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耐久试验中的 Audi A4 变速箱同步啮合机构倍福总线端子北京丰台
在新的 EDAG-Prüftechnik 项目中，值得一提的是针对奥迪 Audi A4 2.0 TDI
变速箱同步啮合机构的耐久试验台。变速箱在无负荷条件下以恒定速度
被驱动，每分钟换档两次，而诸如换档力、驱动电机速度、换档冲程以
及发出的噪声等重要特性都会被记录、存档和显示。
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主电机在输出侧驱动变速箱；变速箱的差速装置被禁用，以便进行单侧
驱动。由此可以仿真汽车的惯性质量，因此，譬如从二档换到一档的时
候，不是降低传动速度，而是将变速箱提速。其中一个主要的要求是在
每次换档的时候速度的变化尽量小一些。北京丰台奥迪规定发动机侧的减速不得
超过每分钟 15 转。以前，这样的试验方法会采用较大的旋转质量。但
是这样做存在严重的弊端，例如对重量和空间的要求很高。不仅如此，
旋转质量还有可能非常危险，而且这种方案不允许进行动态试验。
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开发这个新的试验台方案的主要目标之一就是要在消除旋转质量的同时
达到同等或更好的试验结果。这个新的解决方案可预测输出侧的变速箱
以二档加速到额定速度，然后以无耗能方式在 t=0 下换到一档。由于
既有的惯性质量而出现减速，需要通过电传动来补偿。后者还供应
让离合器片从二档换到一档的时候加速所需的能量。纯粹从数学角度而
言，会由于质量惯性增加而出现每分钟 140 转的减速，或者需要由驱动
器提供 1166 牛米的扭矩来补偿减速北京丰台。
EtherCAT 解决对控制的高要求倍福总线端子
除了必需的控制系统专有技术之外，解决这个任务还需要有一个高速高确定性的 I/O
系统来采集实际速度数据和传输控制设数值（大
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周期时间 500 微秒），以及一个相应的高速、高确定性的控制计算机来
计算设（大周期时间为 500 微秒）。从控制技术上说，这是一个
要求的任务 — 能够提供合适的系统的供应商也相应地非常少。
终被选中的是 Beckhoff 的 EtherCAT 和 CX1020 嵌入式控制器。与此同时，
这也满足了汽车制造商奥迪的系统要求，他们要求在早期阶段就要使用
EtherCAT 技术端子模块。
在不到 100 微秒的时间内将数据从传感器传输到控制器
CX1020 嵌入式控制器加上 TwinCAT PLC 构成了用于实时控制和 PLC 任务的
集成式平台。驱动器和其余的 I/O 与 CX1020 通过 EtherCAT 联网。对‘换
档’信息做出迅速响应是至关重要的，这样驱动器才能够实时补偿即将
出现的减速。该信息在不到 100 微秒的时间内通过 EtherCAT 从传感器传
输到控制器，从而使驱动器可对换档做出即时响应北京丰台。
速度偏差极小 — 比奥迪的要求更胜两倍倍福PLC模块
与系统控制能力同样重要的是结果显示。在这方面，对系统组件在时间
方面的要求也很高。例如，在 500 微秒内传输实际速度值，以便成
功地以足够的精度来显示速度。一台装有 Labview 的工业 PC 用于显示结
果，它通过 Ethernet TCP/IP 与控制器连接；待显示的过程数据逐段通过
TwinCAT ADS（集成式 TwinCAT 路由器）传输。TwinCAT 的基本范围包含一
个合适的 ADS 通讯动态链接库，从而能够在 Labview 中简单集成 TwinCAT
过程数据。另一台带 Delphi 用户界面的工业 PC 用于试验台的操作、监
控和参数化，该 PC 也以同样的方式连接。如图 2 所示，得到相当不俗
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