汽车手动变速箱换挡操纵性能测试台架设计

目录
摘要 (3)
Abstract (4)
1 绪论 (5)
1.1论文研究的目的及意义 (5)
1.2 变速器试验台发展现状 (6)
1.2.1 国外的发展现状 (6)
1.2.2国内的发展现状 (7)
1.3 主要设计内容 (8)
1.4 设计参数 (8)
2 变速器试验台总体方案确定 (9)
2.1 变速器试验台概述 (9)
2.1.1 开环试验台的原理及优缺点 (9)
2.1.2 机械封闭试验台原理及优缺点 (9)
2.1.3 电封闭试验台 (10)
2.2 变速器试验台总体方案确定 (11)
2.2.1 变速器试验台结构组成 (11)
2.2.2 变速器试验台测控系统硬件组成 (12)
3 变速器试验台电机控制系统 (13)
3.1 电机的选型 (13)
3.2 电机控制 (14)
3.2.1 变频调速三相异步电动机的原理及方法 (14)
3.2.2 变速器选型 (16)
3.2.3变频器选件说明 (21)
3.3工控机对变频器的控制 (22)
3.3.1 工控机的选型 (22)
3.3.2 转换模块的选型 (23)
3.4 电机控制电气原理图 (23)
4 数据采集硬件系统 (24)
4.1转速转矩传感器的工作原理 ...................... 错误！未定义书签。

4
4.1.1 转矩测量原理 (24)
4.1.2转速测量原理 (24)
4.2 传感器选型 (25)
4.3 数据采集卡的选型 (29)
4.4 数据采集系统接线图 (31)
5 结论 (32)
致谢 (34)
参考文献 (35)
2。

１前言目前，对汽车自动变速器的实车试验主要有手动换挡试验、失速试验、时滞试验、油压试验和道路试验等［１］，目的是发现变速器存在的问题及故障所在的部位，确定相应的维修方法。

随着汽车自动变速器综合性能检测台的开发，用台架试验取代实车试验越来越受到相关行业的欢迎。

但由于受检测台性能、试验方法、仪器仪表、试验环境等影响，会使台架试验结果产生较大的差异。

目前汽车自动变速器的测试尚未有统一的标准，因此需要参照实车试验及相关的试验标准制订台架试验方法。

本文以自行开发的汽车自动变速器综合性能检测台为基础，开发汽车自动变速器台架试验项目，以提高台架试验的测试水平。

２汽车自动变速器综合性能检测台的组成与功能所开发的汽车自动变速器综合性能检测台由动力部分（包括２２ｋＷ主电机、变频器、主电机座、安装台等）、负载部分（包括电涡流测功机、控制电气以及辅助制动装置）及测控部分（包括传感器、测控软件和硬件等）组成，如图１所示。

该汽车自动变速器综合性能检测台可实现对前置前驱及前置后驱自动变速器和具有反转能力的自动变速器的测试；可模拟行车电脑，输出开关量电压或占空比可调电压来控制电磁阀，适用于对现有变速器的故障诊断和对修复后变速器进行各项综合性能检测，避免了在维修未达到性能要求时反复从车辆上拆装变速器的情况，提高了维修效率和质量；也可用于变速器教学和研究机构检测、评价自动变速器的各项性能。

３汽车自动变速器综合性能台架试验项目以丰田佳美（ＴｏｙｏｔａＣａｍｒｙ）Ａ５４０Ｅ型前驱自动4广东省２００４年科技计划项目（２００４Ｂ１０２０１０１９）。

汽车自动变速器综合性能台架试验项目设计9董铸荣贺萍（深圳职业技术学院）【摘要】以开发的汽车自动变速器综合性能检测台为基础，对照汽车自动变速器的实车试验，设计开发了６项台架试验项目。

介绍了各试验项目的试验目的、试验方法与特点。

经试验分析表明，以检测台为基础的６项台架试验项目能够全面地检测汽车自动变速器的各项性能，可替代实车试验，为故障诊断提供参考。

实验1 整车性能台架实验1.1 实验目的与要求1.1.1 实验目的通过该实验的动手操作，要求学生掌握汽车整车台架实验的主要内容，熟悉汽车台架测量部分评价指标的方法，并加深对汽车评价参数的理解。

