在最高转速nfmax工况下运转占该挡总运转时间的25%。全文摘要本发明涉及20吨级轮式汽车固定轴式主副箱结构变速箱，更具体说是一种通过在台架进行变速箱加速寿命试验的方法。本发明规定了变速箱各挡使用频率，变速箱常用转速的确定方法，主副箱结构变速箱磨合方法，试验台布置方法和台架寿命考核试验规范。利用本发明进行台架寿命考核试验，能有效减少试验时间、降低成本、缩短研发周期。文档编号G01M13/02GK101782461SQ20101012992公开日2010年7月21日申请日期2010年3月22日优先权日2010年3月22日发明者尹旭峰,彭增雄,李雪原,胡纪滨,苑士华,荆崇波,魏超申请人:北京理工大学