Aujourd’hui, nous sommes confrontés à la cruelle réalité que les réserves mondiales de pétrole diminuent, tandis que la consommation mondiale de pétrole augmente d’année en année. Cela rend directement la situation de l’offre et de la demande de pétrole brut mondial peu optimiste. De plus, avec la croissance rapide du parc automobile mondial et la pression croissante exercée par l’énergie et l’environnement, il est plus urgent pour l’industrie automobile de résoudre les problèmes d’énergie et de pollution afin de parvenir à un développement durable1,2,3. Dans le cadre de la tendance au développement « vert, économe en énergie et protection de l’environnement » dans l’industrie automobile, nous avons récemment proposé une nouvelle approche pour l’étude approfondie de la technologie d’économie d’énergie des véhicules du point de vue du contrôle de la stratégie de changement de vitesse, ce qui est propice à la protection de l’environnement et à la sécurité énergétique dans le monde entier, afin de réaliser le développement durable entre l’homme, les ressources et l’environnement dans le domaine de l’industrie automobile.
À l’heure actuelle, les voies d’économie d’énergie des véhicules grand public incluent principalement la miniaturisation, les voitures particulières diesel légères et à faible friction, les systèmes de transmission de puissance efficaces (moteurs à combustion interne, boîtes de vitesses), les véhicules hybrides, etc. Un aperçu des itinéraires technologiques d’économie d’énergie de l’Union européenne et du Japon, combiné à la base et aux caractéristiques de la technologie d’économie d’énergie de la Chine, nous aide à avoir un concept global. C’est-à-dire que la technologie du groupe motopropulseur à haut rendement et les véhicules légers devraient être les principales orientations de développement de la technologie d’économie d’énergie de la Chine dans un proche avenir5,6,7. Parmi eux, la technologie du groupe motopropulseur à haut rendement est largement considérée comme le moyen le plus important et le plus efficace d’améliorer l’économie de carburant des véhicules, ce qui est principalement dû à la perte de plus de 72% de l’énergie générée par la combustion du carburant du véhicule à travers l’échappement. , le transfert de chaleur et le frottement mécanique du groupe motopropulseur8. Par conséquent, comment améliorer efficacement l’efficacité des systèmes de transmission d’énergie est une tâche urgente pour le développement de technologies d’économie d’énergie.
Dans le groupe motopropulseur du véhicule ci-dessus, la transmission du véhicule est le composant central du système de commande de conduite intégré du véhicule et a un impact important sur la consommation d’énergie de l’ensemble du véhicule9. Il modifie la vitesse et le couple en ajustant manuellement la relation d’engrènement dans la transmission par le levier de commande et la fourchette de changement de vitesse, ce qui pourrait réaliser le changement de rapport de transmission requis, aider à faire correspondre le système de transmission au mieux aux conditions de fonctionnement du moteur et améliorer l’économie de carburant et les performances de puissance de l’ensemble du véhicule. Ensuite, comment atteindre l’équilibre entre économie, puissance, maniabilité et NVH dans la conception et l’adaptation de la transmission du véhicule ne concerne pas seulement la transmission elle-même, mais doit également être pris en compte dans l’ensemble de la chaîne de transmission. Dans ce contexte, la plate-forme de test de système basée sur GSA proposée dans ce document est juste pour de telles exigences dans la mise en œuvre de l’évaluation du changement de véhicule. Il vise à réduire davantage la consommation d’énergie et les émissions des véhicules grâce au nouveau système de test des performances de changement de vitesse des véhicules basé sur la technologie de test GSA, afin d’améliorer la compétitivité du groupe motopropulseur du véhicule en termes de performances de puissance, d’économie de carburant, de confort et d’autres aspects.
