[发明专利]一种商用汽车动力传动系加速强化试验方法

说明书

技术领域

本发明专利从商用汽车动力传动系输出累积能量角度出发，提出真正考虑用户真实用法的基于山区公路典型路段的强化试验方法，对山区典型公路与90％用户数据累积能量的关联性进行研究，计算山区典型公路的强化系数，制订能反映用户实际使用工况的动力传动系强化试验标准，为商用汽车的新产品定型提供新试验方法。 

背景技术

汽车可靠性试验是考核和验证其耐久性的一种重要手段，由于在普通路面上做行驶试验直至薄弱环节失效，一般要行驶几万公里甚至十几万公里。为了缩短可靠性试验时间，试验场上的试验条件变得越来越苛刻，这主要是通过建造更恶劣的试验道路和加快行驶车速来实现的。但在20世纪50年代人们认识到试验场的试验条件过于苛刻并不合理，因为它会引起一些在用户实际使用中不会出现的失效模式而造成误导。因此，现代汽车设计必须以市场为导向，设计寿命“过大”或“不足”的产品通常是不经济且缺乏市场竞争力的，所以无论在汽车设计、开发还是试验阶段都应当考虑用户的实际使用要求。 

对于商用汽车动力传动系可靠性试验方法，国内几大汽车公司通过和国外合作取得了一定研究成果，从试验方法的应用情况看仍处于起步阶段。动力传动系作为商用汽车的一个重要总成，它的可靠性对行车安全至关重要，制订科学、合理的符合用户使用条件的强化试验方法才能对动力传动系进行科学评价。 

传统的试验基础大多数偏向于强度试验而不是寿命试验，都是为了保证在最差工况下车辆传动系构件不发生断裂，且能满足一般的工程要求。显然，这些试验基本上依赖于经验、习惯，而没有合理地考虑用户的情况。国内现行的强化试验方法都偏于简单，不能说明试验合格的产品在用户那里能保证行驶多少里程，试验结果往往与用户实际使用时发生的故障有明显差异。本发明专利提出的商用汽车动力传动系强化试验方法，与传统的试验方法相比，该技术能够真正考虑用户的真实用法。 

发明内容

提出了基于山区典型公路与用户实际使用工况累积能量相关联的商用汽车动力传动系强化试验方法。根据动力传动系输出累积能量相等原理，建立了90％用户动力传动系累积能量数学模型，结合实际用户调查数据，应用Monte-Carlo仿真方法获得90％用户的总累积能量。对传动轴扭矩和转速参数采取分级计数处理，并利用最小二乘法估计出 Weibull分布参数，通过K-S检验验证了用户路面和山区典型公路累积能量均服从Weibull分布。通过Weibull分布概率纸直线方程计算50％山区典型公路的总累积能量，对山区公路和用户数据进行相关性处理，得到山区典型公路相对于用户使用路面的强化系数和强化试验方法。 

附图说明

图1为山区典型公路与用户用法相关性研究方法流程图。 

图2为用户车辆调查数据示例图。 

图3为传动轴扭矩试验标定方法图。 

图4为某山区典型公路地形特征图。 

图5为传动轴扭矩分级计数矩阵图。 

下面结合附图对本发明专利进一步说明。计算用户实际使用环境中动力传动系扭矩对转速的载荷能量，在山区公路典型路段按一定的比例混合各种路面或各种工况重现这一等价能量，载荷能量的重现通常可在较短的时间内完成，因此可以达到传动系强化试验的目的。山区典型公路与用户用法的相关试验方法如图1。 

研究用户用法与山区典型公路试验之间的相关性，制订科学、可信的山区典型公路试验方法，需要在全国范围内调查与本次试验车型相关的车辆用户使用信息，对用户和潜在用户用法进行调查、访问，内容主要包括用户使用的路面类型比例、行驶车速、交通状况、车辆负荷情况、行驶道路种类、各种道路上行驶里程、驾驶员的驾驶习惯以及各种典型道路所在地区等内容，调查结果如图2。将用户调查数据作为参数变量，输入90％用户模型进行计算，对计算结果进行Monte-Carlo仿真模拟获得用户目标里程载荷能量。 

载荷分析是汽车零部件疲劳可靠性试验的基础，传动轴作为汽车动力传动系的主要部件，其输出的扭矩是可靠性试验中重要的测试参数，本文应用J1型单通道非接触式扭矩传感器测量传动轴扭矩，试验标定过程如图3。 

山区典型公路试验路段位于吉林省边境的国道303所在某山区，有效试验路段全长33km，最大坡度为10％，平均坡度为4.8％，坡度较大且连续上下坡距离长，弯路少、车流量小，海拔高差为600m，较适合大型车辆的动力传动系可靠性试验。利用GPS精确测量试验路段的经纬度、海拔及地形地貌等参数，绘制的地形特征如图4。