变速箱振动性能检测系统

变速箱检测工作原理
变速箱检测工作是通过对变速箱进行各项检测，以便确定其工作状况、故障和性能表现。

其工作原理包括以下几个方面：
1. 检测设备：使用专用的变速箱故障诊断仪器和设备，如故障代码扫描仪、传感器、压力表、振动分析仪等。

2. 读取传感器数据：连接变速箱的传感器，将其输出的数据传输到故障诊断仪器上，用以判断变速箱内部的工作状态。

3. 诊断故障代码：通过扫描仪等设备，读取变速箱内部存储的故障代码，根据代码判断故障的具体位置和类型。

4. 压力测试：使用压力表等设备，测量变速箱内不同位置的液压系统压力。

根据压力数值，判断液压系统是否正常工作。

5. 震动分析：使用振动分析仪等设备，检测变速箱在工作时产生的震动。

通过分析震动的频率和幅度，判断变速箱内部的零部件是否存在异常磨损或松动。

6. 驾驶动态测试：将变速箱安装在测试车辆上，进行实际驾驶测试。

通过测试车辆在不同工况下的加速、减速、换挡等操作，评估变速箱的性能表现和故障情况。

7. 数据分析和判断：根据检测设备所获取的数据，结合相关技术和经验判断，综合分析变速箱的工作状况，确定可能存在的故障和问题，并提出相应的维修建议。

总的来说，变速箱检测通过使用专用设备，获取变速箱内部的传感器数据、故障代码、压力、振动等信息，以此来判断变速箱的工作状态、故障问题和性能表现，从而提供相应的维修建议和解决方案。

变速器是机械设备的重要零部件，与机械的平稳运行密切相关，因此，设备拥有者会十分注重变速器的正常运行。

为了监控变速器的状态，学者们也提出了不少针对变速器产生振动信号的测量与分析方法。

为了保证变速器试验台能够安全正常可靠的运行，往往都会采用一些监测手段，连续的对变速器进行状态监测，并且用高速自动化的数据采集系统采集测量信号并处理：运行状态的监控是故障诊断的基础。

在变速器的状态监控中最常见的有振动监测、噪声监测、温度监测、油液分析监测，振动信号能更迅速、更真实、更全面的反映出变速器的运行状态，能够很好的反映出齿轮、轴系、轴承的故障性质，采用振动监测作为状态监控与故障诊断的手段。

变速器振动信号中携带着大量的运行状态信息，当变速器出现故障时，振动信号的一般就会出现能量分布以及频率成分发生变化的现象，通过这些变化来判断变速器运行状态及其故障性质与故障部位:以振动信号为手段进行状态监控，首先要采用正确合理的方式来拾取振动信号，例如对象的选择、传感器及其布置位置的选择等等，传感器拾取的振动信号通常是杂乱无章的，要对其进行预处理去除干扰，之后选取合适
的分析方法对振动信号进行变换处理,获得最敏感最有用的特征参数，以此为监控指标，对变速器进行状态监控。

变速器容易产生故障失效，因此，在使用过程中需要经常对其进行检测，但是变速器的测试过程比较繁琐，如果专门派人做变速器检测，将耗费大量人力，不如购置一台专业的变速器测试系统，将专业的工作交给专业的人去做，既节约人力又提升效率。

四川志方科技有限公司研发的减速器测试系统采用模块化设计，依据国内外最新测试标准，结合用户测试需求，可完成各种精密减速器的生产出厂、性能测试及科研、教学演示。

前言由于发动机输出的转速和转矩与车辆驱动轮所需的转速和转矩之间存在着矛盾，须设立传动系来调节发动机的性能，即通过传动系改变传动比，将发动机的动力传递给驱动车轮，以适应外界负荷与道路条件变化的需要。

车辆行驶性能的好坏，不仅取决于发动机，而且在特别大程度上还依靠于传动系以及传动系与发动机的匹配。

变速器是现代汽车重要的组成局部。

研究变速器与发动机的联合工作特性，需要对变速器的性能进行台架试验，变速器的维修需要进行故障诊断试验。

国内变速器性能检测设备尚处于研究开展时期。

本文所设计的变速器性能检测试验台能够为变速器的性能或故障诊断提供参考数据，具有以下功能：提供的动力能模拟变速器在汽车内的使用工况；负载能模拟汽车的道路行驶阻力；能检测变速器的特性参数及系统油压、流量、温度等数据。

随着汽车市场的不断扩大，汽车行业对变速器的需求不断增长，对汽车变速器的质量要求也越来越高，这就要求既要有高科技的加工手段，又要有高质量的检测设备，但目前国内采纳的检测手段还不能全部满足现状的要求，要紧表现在检测产品单一，跟不上产品的变化，检测手段落后，不能满足某些指标的检测，检测效率低，不能满足生产需要。

