一种P2构型电驱变速器疲劳寿命验证试验方法及试验工况的转换设计方法与流程

本发明涉及变速器可靠性试验领域，具体涉及p2构型电驱变速器疲劳寿命验证试验技术。

背景技术：

1、随着当前日益严苛的油耗和排放法规要求，混动汽车的市场占有率逐渐上升，而p2构型电驱变速器作为实现节能减排的一种混合动力技术路线，各大企业均在大力开发。然而对于p2构型电驱变速器疲劳寿命验证的研究较少。p2构型电驱变速器作为p2构型混动汽车传动系的关键一环，相对于传统变速器的疲劳寿命问题，增加电机驱动花键磨损、p2轴承保持架断裂、同步器断裂、电驱变速器轴承损坏、电驱变速器主减损坏等问题需要验证。

2、而传统变速器疲劳寿命试验中仅规定了各挡位固定输入轴的转速及扭矩进行目标循环次数循环耐久试验，无能量回收倒拖工况及p2电机验证，与实际路谱工况存在差异，可能存在某些工况过考核、而其它工况验证缺失的情况。为了更好对p2构型电驱变速器进行开发，有必要针对p2构型电驱变速器开展疲劳寿命验证研究，进行优化输入轴循环次数目标，载荷谱转换试验工况加速试验研究。

3、现有专利文献cn114611228a公开了一种确定变速器载荷谱的方法、系统、存储介质及设备，确定变速器载荷谱的方法；专利文献cn113255055a公开了一种基于整车动力学仿真的变速器台架试验载荷谱生成方法，设计变速器原始载荷谱提取和台架试验载荷谱生产方法；专利文献cn111766062a公开了一种ff变速器试验台用载荷谱加载控制方法。它们均未对p2构型电驱变速器转换台架试验工况、加速试验、自动化执行工况的控制进行设计。

技术实现思路

0、
技术实现要素：

1、本发明的目的是设计一种p2构型电驱变速器疲劳寿命验证试验方法及试验工况的转换设计方法，用于验证电驱变速器p2电机、齿轮轴系、轴承、离合器及箱体等所有承载零部件的可靠性是否满足设计要求，便于发现设计及产品缺陷提前整改保证项目开发进度。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明在第一方面，提供一种p2构型电驱变速器疲劳寿命验证试验工况的转换设计方法，其包含p2构型电驱变速器载荷谱的生成和试验工况的转换。

4、(1)p2构型电驱变速器载荷谱的生成，包括：

5、构建综合工况路谱：具体是构建包含城市、郊区、高速、山路工况的路谱，路况权重根据开发目标配置。

6、数据采集：选取搭载对标动力总成的车型进行实测原始路谱数据采集；

7、形成变速器各挡位正反拖对应的扭矩下输入轴循环次数：数据处理，提取各挡位扭矩-转速矩阵，转换为扭矩-转数矩阵，获得对应的扭矩损伤，形成变速器各挡位正反拖对应的扭矩下输入轴循环次数。

8、形成多段式台架试验载荷谱：通过数据采集得到的输入轴循环次数乘以开发经验的安全系数，进行开发设计目标外扩，覆盖到开发应用产品变速器，形成多段式台架试验载荷谱。

9、ni总＝∑niw1+∑niw2+∑niw3+∑niw4

10、ni总，代表构建路谱实测的i挡总输入轴循环次数；

11、∑niw1，代表城市路况实测的i挡输入轴循环次数；

12、∑niw2，代表郊区路况实测的i挡输入轴循环次数；

13、∑niw3，代表高速路况实测的i挡输入轴循环次数；

14、∑niw4，代表山路路况实测的i挡输入轴循环次数；

15、i，代表挡位1，2，3，……，r。

16、(2)试验工况的转换，包括；

17、运用miner法则，疲劳损伤积累理论，换算形成各挡位固定转速、扭矩分段载荷谱；通过增大验证扭矩至设计承载扭矩换算成一段式台架试验载荷谱，形成各挡位正反拖一段式台架试验工况，确定输入转速，输入扭矩即台架驱动扭矩+p2电机扭矩，各挡位循环次数即工况时间。

18、不同扭矩下循环次数换算公式如下：

19、nb＝(ta/tb)^e*na

20、na，代表扭矩t为a时的输入轴循环次数；

21、nb，代表扭矩t为b时的输入轴循环次数；

22、e，代表轴承材料低周循环到疲劳极限拐点之间斜率的负倒数。

23、本发明在第二方面，提供一种p2构型电驱变速器疲劳寿命验证试验方法，其包括步骤如下：

24、试验准备：按照整车状态，将p2构型的电驱变速器总成安装到台架上。

25、试验准入检查：包括产品状态确认、试验版本数据检查、试验控制边界条件确认、试验台架现场安全检查。

26、电驱变速器磨合。

27、性能初试：按照p2电机系统峰值扭矩测试、传动效率测试等性能试验项目进行疲劳寿命试验前的性能测试。

28、工况运行：所述工况是采用以上所述转换设计方法设计得到，对各档位进行疲劳寿命试验工况运行，分四个大循环，先进行正拖工况验证，以从低速挡→高速挡→r挡的顺序进行，再进行反拖工况验证。

29、性能复试：按照p2电机系统峰值扭矩测试、传动效率测试等性能试验项目进行疲劳寿命试验后的性能复试。

30、最后进行试验后解析。

31、根据本发明的一个实施例，所述工况运行包括：

32、步骤一：上电，启动电子泵，控制p2电机启动预热，控制台架驱动电机转速为0，控制负载电机扭矩为0。

33、步骤二：执行正拖工况，闭合k0离合器、k1离合器，挂入1挡位；联动试验台控制负载电机设置转速控制模式，控制台架驱动电机设置扭矩控制模式，将输入转速拖至工况目标转速，同时联动台架驱动电机及通讯peu(电机控制器)控制p2电机分别设置扭矩至工况目标扭矩，运行1/4循环块工况验证。

34、步骤三：联动台架驱动电机及通讯peu(电机控制器)控制p2电机分别设置扭矩至工况为0，控制负载电机转速为0，闭合k0离合器、k2离合器，挂入2挡位，以步骤二同样的控制方式完成1/4循环块2挡工况验证。

35、步骤四：联动台架驱动电机及通讯peu(电机控制器)控制p2电机分别设置扭矩至工况为0，控制负载电机转速为0。闭合k0离合器、k1离合器，挂入3挡位，以步骤二同样的控制方式完成1/4循环块3挡工况验证。

36、其他偶数挡按照步骤三的方式进行验证，奇数挡和r挡位按照步骤四的方式进行验证。

37、步骤五：重复步骤二至步骤四直至完成四个大循环正拖工况验证；然后执行反拖工况验证，以步骤二至步骤四的控制方式重复直至完成四个大循环反拖工况验证。

38、本发明的有益效果如下：

39、本发明一方面通过匹配实际路谱工况载荷，矫正可能存在某些工况过考核、其它工况验证缺失的情况；再者通过疲劳损伤等效原理，加速试验，缩短验证周期达70％，也能达到验证电驱变速器p2电机、齿轮轴系、轴承、离合器及箱体等所有承载零部件的可靠性目的。本发明通过工况考核时自动程控脚本的运用，避免人为失误导致试验失败的可能性，同时提升工况运行的效率。在项目开发前期就能够验证p2构型电驱变速器是否满足可靠性设计要求，能够提前发现设计及产品缺陷并及时整改保证项目开发进度。