图1  GF6变速器构造

在整个测试过程中通过一台伺服电机连接到变速器的输入端以拖动变速器稳速转动,两台伺服电机连接到变速器的输出端以提供负载 ,并将所检测到的结果与正常测试的波形进行对比,通过特定的参数设置来检测出存在问题的离合器片组,从而达到保证变速器质量的目的。

变速器最终测试是变速器出厂检测的重要环节,传统的变速器测试都是基于变速器性能的测试,大多采取抽样检测方式，但其测试方式比较粗糙，测试方法也相对简单，因此无法对变速器进行有效、快速和全面的检测。

变速器最终测试主要是针对自动挡变速器而设计，本测试基于伺服电机拖动变速器稳速运转,测试过程中通过一个伺服电机来拖动变速器变扭器输入侧,两个伺服电机施加在变速器的输出侧来模拟的负载。变速器的工作原理与其在整车中工作过程类似，但其测试方法与整车的工作方式存在差异，变速器的动力来源于输入伺服电机而不是发动机，同时测试台架提供外接油路在整个测试过程为变速器供油。测试台架通过CAN总线与变速器控制模块（Transmission Control Model）通信来控制变速器内各离合器片组的啮合或脱开，来实现变速器各个挡位的变化。通过采集记录整个测试过程中油压、电机转速、变速器转速、电机扭矩和TCM通信状态等数值，可以实现变速器快速在线检测的功能。变速器最终测试技术具有明显的优势,目前已广泛应用于通用、大众等各大汽车制造厂商。

自动挡变速器工作原理

目前，国内上市的大部分中高档车型中，六速自动挡变速器应用最为广泛，上海通用东岳动力总成厂制造的GF6六速自动变速器（6AT）广泛应用于君威、君越等车型中。与大多数自动挡变速器类似，其构造如图1所示，该变速器主要由变扭器、离合器片组、行星齿轮组、换挡机构、阀体、TCM、涡轮轴、链轮链条和差速器等部件组成。工作过程中通过TCM来控制5组离合器片组两两结合来达到实现特定速比的目的。变速器中的5个离合器片组在TCM中有4个电磁阀与之相对应，通过控制4个电磁阀的开度以调节其对应输出的油压，实现5个离合器片组的脱开或啮合，将输入的转速/扭矩经过变速后通过链轮链条输送到差速器处输出，从而实现其变速和传递扭矩的作用。在整个变速过程中各离合器片组起着至关重要的作用。离合器片组主要由钢片、摩擦片和波纹片组成，在变速器内部有专用油道通向这5组片组，当需要某组啮合时其对应的油压充进去压紧钢片和摩擦片，从而实现力矩的传递。可见，摩擦片、钢片对变速器扭矩的传递起着至关重要的作用，其材料、摩擦系数等对变速器性能有重要影响，在整车中遇到的变速器离合器片组打滑、烧毁等致命问题均与离合器片组相关。本文介绍的测试方法可以及早准确地帮助生产线发现离合器片组存在的潜在问题，降低风险。

图2   变速器电磁阀位置

六速自动挡变速器离合器片组测试原理

如前面所述，GF6自动六速变速器有5组离合器片组和其对应的4个电磁阀，电磁阀位于TCM中其位置及工作原理如图2所示。变速器用电磁阀一般为占空比调节开度控制方式，IN为供给电磁的油压，OUT为经电磁阀调节后输出的油压。5个离合器片组为：C35R（3、5倒挡离合器片组）、CB26（2、6挡离合器片组）、C1234（1、2、3、4挡离合器片组）、CBR1（倒挡、1挡离合器片组）和C456（4、5、6挡离合器片组）。4个电磁阀为：C35R、CB26、C1234、CBR1/C456。当在行车时，若要实现2挡则CB26和C1234两个电磁阀一起打开，控制油路使其压紧CB26离合器片组和C1234离合器片组来实现发动机到变速器扭矩的传递。同样的道理，当要升至3挡，CB26电磁阀先关闭，C35R电磁阀打开，在这期间C1234电磁阀一直处于打开状态。当3挡升4挡时C35R电磁阀关闭，CBR1/C456电磁阀打开，在这期间C1234也是处于打开状态。当4挡升5挡时，C1234电磁阀关闭，C35R电磁阀打开，期间CBR1/C456一直开启。在整车路试中变速器的换挡规律如上所述。

