模拟SAE№2试验机的评定方法研究

　　在汽车自动传动液(ATF)中,摩擦特性是ATF最重要又最难达到的性能,它实际上是换档感觉、动力矩负荷和摩擦耐久性的综合平衡特性[1,2]。在美国, GM公司的DexronⅡD、ⅡE、Ⅲ, Ford公司的Mercon、NewMercon及Allison公司的Allison C23、C24规格都要求用SAE№2摩擦试验机来评定自动传动液的摩擦特性[3,4]。SAE№2试验机是由一台电机(22 kW, 3 600 r/min)和一组摩擦片(离合器片)组成,离合器片在加热到一定温度的试油中,由飞轮带动旋转至一定惯量,经过离开、啮合周期运行可测得扭矩的变化。不同规格要求的飞轮惯量、摩擦片材质、对偶片数量、供气及释放压力、离合器运转周期状态及空气流速、试验时间等均有所不同。Dexron规格从ⅡD修订至ⅡE时,由于自动变速箱型号由THM2350改变为4L260,因此增加了带式离合器试验。Allison C24则要求分别对纸质和石墨离合器进行试验。“八五”期间,国内在研究自动传动液时由北京石油化工科学研究院引进一台SAE№2试验机(全国仅此一台)。

　　由于各家在研制ATF时采用的模拟设备和方法都不相同,其研究结果与SAE№2试验机的结果对应不上,油品的研制进展缓慢,因此研究与SAE№2试验机相关性较好的模拟试验机和模拟方法是非常重要的[5]。本文作者结合SAE№2试验机进行了模拟试验机的研究。

　　1　研究内容

　　1·1　试验设备和方法简介

　　由于GM公司的Dexron规格适应范围最广,本研究模拟Dexron规格下的设备与方法。模拟试验机为与上海711所合作仿照SAE№2试验机研制而成。它包括高速变频电机(22 kW)、进口变频器、主动力控制系统、副机及其减速装置、副电机离合操控系统、弹性连轴节、控制系统、试验箱、飞轮组、试验台、转矩转速压力和温度测量装置、微机系统、各种传感器、电气控制箱、气路系统和试验专用软件等。试验机的转速、惯量和试验要求的气压均可调整。

　　模拟试验机研制成功后,用油品进行了验收。通过验收,对设备进行了一些改动: (1)气压装置。气压系统的压力提供由0·5MPa的管道改为1·2MPa的压缩机提供,以保证进气压力和进气速度。(2)密封O形圈由通用型改为专门定做的,以保证工作室在试验过程中不漏气。(3)扭矩传感器由300N·m提高到500 N·m,以防备由于试验波动产生扭矩过大而造成传感器元件损坏。(4)对试验所用的鼓重新加工,使其根部的直角加工成小的半园角,以减少根部所受的应力集中,防止鼓裂。

　　SAE№2试验机采用的鼓和带为3T40型,本研究所用的鼓和带为4L60型;离合器片一样。本研究采用的试验件材质与SAE№2的相同,但SAE№2试验机采用的为专用配件,本研究采用的是车用配件。采用的试验步骤与SAE№2试验机的试验步骤一样,包括: