装备了自动变速器的汽车，在行驶时自动变速器能根据发动机负荷和道路阻力的变化情况，在一定范围内自动无级变速。此外，自动变速器还具有许多优点：使汽车起步、加速平稳；防止因过载或因离合器及节气门踏板配合操作不当导致的发动机熄火；自动变速器的液力元件能吸收传动系统的振动及减小动载荷，较大幅度地延长了发动机和传动系统的寿命；自动变速器还能提高汽车加速性、平均车速和乘坐舒适性。

　　正因为自动变速器的优点众多，越来越受到消费者的喜爱，各大汽车生产厂商也广泛采用了自动变速器。同时，自动变速器的试验台设计与开发也逐渐得到国内科研机构和生产厂家的重视。目前，国外自动变速器台架测试技术已经比较成熟，可以对自动变速器的一些特性进行检测，如空载或有负荷情况下的加速及减速换挡特性，1、2、3、4前进挡、倒挡的滑差测定，各种工况下的各种油压等。这些设备技术含量高、测试精度高，但购置费用较高，只有一些经济发达地区的个别大型维修部门从国外厂家购买了试验台，但仅仅几台试验台远远满足不了我国各地众多轿车维修单位的需要。

　　部分国内厂家已经开始了该试验台的研制，并取得了一些成绩，但由于技术力量不足，所开发的试验台技术含量、自动化程度较低，有些项目的测试只能用手动操作，准确率较低，而且检测项目较少，与国外的产品相比缺乏竞争力，无法替代进口产品。本文介绍了一种自主开发的自动变速器试验台，主要用于对各种轿车液压控制式和电液控制式自动变速器进行台架性能试验和故障分析，也可以进行无级式自动变速器（CVT）台架性能试验。

　　一、自动变速器试验台一期的基本组成

　　该自动变速器试验台的驱动端为一台变频控制的交流电机，加载端为两台风冷式电涡流测功机，每个端口均有转矩转速测量仪。测功机可分开使用也可串联轴后使用，因此除进行自动变速器试验外，还可进行自动变速驱动桥的试验。

　　

　　输入端参数如下：

　　功率：75kW

　　转速变化范围：1000～5500r/min

　　最大扭矩：135Nm/对应转速3000r/min

　　要求能包络发动机近似扭矩-转速特性：

　　

　　输出端参数如下：

　　功率：55×2kW

　　转速变化范围：0～2500r/min（可用机械制动实现零转速）

　　最大扭矩：1875Nm/对应转速216r/min

　　要求能包络变速器近似扭矩-转速特性：

　　

　　变速器输入轴和输出轴平行，中心距=170mm

　　一期完成后，实验台具有以下功能：

　　0～5500r/min转速范围内（分段）的变速器各挡位空载输入阻力矩测试（故障变速器拆解前进行此项实验，方便判断机械零件故障范围），阻力矩测试范围0～135N·m。

　　0～5500r/min范围内（分段）的变速器换挡功能和各挡位变速比测试。

　　测控计算机内存有各型号自动变速器的换挡曲线资料，由测控计算机自动发出各种控制指令，来测试自动变速器的响应状态。

　　试验台可测试各挡位的输入、输出打滑扭矩。

　　二、自动变速器试验台二期的基本组成

　　

　　二期完成后，试验台具有能量回收特性，满功率试验时，消耗功率小于10kW。除此之外，还有以下功能：

　　变速器供油泵的性能测试（0～5500r/min范围内油泵的压力，流量曲线测试）。

　　变速器各挡位时的主油路油压测试和变速器各离合器、制动器测试口的油压测试。

　　试验台具有变占空比频率发生器及变占空比驱动器，可以对锁止电磁阀和锁止离合器进行功能测试。

　　试验台配有外部液压站，可完成变速器内液力变矩器的性能测试和各挡位的输入扭矩和输出扭矩测试。输出扭矩测试范围0～2000N·m。

　　液压站除了供给变速器的主油路外，还有电液比例溢流阀控制的调压油路，由计算机控制进行调压，可以对全液控制自动变速器进行测试。

　　三、自动变速器试验台控制柜总体结构

　　驱动电机和电涡流测功机可由控制柜控制，也可由PC机控制，操作界面友好。能控制自动变速器的输入输出转速、转矩，以及换挡时刻，测量和记录转速、转矩、油压、温度及换档点等量。能模拟发动机负荷和道路负荷进行自动变速器各主要特性的试验。