1. CB26离合器片组测试原理

在最终测试中，各离合器片组的测试与上述换挡过程类似但略有区别。以CB26离合器片组为例，在整车中是CB26和C1234两个电磁阀同时开启，以实现2挡的速比，但当要测试CB26离合器片组时就需要对CB26电磁阀单独进行操作，通过调节控制CB26电磁的占空比来调节其开度。在这期间始终保持C1234电磁阀处于全部开启状态，整个测试过程如图3所示。

图3中,紫色曲线为变速器的速比曲线，为实现CB26离合器片组测试，在测试的开始阶段就使C1234电磁阀处于全开状态，使C1234片组始终处于啮合状态。黑色曲线为CB26电磁阀输出油压指令曲线，在测试的开始阶段次命令值为0，既关闭状态，无油压压在CB26的离合器片组上。由于C1234始终处于全开状态，此时的速比仅为C1234离合器啮合状态下的速比（紫色曲线），约为4.5，见图3中标记的A点。随后，CB26电磁阀的指令呈阶梯状的递加，其开度以10KPa递增，当增大到特定的开度时，速比将发生变化，如图3的B点所示；当速比较A点测试降低0.5（约为4.0）时，则认为CB26电磁阀在此开度下CB26离合器片组刚刚开始啮合。由于刚刚啮合通过CB26片组传递的扭矩也略微增大，通过观察输出扭矩的曲线（绿色曲线）可以看出有较为明显的波动，如图3中的C点所示。此时测试程序会将此开度下的CB26命令值记录下来，如图3中的D点所示，作为衡量合格与否的标准之一。

当测试程序判定速比较A点侧值有明显变化时，会发送指令给CB26电磁阀，使其在短时间内开度最大，如图3E点所示，CB26离合器片组完全被油压压紧，此时由于CB26和C1234电磁阀开度均全开，变速器的速比将很快建立到2挡的速比（2.9），测试程序将该速比记录下来，如图3中F点所示。由于CB26离合器片组短时间内啮合，其输入和输出的扭矩值也明显增大。

图3 CB26离合器片组测试曲线

当达到2挡速比且稳定后，测试程序控制CB26电磁阀使其开度逐渐减小。当速比较F点增大超过0.5时，CB26电磁阀将开度将保持恒定，测试程序将此时的开度值记录下来，如图3中G点所示，作为评估标准之一。

2. C1234、C35R、CBR1和C456离合器片组测试原理

与CB26片组测试方法类似，C1234、C35R、CBR1和C456四个片组也是采用相同的测试方法。当测C35R片组时,C1234电磁阀全开，测试程序调整C35R电磁阀开度，测试挡位为3挡。测CBR1时，C35R全开，测试程序调整CBR1电磁阀开度，测试档位为倒挡。测C456时，C1234电磁阀全开，测试程序调整C456电磁阀开度，测试挡位为4挡。记录的测点和测试方法完全与CB26相同。

总体来说，每组离合器片组的测试性能与其相对应的电磁阀有着密不可分的联系，测试程序通过控制电磁阀的开度来调节压紧在离合器片组上的油压，观察变速器的速比的变化作为反馈来控制电磁阀的开度。

3.衡量离合器片组判定标准

当一组离合器片组测试完成后，测试程序会记录该组离合器片组的一些相关测点，如图3中所述的测点A、D、F和G等。每台变速器的这些测点都会被记录下来，当积累到一定数量时，对其作数理分析，对同一批次的零部件来说如果其一致性较好则会呈现较为理想的正态分布图，通过正态分布来为该测点设定上下限值，通过限值来达到控制变速器质量的目的。

结语

离合器片组测试技术可以提前有效地帮助生产线发现变速器中各离合器片组、电磁阀等零部件中存在的潜在问题，如摩擦系数过大或过小的摩擦片和摩擦盘、线性度较差的电磁阀、用于给离合器片组供油的变速器油道堵塞以及阀心卡滞等，比变速器整车试验具有更高的灵敏度。目前，变速器离合器片组测试是变速器最终测试的一部分，各组离合器片组测试只是变速器最终测试过程的特定阶段，此测试方法非常适合现代化的汽车制造工业，由于测试设备的前期投入较大，国内自动变速器制造厂家应用不多，但其发展潜力巨大，具有广阔的前景。