高低温试验箱测试变速器实验

一、实验目的

二、实验设备

1. 高低温试验箱：温度范围能够满足变速器测试需求，低温可达 - 40℃或更低，高温可达 150℃或更高，且温度均匀性好（温度波动度控制在 ±3℃以内），可实现快速的温度变化和稳定的温度保持。

2. 变速器测试台架：能够模拟变速器在实际车辆中的工作条件，包括加载不同的扭矩和转速，并且可以精确测量和控制输入输出轴的转速、扭矩等参数。

3. 传感器系统：包括温度传感器（用于测量变速器内部关键部位温度）、扭矩传感器（安装在输入输出轴上）、转速传感器等，以实时获取实验过程中的相关数据。

4. 数据采集与分析系统：用于采集传感器的数据，并具备数据分析功能，如绘制曲线、统计分析、生成报告等，能够直观地呈现变速器性能参数随温度的变化情况。

三、实验样品

四、实验环境条件

1. 温度设置：

• 低温点： - 30℃、 - 20℃，每个低温点保持时间为 4 小时。

• 高温点：100℃、120℃，每个高温点保持时间为 4 小时。

2. 温度变化速率：在高低温转换过程中，温度变化速率控制在 2℃/min - 5℃/min，模拟实际车辆在不同环境下启动和行驶过程中的温度变化情况。

五、实验步骤

（一）实验前准备

1. 将变速器安装在测试台架上，连接好输入输出轴，并确保与加载系统、传感器系统的连接牢固且准确。

2. 在变速器关键部位安装温度传感器，在输入输出轴上安装扭矩传感器和转速传感器，检查传感器信号传输正常，校准数据采集与分析系统，确保数据采集的准确性。

3. 在常温（25℃）下，对变速器进行初始性能测试，包括在不同挡位下输入不同扭矩和转速，测量输出扭矩、转速以及换挡的平顺性，记录相关数据作为基准值。

（二）高低温测试

1. 设置高低温试验箱的温度参数，启动试验箱，开始温度循环测试。

2. 当温度达到设定的低温点并稳定后，在测试台架上对变速器进行性能测试，包括在每个挡位下施加不同的扭矩和转速（模拟车辆在低温环境下的行驶工况），记录变速器的输出扭矩、转速、换挡时间、换挡冲击等参数，同时观察变速器的工作状态，如是否有异常响声、卡顿等现象。

3. 完成低温点测试后，试验箱按照设定的温度变化速率升温至高温点。温度稳定在高温点后，再次对变速器进行性能测试，记录与低温测试相同的参数，并观察变速器在高温环境下的工作状态，注意是否有漏油、部件过热等异常情况。

4. 在整个高低温循环过程中，每个温度保持阶段至少进行 3 次完整的性能测试，以获取稳定可靠的数据。

（三）实验后分析

1. 对采集到的实验数据进行整理和分析，绘制变速器的输出扭矩 - 温度曲线、转速 - 温度曲线、换挡时间 - 温度曲线、换挡冲击 - 温度曲线等，分析这些参数在高低温环境下的变化趋势。

2. 对比不同型号、批次的变速器在相同温度条件下的性能差异，分析可能导致差异的原因，如零部件加工精度、材料性能、润滑系统等因素对高低温性能的影响。

3. 统计变速器在高低温测试过程中出现异常现象的次数和类型，结合数据和观察结果，确定变速器在高低温环境下的薄弱环节。

4. 根据实验结果，综合评估变速器在高低温环境下的性能稳定性和可靠性，判断其是否满足设计要求和实际应用标准。对于不符合要求的情况，提出改进建议，如优化零部件设计、改进润滑方式、调整换挡控制策略等。

六、实验注意事项

1. 在实验过程中，确保高低温试验箱和测试台架的安全运行，防止因设备故障导致实验中断或安全事故。试验箱应具备过温、过流、漏电等保护措施，测试台架的加载系统要防止过载。

2. 由于温度变化可能对传感器和连接线路产生影响，在实验前要确保所有线路连接牢固，并且在每次温度循环后检查线路是否有松动、损坏等情况，同时检查传感器的工作状态。

3. 注意数据采集与分析系统的稳定性和准确性，定期对系统进行维护和校准，避免因数据误差导致对变速器性能的错误评估。

4. 在操作高低温试验箱和处理实验样品时，遵守相关安全操作规程，防止因低温冻伤或高温烫伤等事故的发生。

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