1.1.2 实验要求1）掌握汽车台架实验的方法和原理；2）掌握相关设备的操作，了解其主要功用及构造；3）对所得测数据进行分析，判断；4) 撰写实验报告。

1.2 实验场地与设备：1.2.1 场地测量实验室一间1.2.2 设备：1）底盘测功机；2）实验车一辆；3）冷却风扇。

1.3 测功机构造与工作原理1.3.1 构造汽车底盘测功机主要由道路模拟系统、数据采集与控制系统、安全保障系统及引导系统等构成。

普通型道路模拟系统如图 l所示。

1.3.2 工作原理由电涡流测功机结构图可知，感应子主要由旋转部分和摆动部分（电枢和励磁线圈）组成。

转子轴上的感应子形状犹如齿轮，与转子同轴装有一个直流励磁线圈。

当励磁线圈组通以直流电流时，其周围便有磁场存在，那么围绕励磁组就产生一闭合磁通。

很明显，位于绕组左侧的感应子具有一个极性，右侧具有相反的极性。

旋转时，由于磁密值的周期性变化而产生涡流，此涡流产生的磁场同产生它的磁场相互作用，从而产生与被试机反向的制动力矩，使电枢摆动，通过电枢上的力臂，将制动力传给测量装置。

转速测量采用非接触式磁电转速传感器和装于主轴的60齿牙盘，将转速信号转换成电信号输出。

1.4.1 实验内容与步骤1.4.1 实验条件环境温度：0-40°C；环境相对湿度小于85%；大气压力80-10kpa1.4.2 实验车辆载荷除有特殊规定外，轿车为规定乘员数的一半（取整数）1.4.3 试验车辆应预热至正常工作温度，轮胎气压应符合汽车制造厂规定，左右轮胎花纹应一致；1.4.4 底盘测功机应进行预热；1.4.5 记录环境温度等相关数据；1.4.6 测量汽车各档位中车速和驱动力。