Cette étude a utilisé l’analyse de la littérature pour montrer un aperçu détaillé des connaissances actuelles concernant l’impact positif du changement de performance sur la recherche sur l’économie d’énergie des véhicules et la conduite verte. Avec la demande croissante de confort de conduite des véhicules, d’économie d’énergie et de protection de l’environnement sur le marché, le développement d’un système de test de changement de vitesse fiable pour la transmission des véhicules est devenu l’une des clés pour améliorer la compétitivité des produits automobiles10. L’étude a révélé qu’une conduite inconfortable et instable interfère avec l’association entre la consommation de carburant, les émissions et la personnalité du conducteur11. De mauvaises performances de transmission du véhicule réduiront le plaisir de conduire du conducteur, le fatigueront, augmenteront la consommation de carburant et affecteront la conduite écologique du conducteur. Surtout dans les conditions de circulation urbaine, le conducteur est très soucieux du confort et de la douceur de la sélection des vitesses et des performances de changement de vitesse, car le véhicule est toujours engagé en permanence dans la sélection des vitesses et l’action de changement de vitesse sans interruption, et l’indice de performance affectera directement l’évaluation de l’efficacité du conducteur sur un certain type de véhicule routier12,13. On peut dire qu’en tant qu’élément de perception facile pour les utilisateurs, les performances de changement de vitesse de la transmission du véhicule ont une relation directe avec le degré de plaintes des utilisateurs. La fluidité du changement de vitesse du véhicule peut non seulement garantir une conduite écologique, mais également prolonger la durée de vie du véhicule, ce qui est plus propice à la protection de l’environnement14. Par conséquent, pour répondre aux besoins des consommateurs, ainsi qu’aux exigences en matière d’économies d’énergie et de protection de l’environnement, les constructeurs automobiles doivent optimiser en permanence le mécanisme de changement de vitesse pour améliorer autant que possible la qualité de changement de vitesse dans le processus de développement et d’adaptation de la transmission pour réduire consommation de carburant et améliorer le confort de conduite15. En conséquence, l’innovation et les contributions de la présente étude visent à optimiser l’efficacité des changements de vitesse dans le groupe motopropulseur des véhicules pour créer une valeur et une croissance économique durables.
Au vu de ce qui précède, beaucoup d’efforts ont été consacrés au développement de méthodes sûres, fiables et compétitives pour tester et évaluer les performances de changement de vitesse de la transmission de véhicule. Au début, le test d’évaluation des changements de vitesse de la transmission du véhicule adoptait principalement deux modes, dont les tests sur route et les tests au banc16. Parce que les tests sur route sont grandement affectés par des facteurs naturels, plus important encore, le cycle d’essai est trop long et le coût est trop élevé, il est donc inévitable de développer des tests au banc pour les performances de changement de vitesse. Dans le boom du développement rapide et de l’application étendue des technologies d’instruments virtuels et de capteurs, le test au banc des performances de changement de vitesse de la transmission du véhicule, avec les caractéristiques de haute précision et d’intégration élevée, est progressivement devenu la principale méthode de test17,18. Il implique la plate-forme matérielle du banc d’essai et la conception logicielle pour mesurer et contrôler le système. Les données de test incluent principalement la force de changement de vitesse et la course de changement de vitesse. La courbe de la force de changement de vitesse et du déplacement peut également être obtenue par une analyse hors ligne pour évaluer le changement de vitesse. En particulier, le banc d’essai complet développé par Volkswagen en 1991 est assez étonnant, et il peut simultanément effectuer des tests de durée de vie de la transmission, des embrayages, des arbres de transmission et des essieux arrière19. Cependant, l’inconvénient du banc d’essai mobile est qu’il est difficile d’éviter les impacts négatifs des manipulations artificielles. Il y a un manque d’environnement de simulation pour l’ensemble du système du véhicule, en particulier pour le modèle de synchroniseur détaillé, ce qui conduit non seulement à une faible efficacité mais également à de faibles performances de coût20. De plus, la différence dans les habitudes de fonctionnement personnelles et les sentiments subjectifs interféreraient également avec l’objectivité des données d’essai, ce qui n’est pas pratique pour l’évaluation des performances de changement de vitesse de la transmission du véhicule.
