混合动力变速箱抗烧结试验装置及方法与流程

1.本发明涉及混合动力变速箱技术领域，尤其涉及混合动力变速箱抗烧结试验装置及方法。


背景技术：

2.在极低温环境下，如-40℃，混合动力变速箱内的润滑油黏度会很高，容易引起变速箱的齿轮或者轴承胶合，造成变速箱烧结。当变速箱开发完成后，需要对变速箱的低温抗烧结能力进行验证，以便在变速箱的低温抗烧结能力不合格时及时对变速箱进行改进。目前行业内大都采用整车在真实环境下进行变速箱低温抗烧结的试验，存在试验不便的问题，导致变速箱的开发周期长。


技术实现要素：

3.本发明通过提供混合动力变速箱抗烧结试验装置及方法，解决了现有技术中混合动力变速箱低温抗烧结试验不便的技术问题。
4.一方面，本发明实施例提供如下技术方案：
5.一种混合动力变速箱抗烧结试验装置，包括环境仓、第一测功机、第二测功机、第三测功机、第一驱动轴、第二驱动轴和温度传感器；
6.变速箱安装于所述环境仓内，所述环境仓内加注有预设油量的润滑油，所述环境仓用于控制润滑油的温度；
7.所述第一测功机经所述第一驱动轴连接所述变速箱的差速器第一端，所述第二测功机经所述第二驱动轴连接所述变速箱的差速器第二端，所述第三测功机适于连接所述变速箱的驱动电机输入轴；
8.所述温度传感器置于所述环境仓内，所述温度传感器用于检测润滑油的温度。
9.优选的，混合动力变速箱抗烧结试验装置还包括第四测功机；
10.所述第四测功机连接所述变速箱的发动机输入轴。
11.优选的，所述第三测功机还适于连接所述变速箱的发电机输入轴。
12.另一方面，本发明实施例还提供如下技术方案：
13.一种混合动力变速箱抗烧结试验方法，应用于上文中的混合动力变速箱抗烧结试验装置，所述方法包括：
14.环境仓控制所述环境仓内润滑油的温度至预设温度，所述预设温度低于零摄氏度；
15.在对变速箱进行纯电驱动工况或制动能量回收工况下的抗烧结试验时，第一测功机和第二测功机分别对第一驱动轴及第二驱动轴的转速循环进行预设转速控制，同时第三测功机对所述变速箱的驱动电机输入轴的扭矩循环进行预设扭矩控制，直至所述环境仓内润滑油的温度达到零摄氏度。
16.优选的，所述预设转速控制为：
17.从当前时刻开始，先控制驱动轴转速由零经过第一时长后变为第一转速，再控制所述驱动轴转速由所述第一转速经过第二时长后变为第二转速，最后控制所述驱动轴转速由所述第二转速经过第三时长后变为零；
18.所述第一转速为纯电驱动模式保持峰值扭矩的最高车速对应的驱动电机转速，所述第二转速为纯电驱动模式最高车速对应的驱动电机转速。
19.优选的，所述预设扭矩控制为：
20.从当前时刻开始，先控制所述驱动电机输入轴的扭矩由零经过第一时长后变为驱动电机峰值扭矩，再控制所述驱动电机输入轴的扭矩由所述驱动电机峰值扭矩经过第二时长后变为驱动电机峰值功率对应的扭矩，最后控制所述驱动电机输入轴的扭矩由所述驱动电机峰值功率对应的扭矩经过第三时长后变为制动能量回收最高扭矩。
21.优选的，所述第一时长为2.5min，所述第二时长为2.5min，所述第三时长为0.25min。
22.优选的，所述混合动力变速箱抗烧结试验装置还包括第四测功机，所述第四测功机连接所述变速箱的发动机输入轴；
23.所述环境仓控制所述环境仓内润滑油的温度至预设温度，所述预设温度低于零摄氏度之后，还包括：
24.在对所述变速箱进行发动机直驱工况下的抗烧结试验时，在每个档位下，所述第一测功机和所述第二测功机分别控制所述第一驱动轴及所述第二驱动轴的转速保持在该档位最高车速对应的发动机转速，同时所述第四测功机控制所述发动机输入轴的扭矩保持在所述发动机转速对应的发动机外特性扭矩，直至所述环境仓内润滑油的温度达到零摄氏度。
25.优选的，所述混合动力变速箱抗烧结试验装置还包括第四测功机，所述第四测功机连接所述变速箱的发动机输入轴；所述第三测功机还适于连接所述变速箱的发电机输入轴；
26.所述环境仓控制所述环境仓内润滑油的温度至预设温度，所述预设温度低于零摄氏度之后，还包括：