1.4.7 测量汽车各档位中车速与功率的数值1.4.8 测量汽车某档位的外特性与部分负荷特性中功率与转矩的数值。

变速箱试验台简介：变速箱是车辆传动系统的核心部件之一，其性能和可靠性对车辆的行驶性能和舒适性有着重要影响。

为了保证变速箱的质量和性能，制造商在生产过程中使用变速箱试验台对变速箱进行全面的测试和检验。

变速箱试验台能够模拟各种道路条件和工况，对变速箱的各项性能指标进行测试，确保其能够在实际使用中正常工作。

本文将对变速箱试验台的原理、结构和应用进行详细介绍。

一、变速箱试验台的原理变速箱试验台通过模拟车辆行驶的各种工况和道路条件，对变速箱的性能进行测试。

试验台主要包括驱动系统、传动系统、控制系统和数据采集系统。

其中，驱动系统通过电机或液压系统提供动力，传动系统通过齿轮、链条等将动力传递给变速箱。

控制系统控制驱动系统和传动系统的运行，确保试验过程的稳定和可控。

数据采集系统用于实时监测和记录变速箱的工作状态和各项性能指标。

二、变速箱试验台的结构1. 驱动系统：驱动系统是变速箱试验台的核心部件，主要由电机或液压系统组成。

电机驱动系统包括电机、电源和电控系统，能够提供稳定的动力输出，模拟车辆行驶的动力。

液压驱动系统采用液压泵和液压马达，通过液压传动实现对变速箱的驱动。

2. 传动系统：传动系统主要由齿轮、链条和轴承组成，将驱动系统提供的动力传递给变速箱。

传动系统的结构和布局根据不同的试验要求和变速箱类型来设计，能够模拟各种行驶工况和道路条件。

3. 控制系统：控制系统是变速箱试验台的重要组成部分，能够实现对试验过程的精确控制和调节。

控制系统根据试验要求和参数设定，控制驱动系统和传动系统的运行，确保试验过程的稳定和可控。

控制系统还可以监测和记录试验过程中的各项参数和数据，便于分析和评估变速箱的性能。

4. 数据采集系统：数据采集系统用于实时监测和记录变速箱的工作状态和各项性能指标。

数据采集系统包括传感器、信号调理模块和数据采集设备。

传感器能够感知变速箱的转速、温度、压力等参数，并将其转换为电信号。

信号调理模块对传感器信号进行处理和放大，然后通过数据采集设备进行记录和分析。

汽车自动变速器试验台的设计随着汽车行业的不断发展，汽车的变速器也日益受到人们的重视。

汽车变速器是汽车传动系统的核心部件之一，对汽车的性能、经济性和舒适性起着至关重要的作用。

为了保证汽车变速器的性能和质量，汽车厂家需要进行严格的试验和检测。

设计一台高效、精密的汽车自动变速器试验台显得尤为重要。

汽车自动变速器试验台是用于模拟汽车行驶情况下变速器工作状态的设备，通过对变速器进行各项试验和检测，来验证变速器的性能和可靠性。

一台优秀的汽车自动变速器试验台需要具备稳定可靠、精准高效的特点，能够满足各种不同型号、不同规格的变速器的试验需求，同时还要考虑到节能环保和安全性等因素。

下面将从结构设计、功能设计、安全设计和节能环保设计等方面来探讨汽车自动变速器试验台的设计。

结构设计汽车自动变速器试验台的结构设计需要考虑到试验台的稳定性和可靠性。

一般来说，汽车自动变速器试验台的主要结构包括试验床、变速器夹具、动力系统和控制系统等部分。

试验床通常采用坚固的底座和稳定的支撑结构，以确保试验台的稳定性；变速器夹具则要能够适配不同型号的变速器，且具备较大的承载能力和精准的定位能力；动力系统一般采用电机或液压系统，能够提供可靠的动力输出；控制系统则包括传感器、执行器、数据采集与处理设备等部分，用于控制试验过程和采集试验数据。

汽车自动变速器试验台的结构设计需要满足试验的稳定性和精度需求，同时还需要考虑到试验的灵活性和便捷性。

功能设计安全设计汽车自动变速器试验台的安全设计是非常重要的，因为试验台往往需要在高速、高负荷的工况下进行试验。

试验台的安全设计需要满足以下几个方面的需求：一是对试验人员和设备的安全保障，在试验台运行过程中需要保证试验人员的人身安全；二是对试验设备和试验样品的保护，需要避免因试验设备故障或试验工况异常导致设备损坏或试验样品损失；三是对环境和周围设备的保护，要保证试验台运行过程中不对周围环境和设备造成危害。

为了保证试验台的安全性，通常需要在试验台上配备各种安全防护装置和紧急停止装置，并制定相应的安全操作规程和事故应对方案。

汽车自动变速器试验台的设计1. 引言1.1 研究背景汽车自动变速器试验台是现代汽车工业中不可或缺的重要设备之一，它可以对汽车自动变速器的性能进行全面的测试和评估。

随着汽车工业的发展和技术的进步，对汽车自动变速器的性能要求也越来越高。

研究和设计一台高效、精准的汽车自动变速器试验台显得尤为重要。

汽车自动变速器作为汽车动力传动系统的核心部件，其性能的优劣直接影响到汽车的整体性能和驾驶体验。

而目前市场上的汽车自动变速器试验台大多存在着测试精度低、功能单一、可靠性差等问题，无法满足现代汽车工业对自动变速器性能测试的需求。

本研究旨在设计一台新型的汽车自动变速器试验台，旨在解决现有试验台存在的问题，提高测试精度和可靠性，丰富测试功能，以满足汽车工业对自动变速器性能测试的要求。

通过对试验台设计原理、整体结构设计、功能模块设计、测试方法和性能参数设计等方面的研究，将为汽车自动变速器的性能测试提供更加全面、准确的数据支持，为汽车工业的发展做出贡献。

