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山西交通科技第2期(总第215期)

2012年4月SHANXISCIENCE＆TECHNOLOGYOFCOMMUNICATIONS

No．2

Apr．

自动变速器整车台架试验技术研究

王文君

（山西省交通科学研究院，山西

太原

030006）

摘要：针对自动变速器道路试验的局限性，在自主研发的自动变速器整车台架试验设备基

础上，论述了换挡点、锁止点、发动机制动功能、强制降挡功能等整车台架试验项目的设计、参数选取及结果分析方法，并进行了试验考核和对比研究。研究结果表明，试验技术具有较好的适应性，试验结果能准确反映车辆自动变速器的性能，较道路试验具有明显的优势，可作为维修故障判定和维修质量检验的依据。

关键词：道路；整车；台架；试验；自动变速器

中图分类号：U467.5

文献标识码：A

文章编号：1006-3528（2012）02-0075-0

3

备的基础上，着重研究与之相适应的整车台架试验

技术，以达到替代并优于道路试验的试验效果。1

自动变速器整车台架试验设备的技术原理自动变速器整车台架试验设备的技术原理如图1所示。试验时，汽车驱动轮置于由双轴四滚筒路面模拟装置和电涡流机行驶阻力模拟装置组成的道路模拟系统上，试验员依据系统提示操作，控制车辆运行，控制系统根据车型和试验工况需要自动调节加载阻力，从而模拟汽车行驶阻力。数据采集处理系统实时采集处理测试台架上的车速、行驶阻力，车辆上的发动机转速、节气门开度和变速器油压力等信号，通过对系统测控软件的操作实现所需参数、数据和曲线的调用，进行自动变速器性能试验与结果的分析判定[2]。

0引言

随着我国经济的快速发展，汽车消费水平不断

提高，消费者对汽车性能的关注也从单纯的动力性、经济性转向舒适性、操控性和安全性。装配自动变速器的汽车以其便捷的操作和舒适的驾乘感受受到消费者的青睐，保有量迅速增长。自动变速器的快速普及应用，使售后服务市场的维修检测面临新的挑战，其技术集成度高，结构复杂，故障不易直观检查，需借助专业仪器设备和特定的试验进行诊断检测。近年来，尽管自动变速器专项维修的发展推动多种维修检测技术的应用，但维修前的故障判别和维修后的性能评价仍倚重于道路试验。道路试验在实际道路行驶条件下进行，主要检查换挡、变矩器锁止、发动机制动、强制降挡等功能，测试结果是机械、液控和电控等各系统技术状况及其与整车匹配性能的综合体现[1]。但是，道路试验以经验判断为主，侧重于定性分析，对试验人员的经验和素质要求比较高，且易受道路状况、交通情况、天气、环境和安全等试验条件的影响，需要相对稳定的试验路段以保证试验效果，在现代交通日趋紧张的城市中难以实现。试验条件的制约使其试验工况、范围和内容受到不同程度的影响，具有一定的局限性。自动变速器维修检测行业急需一种适于室内试验的整车台架试验技术，替代道路试验。本文在自动变速器整车台架试验设

图1自动变速器整车台架试验设备技术原理示意图

收稿日期：2012－01－12；修回日期：2012－02－14作者简介：王文君（1980—

），男，山西繁峙人，工程师，工程硕士，2002年毕业于长安大学载运工具运用工程（汽车运用

2010年毕业于太原科技大学车辆工程专业。与贸易）专业，

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山西交通科技2012年第2期

2整车台架试验项目设计

锁止点测试的要求。

图3为广本雅阁轿车的换挡点、锁止点测试曲线图，如图所示，选取与换挡和锁止控制相关的节气门开度、车速、发动机转速和速比作为主要测试参

也可数，其随时间的实时变化作为测试曲线。此外，

将油压、油温等参数作为测试过程中的监测参数，辅助判定换挡时的工作状况。

2.1换挡点和锁止点测试2.1.1试验目的

自动变速器换挡时的汽车行驶工况称为换挡

锁止（解锁）点则是液力变点，包括升挡点和降挡点。矩器锁止离合器接合（或分离）时的行驶工况。换挡点和锁止点的正确与否直接影响汽车的动力性、经

济性、换挡平顺性和乘坐舒适性。道路试验换挡点测试检查规定节气门开度下，降挡的车速范围，以维修手册中给定节气门开度升、

下的换挡车速值，或者制造商公布的车型换挡规律图作为试验和判定的依据，试验的同时检查换挡品质及执行元件是否打滑。锁止点测试的目的是测试液力变矩器中的锁止离合器能否在规定挡位、规定车速范围内锁止或解锁。

试验工况的设计

换挡点测试设计为升挡和降挡两个工况。工况示意图如图2，升挡工况中，道路模拟系统加载阻力按照车辆在平直路面上的行驶阻力设定，保持恒定节气门开度，车速上升到升挡车速，自动换挡。同时，阻力随车速也在逐渐增加，当驱动力与行驶阻力平衡后，车速不再上升；当一定时间段Δt内，车速连续变化量时Δua≤v，认为升挡工况结束，处于匀速区间，开始进入降挡工况加载模式。降挡工况中，阻力逐渐增加，并自动控制车速以一定的速率a平稳下降，下降到降挡车速，自动降挡。参数Δt、v和a的最优值范围根据加载控制精度和试验确定。锁止与解锁在升速或降速时发生，所以，工况设计也符合2.1.2

图2换档点、锁止点测试工况示意图

2.1.3结果分析判定方法

换挡点和锁止点的确定和挡位的识别可由发动机转速瞬时变化和速比来判定，升挡过程，转速向下波动；降挡过程，转速向上波动。而正常情况下，锁止过程发动机转速和速比变化较换挡时小。以广本雅阁轿车的测试结果为例，如图3，升速过程中，发动机转速有4段时长约1.5s，幅度为300~600r/min的向下波动，速比随之有阶梯式的变化，且第4段前后速比变化较小，对比车型速比资料，可确定为锁止过程。同理，降速过程中，第1段为解锁过程，后3段为降挡过程。换挡过程的执行元件打滑、锁止过程的锁止离合器打滑可由发动机转速和速比的变化判定。打滑时，发动机转速和速比波动幅度均较正常换挡大，且常伴波动异常

。

图3广本雅阁轿车换挡点、

锁止点测试曲线图

2.22.2.1

发动机制动功能试验试验目的

发动机制动试验功能在平直道路上试验即可达到试验要求，同时，为了保持稳定的试验条件，取得较好的测试重复性，整车台架发动机制动试验加载阻力按照车型设置为恒定阻力。试验采用台架滑行的方式，记录并对比设有发动机制动功能的挡位（如：S、L位）与无发动机制动作用的D位滑行过程中的各参数变化，以判定被检查的挡位发动机制动功能是否正常。测试参数选择见图4、图5（第77页）。2.2.3结果分析判定方法

通过分析对比滑行过程曲线中速度下降的曲线

道路试验发动机制动功能试验的目的是检查自动变速器在特定挡位有无发动机制动作用，控制动力反传的系统和元件是否存在故障。当D位车速至规定车速（一般为60km/h）时，释放加速踏板，同时将换挡杆由D位换至有发动机制动功能的挡位（如：S位），由试验员观察车速和发动机转速变化，并感受发动机制动是否起作用。2.2.2试验工况的设计

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2012年第2期王文君：自动变速器整车台架试验技术研究··77

斜率以及车速、发动机转速和速比的变化趋势，判断

发动机制动功能是否正常。图4、图5为东风风行客车的发动机制动功能测试曲线。D位无发动机制动功能，滑行中，车速曲线呈固定斜率下降趋势，发动机转速下降变化曲线较平缓，发动机转速、速比变化与车速变化无明显的相关性；从D位换入设有发动机制动功能的S位后，车速与发动机转速曲线基本呈同一斜率下降，速比随之升高后保持恒定，说明自动变速器动力反传功能正常，有发动机制动作用。无发动机制动作用说明该挡位负责动力反传的强制离合器、制动器或工作油压、控制系统电磁阀、控制阀有故障，应根据动力流涉及元件查找原因。

挡发生。若未出现强制降挡，说明该功能失效。若在

强制降挡时发动机转速升高异常，达5000～6000r/min，并在升挡时出现换挡冲击，说明换挡执行元件打滑。可逐一分析排查强制降挡涉及的强制

强制降挡阀、执行元件、控制单元和油压降挡开关、

控制系统等故障。

图6强制降挡功能的测试曲线

此外，手动换挡试验、超速挡功能试验和锁止功能试验亦可在恒定阻力工况下进行，在此不作详细讨论。3

图4D位发动机制动功能测试曲线

结论与展望

为了考核试验项目的可靠性和适应性，选取大众桑塔纳VISITA、东风风行、本田雅阁、别克等自动挡车型进行了整车台架试验与道路试验，对试验结果进行了验证和比对分析研究。结果表明：设计的试验项目、方法可实现关键参数的全面量化监测，具有较好的适应性；建立的以实时数据、曲线分析为基础的结果分析判定方法，能准确反映车辆自动变速器

图5S位发动机制动功能测试曲线

2.3

强制降挡功能试验

强制降挡功能的试验目的是测试强制降挡控制是否正常，加载阻力设置与测试参数选择同发动机制动功能测试。试验方法与道路试验基本一致。保持节气门开度为1/3左右，加速至所选挡位的最高挡车速后，迅速将油门踏板踩到底接通强制降挡开关，并保持1~2s，检查是否被强制降低一个挡位。

结果的判定可通过节气门全开区间内的各参数曲线分析，判断强制降挡是否发生。以东风风行客车的强制降挡功能测试结果为例，如图6，节气门开度迅速达到全开位置后1.3s，发动机转速由2400r/min急剧上升到4200r/min，之后速比小幅下降后呈小段平行直线，说明已降入低挡位，强制降

的性能；试验结果与道路试验的一致性较好，且可直

观表现道路试验不易检出的故障现象，故障判定范围与实际故障部位相符，可作为维修故障判定和维修质量检验的依据。自动变速器整车台架试验技术车型适应性好，可满足多工况的试验要求，测试范围较道路试验更为广泛，符合汽车维修检测行业不解体快速检测的发展趋势，还可扩展应用于其他有级自动变速器的测试，具有较好的推广价值和应用前景。参考文献：

[1]曹利民，耿勤武.汽车自动变速器维修精华[M].北京：机

械工业出版社，2006.

[2]庞夺峰，王文君.汽车自动变速器整车台架试验设备研

制[J].山西交通科技，2010（6）：88-

90.

TheTestTechniqueResearchonAutomaticTransmissionVehicleStand

WANGWen-jun

（ShanxiProvincialResearchInstituteofCommunications,Taiyuan,Shanxi030006,China）Abstract:Thepaperdiscussedthedesign，parameterchoiceandresultanalysismethodofvehiclestandfromtheshiftpoints，pointlockandenginebrakingfunctionetc.forreference.

Keywords:road；vehicle；stand；test；automatic

transmission