Jusqu’à présent, il existe principalement deux méthodes pour le test d’évaluation de changement de vitesse de la transmission de véhicule : le test d’évaluation subjective et le test d’évaluation objectif. Le test d’évaluation objectif est subdivisé en test d’évaluation statique et test d’évaluation dynamique21. Le test d’évaluation subjective fait référence aux conducteurs expérimentés qui sont recommandés pour obtenir des notes de test subjectives sur diverses performances de changement de vitesse lorsque le véhicule est à l’arrêt ou en marche, et la note globale subjective de diverses performances est considérée comme l’indice de test d’évaluation22. Le niveau de test d’évaluation subjective dépend de l’expérience personnelle à long terme du pilote d’essai, qui aurait des lacunes évidentes telles qu’une subjectivité trop forte, une grande influence des facteurs personnels et une incapacité à quantifier des indicateurs de test spécifiques, ainsi que la transmission d’informations entre le conducteur et le concepteur n’est pas assez précis. Par conséquent, le test d’évaluation objectif est plus conforme à l’opération de changement de vitesse réelle de la transmission du véhicule et est favorisé. L’essai d’évaluation statique est effectué dans des conditions de température normale, d’arrêt du véhicule, de moteur arrêté et de séparation de l’embrayage23. Bien que le test d’évaluation statique soit très courant chez les fabricants de transmissions et constitue également le principal moyen d’évaluer les performances de changement de vitesse, l’embrayage est à l’état désengagé, ce qui entraîne l’arrêt de la vitesse de transmission pendant la mesure, ce qui n’a aucun effet sur le changement de vitesse. . Cependant, les clients effectuent toujours l’opération de changement de vitesse lorsque le véhicule est en marche et que la transmission fonctionne. Par conséquent, il est relativement difficile pour le test d’évaluation statique de refléter les performances de changement de vitesse dans l’état de fonctionnement du véhicule, qui est différent des conditions d’utilisation du client.
Dans la présente étude, visant les limites des littératures citées ci-dessus dans les tests d’évaluation de changement de vitesse subjectifs et statiques des véhicules existants, nous visons à adopter un nouveau type de technologie de test GSA (analyse de changement de vitesse) pour explorer le test d’évaluation dynamique et les mesures correctives ultérieures pour les performances de changement de vitesse dynamique de la transmission du véhicule, qui ont comblé la vacance des études précédentes. Comme le montre la Fig. 1, l’ensemble du dispositif expérimental GSA comprend un capteur de charge triaxial, un capteur de déplacement triaxial, un capteur de déplacement, un capteur de vitesse de rotation, un capteur de température (type K), un thermomètre numérique, un bras de mesure (trépied), une mesure IMC dispositif, fils, dispositif à bouton-poussoir, convertisseur TTL, etc. Parmi eux, il convient de souligner que le capteur de bouton de force de haute qualité GSA est utilisé pour acquérir des valeurs de force de haute précision dans le sens de décalage, de sélection et vertical, et l’unité de mesure de déplacement GSA est utilisée pour acquérir le changement de vitesse et sélectionner la course du pommeau de levier de vitesses, et le logiciel de capture GSA est utilisé pour acquérir les signaux des capteurs et réalise des affichages en ligne pour la vérification des capteurs et le comptage des changements de vitesse. Les avantages exceptionnels et l’innovation de cette recherche se reflètent principalement dans le fait que les options de débogage les plus appropriées pourraient être ajustées grâce à la réflexion des données sur le logiciel d’analyse GSA, qui est appliqué à un véhicule utilitaire avec transmission manuelle (comme le montre la Fig. 2) pour objectif test des performances de changement de vitesse. Ici, combinée à l’expérience d’évaluation des tests subjectifs passés, l’analyse complète entre les évaluations objectives et subjectives des performances de changement de vitesse pourrait aider les concepteurs à évaluer systématiquement et globalement les performances de changement de vitesse de la transmission du véhicule à chaque étape du cycle de vie du produit. L’utilisation du test objectif pour expliquer le phénomène subjectif pourrait déterminer de manière plus intuitive la différence des courbes numériques dans diverses conditions de travail, déboguer raisonnablement les valeurs des paramètres de changement de vitesse pour atteindre l’objectif d’améliorer systématiquement les performances de changement de vitesse, puis améliorer le confort de conduite et l’efficacité énergétique du véhicule. Enfin, cette étude comblerait efficacement la lacune technique dans le test objectif d’évaluation de changement de vitesse dynamique de la transmission de véhicule et ferait de la technologie de test un rôle de plus en plus important dans l’amélioration de l’efficacité de changement de vitesse des véhicules utilitaires, ce qui serait propice à la conservation de l’énergie et aux émissions. réduction des véhicules pour promettre un avenir durable.
Figure 1
Système de test de changement de vitesse de l’ensemble du véhicule.
Figure 2
Schéma de principe de la transmission analysée.
