李小建，胡楚金，陈青

(浙江万里扬股份有限公司，浙江金华 321000)

手动变速器换挡性能影响因素的研究

李小建，胡楚金，陈青

(浙江万里扬股份有限公司，浙江金华 321000)

以换挡性能测试分析系统为基础，对商用车手动变速器在不同工作温度和不同黏度齿轮油的工况下换挡性能变化情况进行测试、对比和研究，为客观进行商用车手动变速器换挡性能评价提供参考。

手动变速器；换挡性能；影响因素

0 引言

随着汽车国Ⅴ排放标准的实施和国Ⅵ排放标准的推进，商用车用户对车辆的换挡性能变得敏感，因此各汽车厂对变速器的换挡性能也提出了更高的要求。

通过调查走访，作者发现用户在不同的地区使用同样的产品时，常常会有不同的使用体验。经过大量的对比和分析，认为可能是因为使用环境的温度和变速器内齿轮油黏度不同造成了使用体验的差异。

基于以上分析，将通过对变速器在不同的工作温度和加注不同黏度齿轮油时车辆的换挡性能进行测试和对比，展示不同工作温度和加注不同黏度齿轮油对变速器换挡性能的影响。

1 测试方案

(1)使用3种常用的齿轮油(GL-4 75W/85、GL-4 85W/90、GL-5 85W/90)进行对比。

(2)工作温度选择3种，分别是低温(L)、过渡温度(M)、高温(H),用红外线测温仪测量变速器表面温度作为其工作温度。

低温(L)即环境温度，10～15 ℃；

过渡温度(M)是变速器运行一段时间后变速器未达到热平衡时的温度，25～30 ℃；

高温(H)是变速器运行一段时间后变速器达到热平衡时的温度，38～44 ℃。

(3)以同一台变速器总成搭载在同一台测试底盘上作为测试平台(见图1)，加注不同黏度的油品，通过2挡和3挡互换进行测试。

图1 搭载测试底盘

(4)测试时，当发动机转速达到2 000 r/min时，进行2挡→3挡(升挡)操作;当发动机转速降到1 500 r/min时，进行3挡→2挡(降挡)操作。

(5)采用GIF的换挡性能测试分析系统(Gear Shift Analysis，GSA)进行试验数据采集和分析(见图2)。

图2 测试分析系统

2 测试结果

2.1 静态换挡性能

图3所示为加注3种不同齿轮油后的静态换挡特性曲线。特性曲线表明在加注不同油品后，评价静态换挡性能的特征值相当(具体见表1)，特征曲线整体变化趋势一致。

图3 加注不同油品时的静态换挡特性

测试项目 N挡→2挡→N挡 N挡→3挡→N挡 GL-475W/85GL-485W/90GL-585W/90GL-475W/85GL-485W/90GL-585W/90最大挂挡力/N33313017.31716最大摘挡力/N181617151718吸入感不明显1～2N

通过以上测试数据对比和分析可得：齿轮油黏度变化对汽车静态换挡性能影响不明显。

2.2 动态换挡性能

表2—4为加注3种不同齿轮油后的动态换挡特性对比。

表2 加注GL-5 85W/90时动态换挡特性对比

表3 加注GL-4 85W/90时动态换挡特性对比

表4 加注GL-4 75W/85时动态换挡特性对比

2.2.1 不同工作温度对动态换挡性能的影响

表5和表6是对表2—4数据的分析和整理。

表5 温度对2挡→3挡(升挡)操作的影响

表5表明工作温度升高不利于变速器的升挡操作。

表6 温度对3挡→2挡(降挡)操作的影响

表6表明工作温度升高对变速器降挡过程中的同步冲量、二次冲击、最大同步力等指标都有明显的减弱和降低作用。

因为升挡操作时的同步冲量远小于降挡时的冲量，在对变速器换挡性能进行评价时，降挡性能的好坏是评价变速器换挡性能的主要因素。

2.2.2 不同黏度油品对动态换挡性能的影响

表7和表8也是对表2-4数据的分析和整理。

表7 黏度对2挡→3挡(升挡)操作的影响

表7表明：

(1)油品黏度升高有利于降低升挡最大同步力；

(2)油品黏度升高造成了升挡同步冲量增加，低温时尤其明显；

(3)油品黏度升高造成了升挡时高强度二次冲击比例的提高，低温时尤其明显。

表8 黏度对3挡→2挡(降挡)操作的影响

表8表明：

(1)油品黏度升高造成了降挡时最大同步力增加；

(2)油品黏度升高造成了降挡同步冲量增加，低温时尤其明显；

(3)油品黏度升高造成了降挡时高强度二次冲击比例的提高。

3 结论

综上所述：

(1)齿轮油黏度变化对车辆静态换挡性能的影响不明显。

(2)低温不利于变速器动态换挡性能的发挥，提高变速器的工作温度可以让变速器动态换挡性能更好地发挥。

(3)高黏度齿轮油不利于变速器动态换挡性能的发挥，适当降低齿轮油黏度可以让变速器动态换挡性能更好地发挥。

[1]毛恩荣，张红，宋正河.车辆人机工程学[M].2版.北京：北京理工大学出版社，2007.

[2]王望予.汽车设计[M].4版.北京：机械工业出版社，2004.

StudyonInfluencingFactorstoManualTransmissionShiftPerformance

LI Xiaojian,HU Chujin,CHEN Qing

(Zhejiang Wanliyang Co., Ltd.,Jinhua Zhejiang 321000,China)

Based on gear shift analysis system, test, compare and study on gear shift performance under different operation temperature and gear oil viscosity work conditions of manual transmission were made for commercial vehicle. It provides reference data for evaluating gear shift performance of manual transmission for commercial vehicle objectively.

Manual transmission; Shift performance; Influencing factors

U463.212

B

1674-1986(2017)09-074-03

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.09.018

2017-04-24

李小建，男，本科，工程师，主要负责项目的关键零部件设计、试制技术支撑、质量问题改进，装车验证、评价等工作。E-mail：lxj0802601@163.com。