10.16638/jki.1671-7988.2019.14.022
温敏，任平
（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）
摘要：根据汽车理论与变速箱理论原理，浅析整车传动系统效率研究对象，确定传动系阻力损失主要来源于变速箱、驱动轴、轮毂轴承和制动器四个方面，详细分析了这四个方面的阻力产生机理，基于某款成熟车型，针对其变速箱阻力损失、驱动轴阻力损失、轮毂轴承阻力损失以及制动拖滞力损失提出合理的优化方案，将该车型优化前后的NEDC工况下的百公里油耗进行对比验证，最终传动系内阻优化方案可实现NEDC工况下节油2.06%的效果。关键词：传动系效率；阻力损失；优化
中图分类号：U463.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)14-70-03
Analysis of Internal Resistance Optimizing Scheme of a Vehicle Drive System under
NEDC Working Conditions
Wen Min, Ren Ping
（Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Technology Center, Anhui Hefei 230601）
Abstract: According to automobile theory and transmission theory, research object of vehicle transmission system efficiency is analyzed. The resistance loss of transmission system mainly comes from four aspects: gearbox, drive shaft, hub bearing and brake. The resistance mechanism of these four aspects is analyzed in detail. Based on a mature model, for the transmission resistance loss, drive shaft resistance loss, hub bearing resistance loss and brake drag loss, reasonable optimization schemes are proposed. And the fuel consumption of 100 km under NEDC conditions before and after the optimization of the vehicle model is compared and verified. Finally, the optimization scheme of internal resistance of transmission system can reduce the fuel consumption of NEDC by 2.06%.
Keywords: Transmission efficiency; Resistance loss; Optimization
CLC NO.: U463.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)14-70-03
引言
汽车传动系统是位于发动机和驱动车轮之间的动力传动装置，其基本功用是将发动机发出的动力传给驱
动车轮[1]。汽车动力传递装置主要包括离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器及半轴等部分，传动系内阻与整车性能尤其是燃油经济性息息相关，为了提高传动系效率，需要针对传动系各部分内阻提出合理的优化方案。
在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称作汽车的燃油经济性[2]。一般选择以NEDC 工况为评价标准，测量整车在NEDC工况下的百公里油耗水平，来评价整车燃油经济性以及传动系效率的好坏。
1 传动效率研究对象
1.1 整车能量分布模型分析
在评价燃油经济性时，采用的是NEDC工况，在NEDC 工况下，发动机燃烧消耗的能量流向分布如下图所示：
作者简介：温敏，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心。
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温敏 等：NEDC 工况下的某车型传动系内阻优化方案浅析