1.2 研究目的试验平台设计的目的是为了实现对汽车自动变速器性能的准确测试和评估。

通过设计一个可靠、高效的试验平台，可以为汽车工程师提供一个实用的工具，帮助他们验证自动变速器的设计和调整。

试验平台的设计还旨在提高汽车自动变速器的研发效率和品质，为汽车制造商提供更可靠、安全的产品。

通过对自动变速器的各项性能参数进行测试和分析，可以帮助工程师更好地了解自动变速器在不同工况下的工作性能，进而为汽车设计和制造提供技术支持。

试验平台的设计还可为汽车制造商提供更快速、更准确的工程数据，帮助他们优化生产流程，提高产品质量。

研究的目的是为了提高汽车自动变速器的研发水平和生产效率，促进汽车工业的发展，提高汽车产品的竞争力。

通过对试验平台的设计和研究，可以为汽车行业和相关领域带来更多的技术创新和发展机会。

1.3 研究意义汽车自动变速器试验台的设计在汽车工业中具有重要的研究意义。

汽车自动变速器作为汽车动力传动系统的重要部件，直接影响着汽车的性能和可靠性。

汽车自动变速器试验台的设计为了满足汽车自动变速器的开发和调试需要，特别是在实际路况下进行可靠性和性能试验，我们设计了一种具有高精度、高功率、高可靠性和高适应性的汽车自动变速器试验台。

该试验台采用了先进的机电一体化设计和控制技术，能够模拟不同的路况和工况，包括坡路、高速公路、市区道路等多种场景，可以测试自动变速器的换挡速度、换挡平顺性、换挡可靠性等多项指标。

试验台还具有数据采集和分析功能，能够实时监测变速器的参数和性能，并生成相应的图表和报告，满足开发和调试的需要。

试验台的主要组成部分包括动力系统、主轴系统、变速器安装系统、加载系统、控制系统和数据采集系统等。

其中动力系统采用交流变频电机和变频器控制器，能够提供高精度和可调节的动力输出。

主轴系统采用高刚性和高精度的球螺丝和轴承，保证了试验台的稳定性和精度。

变速器安装系统采用多向调整机构，能够精确地安装和定位不同型号的变速器。

加载系统采用水力、电磁或机械负载器，能够模拟不同的工况和负载条件。

控制系统采用PLC控制器和人机界面，能够实现试验程序的自动化和手动控制。

数据采集系统采用高性能的采集卡和软件，能够实时监测和记录试验数据，并生成相应的分析报告。

试验台的特点包括：1.高精度和高功率输出：采用交流变频电机和变频器控制器，能够提供高精度和可调节的动力输出，满足不同型号和不同工况下的试验需求。

2.多种路况和工况模拟：能够模拟不同的路况和工况，包括坡路、高速公路、市区道路等多种场景，可以测试自动变速器的换挡速度、换挡平顺性、换挡可靠性等多项指标。

3.多种负载条件：采用水力、电磁或机械负载器，能够模拟不同的工况和负载条件，测试变速器的扭矩输出和扭矩转换效率，满足开发和调试的需要。

4.自动化和手动控制：采用PLC控制器和人机界面，能够实现试验程序的自动化和手动控制，方便用户进行操作和数据处理。

5.数据采集和分析功能：采用高性能的采集卡和软件，能够实时监测和记录试验数据，并生成相应的分析报告，方便用户进行性能评估和优化。

汽车自动变速器试验台的设计随着汽车产业的不断发展，汽车的自动变速器在车辆中扮演着非常重要的角色。

自动变速器的性能直接影响到汽车的行驶舒适性、燃油经济性和耐用性。

对于汽车自动变速器的设计和研发工作显得十分重要。

在汽车自动变速器的研发过程中，试验台是必不可少的设备之一。

试验台可以对汽车自动变速器进行各种工况下的模拟测试，以验证其性能和可靠性。

本文将针对汽车自动变速器试验台进行设计讨论，包括其结构、功能和关键技术，以及相关的设计考虑和挑战。

一、试验台结构汽车自动变速器试验台是由多个子系统组成的综合测试设备，其主要包括：传动系统、液压系统、控制系统和数据采集系统。

传动系统负责为变速器提供负载和驱动力，模拟车辆行驶工况；液压系统则负责变速器内部动力传递的模拟测试；控制系统用于对试验台的各项参数进行监测和调节；数据采集系统用于记录试验过程中的各项数据指标。