因此研制一台手动汽车变速器试验台，就更显得迫切和需要。

依据要求本人设计了一款汽车变速器性能检测试验台，由于时刻仓促和知识水平有限，论文中的错误和缺乏在所难免，请各位老师给予批判指正。

第1章汽车变速器试验台概述1.1汽车变速器试验台资料调查变速器是现代汽车重要的组成局部。

研究变速器与发动机的联合工作特性，需要对变速器性能进行台架试验，变速器的维修需要进行故障诊断。

对变速器检测工程及检测方法进行了研究，设计了适合汽车维修企业使用的变速器试验台。

汽车变速器性能检测试验台能够为变速器的性能或故障诊断提供参考数据，具有以下功能；提供的动力能模拟变速器在汽车内的使用工况；负载能模拟汽车的道路行驶阻力；能检测变速器变速器的特性参数及系统油压、流量温度等数据。

变速器的设备的关键零部件，为了保证其正常可靠的运行，往往会采用一些检测手段，连续对机器状态进行检测，运行状态的监控是故障诊断的基础，下面就给大家介绍一下变速器振动信号的具体测量方案。

3.2.1 振动信号传递特性齿轮系统的传递是一个弹性系统，由于结构及相互运行之间的关系存在着非平稳性[9]:变速器的内部结构较为复杂，当变速器工作时，内部齿轮的啮合以及其它部件的相互作用等都会激励出振动C01,如图3.1所示，振动经过传递达到变速器箱体上叫,如图3.2所示，.3.2.2传感器及其布置位置的选择实现变速器台架试验在线状态监控的首要任务就是准确的拾取和转换变速器的原始振动信号，假若无法实现这一一步，状态监控也就无从谈起了:变速器箱体的振动信号一般是通过振动传感器获得的21,振动传感器要能灵敏的反应出变速器振动的变化，同时还需要有较高的共振频率，来避开变速器的固有频率，防止发生共振。

目前测量振动信号的传感器按其测量的物理量不同可分为三种:位移传感器、速度传感器以及加速度传感器，每一-种传感器都有各自的特点以及使用范围，选择合适的传感器主要考虑三方面:一是传感器的性能:二是被测对象:三是测试环境，只有三者很好的结合，方可获得较好的效果。

表3.1为常用的振动传感器性能及其优缺点。

另外，在选择电荷型的振动传感器时，最好选择那种内置电荷放大器的传感器，因为一般传感器的电量是很小的，其产生的电信号很容易受到外界因素的干扰，这样子就需要配置相应的放大器，放大后的信号才能被数据采集器识别:购置放大器一是增加了系统的成本，二是增加了系统安装的难度，所以一般情况下都是采用内置放大器的振动传感器。

监测点位置是否合理以及传感器安装是否正确与能否获得正确的有价值的振动信号息息相关，在前面章节中我们已经分析了变速器振动产生的机理以及变速器振动的传递路径，为监测点的选择提供了一-定的理论基础。

一般对于监测点位置的选取要基于以下规则:一是要在频率成分丰富的地方布置监测点，要尽可能的确保此位置拾取的振动信号包含变速器内所有齿轮、轴和轴承的信息，这样有利于判定运行状态和故障性质及位置；二是要考虑振动传感器安装的方便性，并且保证其接触的稳定性。

汽车变速器故障振动诊断与检测研究汽车结构和电子系统的完善同时也带来了一些负面的影响，比如，如果电子系统发生故障，能否准确快速的对其进行故障检测，得出故障类型，最后提出维修方案，对于专门的工程技术人员是一个很大的考验。

为了解决上述问题，这就需要提高工程维修人员的业务素质和业务水平，需要引进更加先进的故障诊断理论知识与技术。

这样，现代汽车故障诊断技术就被提出来。

本文在此基础上主要分析了汽车变速器轴承故障振动诊断与检测。

标签：汽车变速器；故障振动；诊断；检测1 汽车变速器分析市面上的汽车自动变速器的形状以及内部结构包括厂牌型号并不是完全相同的，有些甚至存在着较大的差距，但值得注意的是这些不同品牌、不同形状的变速器在组成上是基本相同的，都是通过两部分即由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的，加之常见的组成部分，包括液力变矩器、行星齒轮机构等。

依据汽车自动变速器组成部分的功能，也可以将变速器分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分，这五个部分并不是孤立存在的，他们是有机地联系在一起的，在汽车变速器中发挥着各自的作用。

汽车变速器通过改变发送机的转矩与转速等，来适应汽车在起步、加速与行驶等时候克服各种道路障碍情况下的出现的不同行驶条件下，对于驱动车轮牵引力与车速含有的基本需求。

另外，变速器还可以在发动机转速方向不变的情况下对于汽车在倒挡行驶与启动发动机以及汽车滑行或者是停车的时候使得发动机与传动系统保持较好的分离结构，在必要的时候还存在动力输出的功能。

汽车变速器的结构对于汽车的动力性、燃料的经济性能、换挡操作的便捷性、传统模块的平稳与效率等都具有较大的影响。

2 变速器振动特性研究现状变速器通常由数对齿轮组成的传动系统，包含有齿轮、齿轮轴、同步器、轴承等零部件组成，由于设计、制造，以及装配过程中存在的误差和负荷的影响，引起向外辐射噪声。