　　控制柜主要由数据显示部分，手动调节部分，油压测试管路，电力、控制电路等组成。数据显示部分主要显示输入、输出轴转速，所测试管路油压、节流压力等；手动调节部分用于切换手动和自动控制，并在手动控制时调节输入轴转速、挡位切换、主油路油压、负载状况等；油压测试管路将所测油压转换为表头读数和模拟信号，继而用计算机采集及用于自动控制；电力电路用于给台架各部分供电，控制电路用于电磁阀、电路切换等部分的控制。

　　控制柜应能显示以下参数：

　　主电机转速、转矩

　　两测功机转速、转矩

　　主油路油压及至少六路分油压控制柜应能对以下参数进行控制：

　　①电机在0～5000r/min范围内进行转速调节。在800～5000r/min范围内转速调定后，测功机加载时主电机应能维持恒转速。

　　②测功机能在0～3000r/min转速范围内加载，其中0转速时允许采用液压制动器制动进行加载，50r/min以上时应通过测功机加载。

　　③控制柜应预留485接口，以便用PC机对主电机和测功机进行控制。PC机应能控制自动变速器的输入转速、输出转速、转矩，再预留3个控制量。能测量和记录转速、转矩、油压、温度等量。

　　在布置上应注意人机工程的应用。为了便于对数据显示部分的观察，其高度大致与人眼平齐；手动调节部分要便于手动操作，主要控制应有灯光显示；管路及电路安排在较安全的部位，布置于控制台的后侧和下部，同时应考虑散热、通风。

　　四、自动变速器试验台信号采集与处理

　　该自动变速器试验台需要采集的信号很多，为了提高系统稳定性并加快开发进度，选择使用数据采集卡作为信号采集的工具。数据采集卡可以同时接收模拟量信号和数字量信号，带有模拟量信号的A/D转换功能，并可以根据模拟量信号强度设置增益值，可同时输出模拟信号和数字信号。选择ADlinkPCI-9112多功能数据采集卡。PCI-9112具有以下特点：

　　（1）采用32位PCI总线；

　　（2）12位模拟量输入A/D转换；

　　（3）板载A/D转换FIFO缓存；

　　（4）自动扫描通道选择；

　　（5）最高110kHzA/D转换速度；

　　（6）16路单极性或8路差分模拟量输入；

　　（7）程序控制增益设置；

　　（8）双路12位模拟量输入；

　　（9）16路数字量输出；

　　（10）16路数字量输入；

　　（11）3个可独立编程16位计数器；

　　（12）3种模数转换触发模式：软触发、可编程步进触发、外部脉冲信号触发。

　　系统软件设计采用美国NI公司的LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）软件。它的概念是利用虚拟设备仪器来测试和控制包括振动在内的物理现象，代表着未来的测试方向。

　　LabVIEW提供了图形化的编程语言的开发环境，利用技术人员熟悉的术语、图解和概念，使用图形化的语言来描述程序。设计好的界面如下图所示：

　　

　　五、总结和展望

　　随着自动变速器在汽车上的广泛使用，自动变速器的维修市场将更大，自动变速器试验台将是大中型汽车维修企业及相关科研院所的必备设备，生产自动变速器试验台将有良好的社会效益和经济效益。

　　由于受试验条件、时间和经费的限制，本文只对上海赛欧AF13-4型自动变速器进行了初步研究，本试验台仅能试验自动变速器的使用性能并提供部分诊断判断故障数据，其改进和完善工作还需进一步深化。