27.在对所述变速箱进行驻车发电工况下的抗烧结试验时，所述第三测功机控制所述发电机输入轴的转速保持在发动机发电使用到的最高转速，同时所述第四测功机控制所述发动机输入轴的扭矩保持在所述最高转速对应的发动机外特性扭矩，直至所述环境仓内润滑油的温度达到零摄氏度。
28.优选的，所述预设温度为-40℃。
29.本发明提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
30.本发明的第三测功机连接变速箱的驱动电机输入轴时，第一测功机和第二测功机用于转速控制，第三测功机用于扭矩控制，第三测功机从驱动电机输入轴输入扭矩至差速器，环境仓、第一测功机、第二测功机、第三测功机、第一驱动轴、第二驱动轴可以共同完成纯电驱动工况或制动能量回收工况下变速箱的低温抗烧结试验，用于验证驱动电机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承是否正常，变速箱低温抗烧结试验方便实现、验证结果可靠性高。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明实施例中混合动力变速箱抗烧结试验装置的结构示意图；
33.图2为本发明实施例中混合动力变速箱抗烧结试验装置的部分结构示意图；
34.图3为本发明实施例中混合动力变速箱抗烧结试验方法的部分流程图；
35.图4为本发明实施例中混合动力变速箱抗烧结试验方法的部分原理示意图；
36.图5为本发明实施例中混合动力变速箱抗烧结试验装置的另一部分结构示意图；
37.图6为本发明实施例中混合动力变速箱抗烧结试验方法的另一部分原理示意图；
38.图7为本发明实施例中混合动力变速箱抗烧结试验装置的另一部分结构示意图；
39.图8为本发明实施例中混合动力变速箱抗烧结试验方法的另一部分原理示意图。
40.附图标记说明：
41.1-环境仓；2-变速箱；21-差速器第一端；22-差速器第二端；23-驱动电机输入轴；24-发动机输入轴；25-发电机输入轴；26-第一同步器；27-第二同步器；28-换挡系统；3-第一测功机；31-第一测功机的扭矩法兰；32-第一驱动轴；4-第二测功机；41-第二测功机的扭矩法兰；42-第二驱动轴；5-第三测功机；51-第三测功机的扭矩法兰；6-第四测功机；61-第四测功机的扭矩法兰；7-温度传感器。
具体实施方式
42.本发明实施例通过提供混合动力变速箱抗烧结试验装置及方法，解决了现有技术中混合动力变速箱低温抗烧结试验不便的技术问题。
43.为了更好的理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。
44.混合动力车辆中，变速箱可以通过发动机、电机的不同动力耦合方式实现多种混动功能，如纯电驱动、发动机直驱、制动能量回收、驻车发电等。
45.纯电驱动模式：在动力电池电量充足且功率需求较小(如轻加速或稳定车速)时，采用纯电驱动工作模式，此时发动机静止、发电机空转、驱动电机驱动；
46.制动能量回收模式：在踩下制动踏板或松开加速踏板时，发动机停止工作，驱动电机工作于发电模式，将动能转化成电能向电池充电，此时发动机不工作、发电机空转、驱动电机发电；
47.发动机直驱模式：高速模式时采用纯发动机驱动工作模式，此时发动机驱动、发电机空转、驱动电机空转；
48.驻车发电模式：停车模式下，如电池电量较低时，发动机会被启动以带动发电机给电池充电，此时发动机工作、发电机发电、驱动电机静止。
49.如图1所示，本实施例的混合动力变速箱抗烧结试验装置，包括环境仓1、第一测功机3、第二测功机4、第三测功机5、第一驱动轴32、第二驱动轴42和温度传感器7；
50.变速箱2安装于环境仓1内，环境仓1内加注有预设油量的润滑油，环境仓1用于控
制润滑油的温度；
51.第一测功机3经第一驱动轴32连接变速箱2的差速器第一端21，第二测功机4经第二驱动轴42连接变速箱2的差速器第二端22，第三测功机5适于连接变速箱2的驱动电机输入轴23；
52.温度传感器7置于环境仓1内，温度传感器7用于检测润滑油的温度。
53.其中，预设油量、润滑油在环境仓1内对变速箱2的润滑情况与实车保持一致。第三测功机5为高速测功机，第三测功机5适于连接变速箱2的驱动电机输入轴23，意思是第三测功机5可以连接变速箱2的驱动电机输入轴23，也可以不连接变速箱2的驱动电机输入轴23。环境仓1控制润滑油温度的过程中，需要温度传感器7反馈润滑油的温度。
54.本实施例中，第三测功机5连接变速箱2的驱动电机输入轴23时，环境仓1、第一测功机3、第二测功机4、第三测功机5、第一驱动轴32、第二驱动轴42可以共同完成纯电驱动工况或制动能量回收工况下变速箱2的低温抗烧结试验，用于验证驱动电机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承是否正常，如图2所示。
55.为验证驱动电机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承是否正常，如图3所示，本实施例还提供一种混合动力变速箱抗烧结试验方法，包括：
56.步骤s1，环境仓1控制环境仓1内润滑油的温度至预设温度，预设温度低于零摄氏度；
57.步骤s2，在对变速箱2进行纯电驱动工况或制动能量回收工况下的抗烧结试验时，第一测功机3和第二测功机4分别对第一驱动轴32及第二驱动轴42的转速循环进行预设转速控制，同时第三测功机5对驱动电机输入轴23的扭矩循环进行预设扭矩控制，直至环境仓1内润滑油的温度达到零摄氏度。
58.可以理解的是，图2中的第一测功机3和第二测功机4用于转速控制，第三测功机5用于扭矩控制，第三测功机5从驱动电机输入轴23输入扭矩至差速器。
59.步骤s1中，预设温度可以是-40℃，为变速箱2开发的油温设计边界。
60.步骤s2中，转速控制和扭矩控制是同步进行的，第一测功机3对第一驱动轴32的转速控制、第二测功机4对第二驱动轴42的转速控制完全相同且同步。
61.其中，预设转速控制可以有多种策略，本实施例优选预设转速控制为：
62.从当前时刻开始，先控制驱动轴转速由零经过第一时长后变为第一转速，再控制驱动轴转速由第一转速经过第二时长后变为第二转速，最后控制驱动轴转速由第二转速经过第三时长后变为零；第一转速为纯电驱动模式保持峰值扭矩的最高车速对应的驱动电机转速，第二转速为纯电驱动模式最高车速对应的驱动电机转速。
63.其中，预设扭矩控制可以有多种策略，本实施例优选预设扭矩控制为：
64.从当前时刻开始，先控制驱动电机输入轴23的扭矩由零经过第一时长后变为驱动电机峰值扭矩，再控制驱动电机输入轴23的扭矩由驱动电机峰值扭矩经过第二时长后变为驱动电机峰值功率对应的扭矩，最后控制驱动电机输入轴23的扭矩由驱动电机峰值功率对应的扭矩经过第三时长后变为制动能量回收最高扭矩。
65.其中，第一时长为可以2.5min，第二时长可以为2.5min，第三时长可以为0.25min。
66.步骤s2的具体过程如图4所示。当然可以多次(如3次)重复进行步骤s1-s2的过程，以提高驱动电机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承的验证结果的可靠性。
67.可以理解的是，上文中的预设转速控制和预设扭矩控制的试验条件比较严格，本实施例经实际验证，采用上文中的预设转速控制和预设扭矩控制对驱动电机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承进行验证后，若验证通过，实车的变速箱在低温环境下驱动电机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承不会出现烧结问题，因此本实施例中的验证方法可靠性高。
68.当然，本实施例还需完成发动机直驱工况下变速箱2的低温抗烧结试验，用于验证发动机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承是否正常。为此，如图1所示，本实施例优选混合动力变速箱抗烧结试验装置还包括第四测功机6；第四测功机6连接变速箱2的发动机输入轴24。环境仓1、第一测功机3、第二测功机4、第四测功机6可以共同完成发动机直驱工况下变速箱2的低温抗烧结试验，用于验证发动机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承是否正常，如图5所示。