传动系统通常由电机、减速器和转动模拟装置组成，通过这些装置可以实现对变速器输入轴的加载和转动。

液压系统则由液压泵、阀门和油箱等组件构成，用于模拟变速器工作时的压力和流量条件。

控制系统一般使用PLC或者工控机来实现对试验台的自动控制和数据采集。

数据采集系统采用各种传感器和数据采集卡来实现对试验过程中各项参数的实时监测和记录。

二、试验台功能汽车自动变速器试验台的主要功能包括：整体性能测试、疲劳寿命测试、耐久性测试、热性能测试等。

通过这些功能的测试，可以验证汽车自动变速器在不同工况下的性能和可靠性，为其在实际车辆中的使用提供数据支持。

整体性能测试主要包括变速器的换挡平顺性、传动效率、扭矩传递能力等指标的测试；疲劳寿命测试主要是通过不断模拟变速器在长时间高负载工况下的工作状态，来评估其在长期使用过程中的可靠性和耐久性；耐久性测试则是通过长时间高负载的持续循环测试，来验证变速器在极端工况下的可靠性；热性能测试是通过对变速器在高温或低温环境下的工作状态进行模拟测试，来验证其在极端温度条件下的性能和可靠性。

汽车变速箱加载试验台电控系统设计随着汽车工业的发展，汽车变速箱作为关键部件之一，对于汽车性能和驾驶体验起着重要作用。

为了确保汽车变速箱的质量和性能达到标准要求，需要进行加载试验。

本文将介绍一种汽车变速箱加载试验台电控系统的设计方案。

汽车变速箱加载试验台电控系统的设计目标是实现对变速箱在加载工况下的性能进行全面、准确的测试。

该系统主要由硬件和软件两部分组成。

硬件方面，该系统包括传感器、执行机构和控制器等组件。

传感器主要用于采集变速箱的转速、扭矩、温度等参数，以实时监测变速箱的工作状态。

执行机构主要用于对变速箱进行加载，模拟实际行驶过程中的负载情况。

控制器作为系统的核心，负责采集传感器数据，并根据预设的加载工况控制执行机构对变速箱施加相应负载。

软件方面，该系统的设计采用了先进的控制算法，以实现对变速箱加载试验的精确控制。

在试验前，需要根据实际情况设定加载工况参数，如转速、扭矩等。

控制器将根据这些参数通过PID控制算法实时调节执行机构的工作状态，以实现对变速箱负载的准确控制。

同时，控制器还能够对加载试验过程中的数据进行采集和分析，以评估变速箱的性能和质量。

为了保证系统的可靠性和安全性，该系统还应具备一些保护功能。

例如，当变速箱温度过高时，系统应能及时报警并停止加载试验，以防止变速箱损坏。

此外，还应考虑系统的稳定性和实时性，以确保加载试验的精确性和可重复性。

总之，汽车变速箱加载试验台电控系统的设计是为了实现对变速箱在加载工况下性能的全面测试。

通过合理的硬件配置和先进的软件算法，该系统能够实现对加载工况的准确控制，并能对试验过程中的数据进行采集和分析。

这将有助于提高汽车变速箱的质量和性能，进一步推动汽车工业的发展。

汽车自动变速器试验台的设计
汽车自动变速器是汽车的重要部件之一，它能够根据车速和转速的变化自动调整挡位，使汽车能够在不同的路况下保持最佳的动力输出。

为了确保汽车自动变速器的性能和稳定
性符合要求，需要对其进行严格的试验和检测。

而为了进行这些试验和检测，需要一台汽
车自动变速器试验台来模拟真实的路况和工况，以确保汽车自动变速器的性能和可靠性。

汽车自动变速器试验台的设计是一项复杂且综合性强的工程，需要考虑到多种因素，
包括试验的参数范围、试验结果的准确性和可靠性、试验过程的安全性等。

下面我们将详
细介绍汽车自动变速器试验台的设计。

汽车自动变速器试验台需要能够模拟不同的路况和工况，包括不同的速度、转速、负
载等。

这就需要试验台具有多种工作模式和参数调节功能，能够在不同的条件下进行试验。

试验台还需要能够记录并输出各项试验参数，包括转速、温度、压力等，以便进行后续的
数据分析和处理。

汽车自动变速器试验台需要具有一定的自动化程度，能够根据预设的试验程序自动进
行试验和记录数据。

这就需要试验台具有一定的控制和监测系统，能够实时监测各项参数，并根据需要进行调节和控制。

试验台还需要具有一定的安全保护系统，能够在出现异常情
况时及时停止试验并报警，以保证试验过程的安全性。

汽车自动变速器试验台还需要具有一定的环境适应能力，能够在不同的环境条件下进
行试验。

这就需要试验台具有一定的防尘、防水和防腐蚀能力，能够在恶劣的环境条件下
稳定工作。

试验台还需要具有一定的易维护性，能够方便的进行日常维护和保养。

天津职业技术师范大学TianjinUniversity of Technology and Education毕业设计专业：汽车维修工程教育班级学号：汽修0913 – 07学生姓名：王晨光指导教师：尤明福教授二〇一四年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计新速腾０9G变速器实验台设计Design new soar team 09 G transmission test bench专业班级：汽修0913班学生姓名：王晨光指导教师：尤明福教授学院：汽车及交通学院2014年6月摘要速腾新型的6档自动变速器09G代表了多级自动变速器的最新发展，它在经济性、动力性和舒适性方面为其同类产品设立了新的标准。

本设计以09G自动变速器实验台为研究对象，在掌握09G自动变速器的结构、动力的传动路线、电液控制原理、电路分析和对大量该变速器的故障现象了解的基础上，设计该变速器的实验台。

由于09G自动变速器结构复杂，零件多，精密度高，导致教学和维修较困难。

该实验台能够在教学过程中进行功能演示，同时还能够进行故障模拟、故障分析、故障诊断，为该变速器的检修提供依据，并增强了教学的直观性，能够将复杂的问题简单化，克服了传统教学中理论讲授及实践操作相脱离的弊病，使学生较容易地掌握自动变速器的工作原理、工作过程和故障诊断方法,能够将教和学做紧密的结合，显著提高教学效果。