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图1 NEDC 工况下能量分布
发动机在除去自身各类损失后剩余的能量，经过传动系的损耗后，最终用于克服整车外部的空气阻力、滚动阻力和加速阻力做功，这部分做功称为有效做功。 1.2 传动系研究对象分析
发动机输出的动力最终传递到路面形成驱动力，经过路径为离合器—变速箱—驱动轴—轮毂轴承—制动器—车轮，形成的阻力损失如下图所示：
图2 动力传递路径的各方面阻力
目前乘用车前束阻力在3N 以内，不考虑优化前束阻力；轮胎滚阻属于整车外部阻力，也不考虑。因此整车传动系的阻力损失主要来自变速箱、驱动轴、轮毂轴承和制动器四个方面。
2 传动系各部分阻力产生机理分析
2.1 变速器阻力损失产生机理
变速箱阻力损失主要包括摩擦损失和寄生损失两部分，其中：
（1）摩擦损失的大小主要与传递扭矩有关，随扭矩增大而增大，主要包括：
齿轮啮合点的摩擦损失；和载荷有关的轴承摩擦损失。 （2）寄生损失的大小主要与转速有关，随转速增大而增大，主要包括：
齿轮和轴的搅油损失。搅油损失因润滑方式而异，在不同的润滑方式中，又因各种因素而不同[3]；
当轮齿进入啮合点时，挤油的损失； 齿轮在空气和油雾中运转时，风阻损失； 由于轴承内挤油（和游隙），轴承的寄生损失。 2.2 驱动轴阻力损失产生机理
驱动轴阻力损失主要包括摩擦损失和寄生损失两部分，其中摩擦损失主要为万向节球环/钢球与保持架摩擦损失；寄
生损失主要为万向节内油脂粘滞阻力损失、护套挤压损失。
图3 驱动轴滑移节内部结构图
2.3 轮毂轴承阻力损失产生机理
轮毂轴承阻力损失主要包括三个方面：①密封圈摩擦阻力，大约占总阻力的50%；②钢球滚动阻力，大约占总阻力的的44%；③润滑脂阻力，大约占总阻力的6%。 2.4 制动拖滞阻力损失产生机理
制动拖滞力主要包括钳体与制动盘滑动摩擦阻力、活塞滑动阻力两部分。
图4 制动器阻力损失图
3 传动系各段阻力优化方案
基于该成熟车型，针对其变速箱阻力损失、驱动轴阻力损失、轮毂轴承阻力损失以及制动拖滞力损失四个方面提出合理的优化方案，并在该车型上实施验证，具体方案如下： 3.1 变速箱阻力损失优化
（1）通过选用粘度合适的含极压添加剂的全合成润滑油来降低齿轮搅油损失。
（2）齿轮加工由剃齿改为磨齿，精度级别由7-8级提升为6-7级。
3.2 驱动轴阻力损失优化
通过将滑移节节型由TJ 节改为AAR 节，减小摩擦损失。
图5 驱动轴滑移节摩擦损失优化方案
3.3 轮毂轴承阻力损失优化
（1）密封圈结构优化：由三唇改为两唇，降低密封圈摩擦损失。
（2）轴承与转向节配合过盈量调整：合理减少配合过盈量，可降低滚动阻力约5％。
汽车实用技术
72 3.4 制动拖滞力损失优化
（1）规范摩擦片压簧预压力（12.7N ±4.9N ）。 （2）调整钳体、活塞与矩形圈配合过盈量（宽度方向+0.2，直径方向-0.6）。
4 NEDC 工况下传动系内阻优化方案的验证分析
结合理论计算与实践分析，传动系阻力优化前后，该车型NEDC 工况油耗如下：
表1 NEDC 工况油耗
从以上结果可看出，传动系内阻优化后该车型NEDC 综合油耗可实现2.06%的优化。
5 结论
本文通过对传动系统效率研究对象的分析，确定了传动系内阻的主要来源包括变速箱阻力、驱动轴阻力、轮毂轴承阻力以及制动拖滞力四个方面，详细解析了传动系各部分内阻产生的机理，并针对传动系统四个方面的内阻提出与实施了可行的优化方案，最终通过NEDC 工况下的百公里油耗，验证了传动系各部分阻力优化方案的效果，对提高汽车的传动系统效率具有一定的指导意义。
参考文献安徽江淮汽车
[1] 陈家瑞.汽车构造[M].北京：机械工业出版社,2009.
[2] 余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社,2009.
[3] 霍晓强，吴传虎.齿轮传动系统搅油损失的试验研究[J].机械传动,
2007.
（上接第41页）
3 结语
我国新能源汽车产业持续快速增长带动退役动力蓄电池梯次利用产业快速发展，本文探索构建动力蓄电
池全生命周期以及基于大数据分析的残值评估方法研究可行性，并初步提出评估指标选取思路，为后续残值评估模型研究工作奠定基础。
参考文献
[1] 孙国跃，陈勇.退役动力电池梯次利用筛选指标的实验研究[J].电
源技术,2018,42(12):1818-1821.
[2] 吴小员，王俊祥，田维超，左哲伦.基于应用需求的退役电池梯次利
用安全策略[J].储能科学与技术,2018,7(06):1094-1104.
[3] 汪芹，杜世东，梁鸿铭.二手车成新率修正系数的分析和选用[J].汽
车与配件,2009(46):38-40.
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