高品质变速器效率的理论分析

高品质变速器效率的理论分析

为改善变速器效率，设计人员多通过提高变速器的功率质量比，并对变速器接触齿轮的几何形状进行优化，设计低摩擦的高品质变速器来实现。对变速器效率的预测，等同于对变速器功率损耗的预测。而对变速器功率损耗的预测可按照功率损耗产生的机理（如摩擦损耗、泵油损耗）进行划分，进而将功率损耗叠加得到总功率损耗。本研究则通过理论分析的方法对变速器各种功率损耗进行分析，确定变速器的总功率损耗。

首先，分析了变速器的摩擦损耗。摩擦损耗主要包括变速器齿轮啮合中产生的径向摩擦损耗、切向摩擦损耗和变形摩擦损耗。径向摩擦损耗和切向摩擦损耗采用库伦摩擦理论建立摩擦模型，变形摩擦损耗则采用弹性动力学理论建立其摩擦模型。由于润滑油的作用，使得预测摩擦损耗时还需要对润滑油的油膜分布、压力、温度、速度等影响润滑状态的参数进行分析。采用热弹性流体动力润滑（TEHL）模型对接触齿轮间的瞬时润滑状态进行分析，主要是确定齿轮接触面的摩擦因数。之后，分析了变速器的泵油损耗。由于变速器执行机构是由发动机直接驱动的液压油泵提供液压油来实现的，因而产生泵油损耗。不同油泵的泵油损耗相差较大，但均与主油路压力和发动机转速成正比。同时，泵油损耗还受液压油粘度指数、发动机扭矩等参数影响。为了便于计算，将泵油损耗的计算公式简化为：p＝（T·n）/9550。其中，p为泵油损耗；T为油泵主油路压力；n为发动机转速。

通过上述理论分析，将摩擦损耗和泵油损耗进行叠加便可得到变速器总功率损耗。依据计算结果可帮助工程人员对变速器相关参数进行修改，便于高品质变速器的开发。

Ehsan Fatourehchi et al.SAE

2016-01-1852.

编译：陈丁跃