本设计以09G自动变速器实验台为研究对象，在掌握09G自动变速器的结构、动力的传动路线、电液控制原理、电路分析和对大量该变速器的故障现象了解的基础上，设计该变速器的实验台。

关键词：09G自动变速器；实验台设计；故障分析ABSTRACTSoar team new six-speed automatic transmission09Grepresents the latest development of multi-stage automatic transmission, it in the aspect of economy, power performance and comfort is setting new standards for its products. Used as a kind of new products, in order to make the vocational education personnel and maintenance personnel can better analysis and interpretation of the 09G electro-hydraulic control principle of the automatic transmission, electrical control circuit connection, and can be more intuitive analysis of the transmission fault phenomenon, specifically designs the transmission test bench. Due to the complexity of 09G automatic transmission structure, parts, precision is high, lead to teaching and maintenance more difficult. The test bench can function demo in the teaching process, at the same time also can fault simulation, fault analysis, fault diagnosis, provide the basis for the transmission of maintenance, and enhance the teaching of visual,II / 55cluster analysis can be used, to overcome the traditional teaching theory teaching and practice in the phase from the ills of operation, make the students more easily grasp the working principle, working process of the automatic transmission and fault diagnosis methods, and to be able to do close combination of teaching and learning, improve teaching effect.This design in 09G automatic transmission test bench as the research object, in mastering the 09G structure of the automatic transmission, power transmission route, electro-hydraulic control principle, circuit analysis and understanding of a large number of the gearbox fault phenomenon, on the basis of the design of the transmission test bench, and the test bench of the composition, working principle and the using methods are introduced.Key words: 09G automatic transmission; Test benchdesign;FaultanalysisIII / 55目录1引言12 09G自动变速器分析32.1变速器的结构32.1.1液力变矩器32.1.2换档执行元件52.1.3行星齿轮机构52.2动力传递分析72.3电液控制分析152.3.1电液控制系统的结构及原理152.3.2油路分析单元183 实验台设计263.1实验台的组成273.2动力装置的选择283.3控制面板设计283.3.1实验台面板电路图的设计293.3.2电路图的设计303.3.3控制面板电源及电压表的选配313.4实验台的故障分析313.4.1传感器和开关故障分析32I / 553.4.2执行器故障分析374 09G自动变速器检测实验台的使用394.1速腾09G自动变速器实验台的功能394.2速腾09G自动变速器实验台的具体操作方法404.3实验台操作的注意事项415 速腾09G自动变速器故障的自诊断及故障代码425.1自动变速器故障的自诊断425.2故障检测及排除44结论46参考文献47致谢48II / 551引言如今，自动变速器已经大量装配在中高档轿车，它是评价汽车性能的一个重要部件，它对舒适性、燃油消耗、行驶动力性和尾气排放都会产生极大影响。