变速器是汽车动力总成的重要组成部分，担负着将发动机传递过来的动力经过变速箱不同传动比齿轮变速后传递至其它传动机构以驱动车辆运行的重要任务。机械式变速器占据着汽车变速器市场的最大份额，因其价格合理、燃料消耗低，未来仍然会在变速器领域扮演重要角色。近年，国内微型客车市场也在不断的增长，在微型客车上得到广泛应用的前置后驱机械式变速器也得到微型客车厂家的高度重视，研究高性能的前置后驱机械式变速器测试台架，对及早发现变速器的设计缺陷和产品工艺问题，提高变速器研发效率、消除变速器产品缺陷、保证整车质量都有十分重要的意义。本课题的研究是基于导师承担的校企合作项目“微型客车FR机械式变速器性能测试台架开发”展开。针对企业对该台架提出的技术要求，该项目以完成变速器传动效率试验和温升试验为目标，同时兼顾通用性、扩展性和节能性来开展研发工作。第一，为了制定测试台架的整体方案，从台架类型、布置形式和测控系统三大方面着手对测试台架的基本方案进行了分析，最终选定直流母线电封闭的台架类型，采用直线布置形式，以PROFIBUS-DP网络为台架主要通讯方式，利用PLC作为PROFIBUS主站，变频控制器和工控机作为PROFIBUS从站，同时在工控机端利用虚拟仪器技术和数据采集卡实现过程信号的采集。第二，为了搭建测试台架的硬件平台，从台架机械系统、驱动负载系统和测控系统三个方面进行了相关硬件的选型和设计：为保证试验人员安全，实现自动化测试，设计了类似于AMT工作原理的远程自动换档机械手；为实现负载电机对变速器输出轴转速、转矩的匹配，设计了传动比为2：1的高性能减速箱；为实现对采用平衡桥法接线的Pt100温度传感器输出信号的测量，设计了具有高共模抑制比、高输入阻抗、低失调电压等特点的放大滤波电路；为实现测控系统的高速采集、精确控制和稳定通讯功能，选择了高精度传感器、多功能数据采集卡、高性能PLC和通讯接口卡。第三，为实现台架的测控功能，进行了S120变频系统的调试、PROFIBUS-DP网络的组建和上位机软件的设计：利用SIZER软件完成S120变频驱动系统的硬件组态，并利用STARTER软件实现电机优化；利用STEP7组态PROFIBUS-DP通讯网络的各个站点，设置通讯报文，对PLC进行编程来实现主从站之间的周期性和非周期性数据通讯；借助第三方DF PROFI II通讯板卡，在上位机端通过LabVIEW的编程实现工控机从站与PLC主站的PROFIBUS-DP通讯；利用LabVIEW完成数据采集和用户界面的开发。第四，为了顺利完成前置后驱机械式变速器传动效率试验和温升试验，结合企业技术中心对变速器试验的实际要求，制定了具体的试验程序，完成了相关测试，并结合扭矩-传动效率曲线和时间-润滑油温度曲线对结果进行简单的分析。该电封闭式FR机械变速器测试台架结构简单，有较强的扩展性能，使用西门子高速电机驱动，能进行最高输入转速为6500r/min的变速器传动试验，采用共直流母线能量回馈电封闭结构，实际从电网摄取的电能非常有限，与开放电功率流型机械变速器试验台相比，节能效果明显。