从NVH观点来看，变速器总成是一个多自由度弹性振动系统，作用于该系统的各种激振力使变速器产生复杂振动。

基于虚拟仪器技术开发的变速箱振动测试与分析系统唐燕旺摘要：本文主要介绍了一种基于虚拟类仪器技术开发的变速箱的振动性能测试分析。

在此种系统的使用过程中，能够很高效率的完成对汽车的运行变速箱的振动所产生的信号，完成一系列的收集、分析以及处理和显示还有存储功能，从而有效的实现了测试全过程的整体高精准程度、自动智能化的变速测试要求。

关键词：虚拟仪器技术开发；变速箱振动测试；分析系统0引言：在现如今的汽车组件中，变速箱已经是较必不可少的重要组成部分，对于汽车行驶中的整体安全性能、速度性能等都起着较为重要的直接影响。

而变速箱的基本工作参数以及工作运行中的具体状况，都是对汽车的整体性能进行有效评价的重要性指标。

而变速箱的整体振动以及噪音更是对于汽车在行使中，对于齿轮的相关装置功能性造成直接影响的关键性因素。

基于此本文通过针对汽车的变速箱在线下的具体振动性能进行检测，设计了基于虚拟仪器技术开发的变速箱振动测试与分析系统。

该种系统在对变速箱的运行过程中，具体运行信号的采集、信息存储、信息回放以及具体的功能性信息分析，从而对变速箱的检测起到很关键的判定作用，并且为进一步的在线故障诊断系统的开发做出坚实的基础。

1、测试环境及系统硬件组成本次研究所测试的研究对象为新型的变速箱，该设备有着较为先进全面性的功能，结构也相对较为复杂，因此在制作过程中存在较高的工艺标准【1】。

此种变速箱在具体的生产加工中，需要完成一系列的线上检测，具体有装夹定位、将油注入变速箱内部、基于PLC控制台进行模拟检测等一系列工序【2】。

操作者在具体的操作检测过程中，需要密切观察是否出现检测异常，并且将此作为对变速箱的性能好坏作为评价的判定指标。

而绝大多数的生产厂商都是依照此种判定标准完成变速箱的性能检测，因此此种判定标准存在着较大的不妥以及不科学规范，过于主观。

基于此为了完成对变速箱的整体性能开发检测，势必要研究出快速检测变速箱故障的系统性设备。

变速箱的性能振动测试主要是通过加速度的传感设备、动态型的信号采集卡以及工控机等设备组合而成【3】（如图1 所示）。

第６期增刊汽车变速箱性能检测与故障诊断系统设计３８３图１系统总体结构进行分析和辅助决策。

如果需要，上位机可以很方便地与全厂计算机联网，使管理人员在办公室也能及时了解机组运行情况。

ＰＬＣ采用西门子Ｓ７—３００，与下位机通过Ｐｒｏｆｉｂｕｓ总线连接。

上、下位机通过以太网进行通讯。

上、下位机利用Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统的网络化功能把本地的历史数据盘和实时数据盘映射为共享盘。

由于下位机承担繁重的状态监测工作，为上位计算机节约了大量的工作时间，因此，上位机可以集中精力进行故障的精密诊断。

２．１数据采集系统变速箱生产厂家一般对变速箱进行多方面测试，比如变速箱噪声及振动试验、变速换档操作轻便性试验、变速箱油温试验、变速箱换档力试验等。

本系统（图２）选择如下几个主要性能指标作为检测对象：（１）振动、噪声：反映变速箱的传动性能；（２）挂／摘档力：反映变速箱的操作性能；（３）脱档力：反映变速箱的安全性能；（４）油温。

同时为了实时监测变速箱的运行参数，还需要对变速箱的输入和输出的转速和扭矩等参数进行测试。

振动信号是故障诊断的核心信号，该系统通过安装在箱体表面的两个加速度传感器，对变速箱进行两路振动参数同步实时监测。

在工控机中，由高性能ＩＳＡ总线抗混滤波卡、采样保持卡和ＡＤ卡构成振动信号采集系统。

图２测试原理框图２．２ＰＬＣ控制系统一台变速箱的性能检测包括四个过程：变速箱的定位卡紧、注入定量的齿轮油于变速箱内、依次对各个档位进行参数测量及测试结束后松开卡紧装置排除齿轮油。

该控制系统的特点（１）系统有自动测试和手动测试两种方式，自动测试操作者只需按动一次启动按钮，各个装置就能按顺序自动启动运行，四个过程联动完成；手动测试则需要操作者按顺序控制各个装置的启动，分步完成四个过程。

（２）当自动运行中，某装置发生故障时，该装置前的装置立即停止运行，该装置后的装置按顺序自动停止运行。

（３）各个工作环节间的延时可程序控制。

（４）手动测试方式可以对每台装置单独运行，单独调试。