变速箱载荷谱测试策划
一、测试目的
通过测试得到程序载荷及载荷的分布特性，为变速箱零部件寿命预估及室内快速疲劳模拟试验提供依据，为动态性能研究提供原始数据，为产品的设计和改进提供依据。
二、测试原理
1、测试参数及测点布置
    测试参数如下表：
序号
测试参数
理论值
备注
1
发动机转速
0～2500rpm
M18X1.5
2
变矩器涡轮转速
3
变速箱输出转速
4
变矩器输入扭矩
5
前传动轴扭矩
6
后传动轴扭矩
7
变速泵出口压力
0～2.0Mpa
M10X1
8
转向泵出口压力
9
工作泵出口压力
10
前进挡离合器压力
0～1.8 Mpa
11
后退档离合器压力
12
一档离合器压力
13
二档离合器压力
14
三档离合器压力
15
四档离合器压力
16
变矩器出口油温
0～120℃
各测点布置如下图：
2、测试仪器及工装
测试需求仪器如下表：
序号
仪器名称
数量
备注
1
数据采集仪
1套
2
电阻应变片式扭矩传感器
3套
0～6000Nm
3
压力传感器
9件
0～3.5Mpa（7件）
0～20Mpa（2件）
4
转速传感器
3件
0～2500rpm
5
测压过度接头
9件
M10X1
  试验工装如下表：
序号
仪器名称
数量
备注
1
连接套、前、后传动轴扭矩标定工装
3套
2
变速泵出口压力测试过度接头
1件
3
压力传感器
9套
4
电阻应变片式扭矩传感器接收器安装固定工装
3套
5
电阻应变片式扭矩传感器接收器电池安装固定工装
3套
6
一档离合器压力测试过度接头
1件
3、试验仪器的安装与调试
1）根据理论计算，各电阻应变片式扭矩传感器标定最大值如下表：
序号
测试位置
标定理论最大值/Nm
1
连接套
2
前传动轴
3
后传动轴
2）变速箱变速操纵阀各档位离合器工作状态及压力理论值如下表：
整车档位状态
档位离合器工作状态
理论压力值/ Mpa
空一档
三档离合器
1.8＋0.2
空二档
三档离合器
空三档
三档离合器
空四档
三档离合器
前进一档
前进、一档离合器
前进二档
前进、二档离合器
前进三档
前进、三档离合器
前进四档
三、四档离合器
后退一档
后退、一档离合器
后退二档
后退、一档离合器
后退三档
后退、一档离合器
备注：采样频率取50Hz。
3）各转速传感器测试参数值与发动机转速对应表：
发动机转速/rpm
测试参数
对应数值
允许误差
1000
变矩器涡轮转速
变速箱输出转速
1500
变矩器涡轮转速
变速箱输出转速
2000
变矩器涡轮转速
变速箱输出转速
备注：变速箱传动效率=92%，信号采样频率取50Hz。
4）各扭矩传感器测试参数值与发动机转速对应表：
发动机转速/rpm
测试参数
对应数值
允许误差
备注
1000
连接套扭矩
μ=
前传动轴扭矩
后输出轴扭矩
2000
连接套扭矩
μ=
前传动轴扭矩
后输出轴扭矩
备注：μ为变矩器效率，信号采样频率取1000Hz
各泵出口压力测试值与发动机转速对应表：
发动机转速/rpm
测试参数
对应数值
允许误差
备注
2000
变速泵出口压力
工作泵出口压力
转向泵出口压力
备注：各泵额定转速为2000 rpm。信号采样频率取50Hz。
三、测试内容
1、整车性能测试
  载荷谱测试开始前应对被测整车进行全面的检查和调整，以保证机器处在良好的技术状态，为检验整车的使用状态，对整车进行以下性能测试（测试项目不分前后）：
1）最大牵引力检测，试验方法依照标准进行并在测试中监控变矩器出口油温，要求测试中变矩器出口油温在95±5℃，变速箱油位在产品技术文件规定的正确位置，被测整车理论最大牵引力如下表：
整车档位情况
实测值/KN
理论最大牵引力/KN
合格/不合格
前进一档
前进二档
前进三档
前进四档
2）发动机转速检测：整机空载，发动机燃油、水位在正确位置，检测如下表参数：
发动机状态
实测值/.rpm
理论转速/.rpm
合格/不合格
怠速
最高转速
3）变速压力检测：整车怠速、空载，变矩器出口油温在95±5℃状态下，变速箱油位在产品技术文件规定的
正确位置，检测以下参数：
整车档位状态
档位离合器工作状态
实测值/ Mpa
理论压力值/ Mpa
合格/不合格
空一档
三档离合器
1.8＋0.2
空二档
三档离合器
1.8＋0.2
空三档
三档离合器
1.8＋0.2
空四档
三档离合器
1.8＋0.2
前进一档
前进、一档离合器
1.8＋0.2
前进二档
前进、二档离合器
1.8＋0.2
前进三档
前进、三档离合器
1.8＋0.2
前进四档
三、四档离合器
1.8＋0.2
后退一档
后退、一档离合器
1.8＋0.2
后退二档
后退、一档离合器
1.8＋0.2
后退三档
后退、一档离合器
1.8＋0.2
4）最高车速检测：整车空载，试验方法依照进行，变矩器出口油温在95±5℃状态下，变速箱油位在产品技术文件规定的正确位置，检测整车各前进档最高车速如下表：
整车档位情况
实测值\km\h
理论最大车速\km\h
合格/不合格
前进一档
前进二档
前进三档
前进四档
5）整车制动性能检测：测试方法依照标准进行，检测参数如下表：
整车档位情况
实测制动距离\m
理论制动距离\m
合格/不合格
发动机转速
前进一档
前进二档
前进三档
前进四档
2、载荷谱测试
  1）测试工况
    作业物料分别为：原生土、松散土、石方和半湿土
    作业方式采用“V型六段”作业模式，每一斗的工作循环由“空载前进接近物料”、“铲装”、“满载倒退”、“满载前进举升”、“卸料”、“空载倒退”六个作业段组成，如下图：
2）采集子样大小
    根据文献《装载机传动系统载荷样本长度的确定》一文对不同作业物料情况从频率域及幅值域进行分析，将样本长度与统计精度联系起来，用保守谱精度计算公式及近似均值精度估算公式，提出子样n≥50即能保证置信度在68.3%以上，即使保守估算采用100斗的子样已足以保证95.4%以上的高置信度的统计要求，故采集子样大小确定为100斗。
3）载荷谱原始数据测试与采集
在完成整车性能复测并将整机状态调整至良好的技术状态后，进行载荷谱原始数据测试与采集，测试前对整机进行以下检查：
1变速箱油位检查；
2发动机水位、油位检查；
3液压系统油位检查；
4轮胎气压检查。
检查工作完成后，整机预热，测试并采集原始数据。