69.为验证发动机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承是否正常，步骤s1之后，本实施例的混合动力变速箱抗烧结试验方法，还包括：
70.在对变速箱2进行发动机直驱工况下的抗烧结试验时，在每个档位下，第一测功机3和第二测功机4分别控制第一驱动轴32及第二驱动轴42的转速保持在该档位最高车速对应的发动机转速，同时第四测功机6控制变速箱2的发动机输入轴24的扭矩保持在发动机转速对应的发动机外特性扭矩，直至环境仓1内润滑油的温度达到零摄氏度。
71.可以理解的是，图5中的第一测功机3和第二测功机4用于转速控制，第四测功机6用于扭矩控制，第四测功机6从发动机输入轴24输入扭矩至差速器。转速控制和扭矩控制是同步进行的，第一测功机3对第一驱动轴32的转速控制、第二测功机4对第二驱动轴42的转速控制完全相同且同步。
72.验证发动机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承的具体过程如图6所示。当然可以多次(如3次)重复进行验证过程，以提高发动机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承的验证结果的可靠性。
73.本实施例经实际验证，采用上文中的方法对发动机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承进行验证后，若验证通过，实车的变速箱2在低温环境下发动机输入轴-中间轴-差速器齿轮和轴承不会出现烧结问题，因此本实施例中的验证方法可靠性高。
74.当然，本实施例还需完成驻车发电工况下变速箱2的低温抗烧结试验，用于验证发动机输入轴-发电机轴和轴承是否正常。为此，如图1所示，本实施例优选第三测功机5还适于连接变速箱2的发电机输入轴25，即将第三测功机5连接到变速箱2的发电机输入轴25，而不连接驱动电机输入轴23，相当于第三测功机5可以在发电机输入轴25和驱动电机输入轴23之间切换。环境仓1、第三测功机5、第四测功机6可以共同完成驻车发电工况下变速箱2的低温抗烧结试验，用于验证发动机输入轴-发电机轴和轴承是否正常，如图7所示。
75.为验证发动机输入轴-发电机轴和轴承是否正常，步骤s1之后，本实施例的混合动力变速箱抗烧结试验方法，还包括：
76.在对变速箱2进行驻车发电工况下的抗烧结试验时，第三测功机5控制发电机输入轴25的转速保持在发动机发电使用到的最高转速，同时第四测功机6控制变速箱2的发动机输入轴24的扭矩保持在最高转速对应的发动机外特性扭矩，直至环境仓1内润滑油的温度达到零摄氏度。
77.可以理解的是，图7中的第三测功机5用于转速控制，第四测功机6用于扭矩控制，
第四测功机6从发动机输入轴24输入扭矩至发电机。转速控制和扭矩控制是同步进行的。
78.验证发动机输入轴-发电机轴和轴承的具体过程如图8所示。当然可以多次(如3次)重复进行验证过程，以提高发动机输入轴-发电机轴和轴承的验证结果的可靠性。
79.本实施例经实际验证，采用上文中的方法对发动机输入轴-发电机轴和轴承进行验证后，若验证通过，实车的变速箱2在低温环境下发动机输入轴-发电机轴和轴承不会出现烧结问题，因此本实施例中的验证方法可靠性高。
80.如图1所示，本实施例的混合动力变速箱抗烧结试验装置还包括第一测功机的扭矩法兰31、第二测功机的扭矩法兰41、第三测功机的扭矩法兰51、第四测功机的扭矩法兰61，用于监测试验过程中的扭矩。变速箱2还包括第一同步器26、第二同步器27和换挡系统28，支持不同的运行模式及档位切换。
81.在本实施例的验证过程中，技术人员可以通过观察变速箱的振动、烧毁情况来确定验证结果，或者在验证完成后拆开变速箱来观察验证结果。
82.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
83.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。