液力自动变速器

液力自动变速器（精选8篇）

液力自动变速器 第1篇

关键词：自动变速器,换挡逻辑,行星齿轮传动系统

引言

在现代汽车工业中, 液力自动变速器作为车用变速器的高端产品一直被国外汽车零部件公司所垄断, 其中德国采埃孚集团 (以下简称ZF公司) 的产品开发及设计能力一直处于领先水平。其设计的五档、六档、八档、九档液力自动变速器产品已经是全球高端轿车的标准配置。本文旨在通过分析其不同产品的传动路线及换挡逻辑为国内技术人员在行星齿轮传动系统及换挡逻辑的概念设计提供一定的帮助和参考。

1、不同变速器传动路线及换挡逻辑分析

1.1 五档自动变速器传动路线及换挡逻辑

五档自动变速器以ZF公司5HP24 变速器为例分析。该款变速器用于宝马、路虎、捷豹等多款高端车型。5HP24 主要由三组单级行星齿轮组和七组换挡元件组成, 换挡元件包括三组离合器、三组制动器及一个单向离合器。图1 为传动路线简图, 其中离合器A驱动行星排2、3 的太阳轮;离合器B驱动行星排1、3 的齿圈, 行星排2 的行星架;离合器C驱动行星排1 的太阳轮;制动器D固定行星排1 的太阳轮;制动器E固定行星排1 的行星架及行星排2 的齿圈;制动器F固定行星排1、3 的齿圈及行星排2 的行星架;H为单向离合器, 一档传动时工作。G为变矩器闭锁离合器, 与行星齿轮组换挡系统无关, 仅当变矩器处于非变矩工况时该离合器结合, 以提高传动效率。

表1 为5HP24 变速器的换挡逻辑表, 以二档为例分析该变速器的动力传递路线。二档时离合器A和制动器E结合, 动力输入后经行星排2、3 的太阳轮输入, 由于行星排2 的齿圈被制动器E固定, 此时动力从行星排2 的行星架输出至行星排3 的齿圈, 与行星排3 太阳轮输入的动力共同带动行星排3 的行星架转动, 输出至变速器的输出端。其他档位传动路线按照表1 状态以此类推。

1.2 六档自动变速器传动路线及换挡逻辑

六档自动变速器以ZF公司6HP26 变速器为例分析, 该变速器为全球首款轿车用六速液力自动变速器, 2001 年首次用于宝马7 系E65 车型, 此后被所有主流整车厂所使用。6HP26 行星齿轮变速系统由一组单级行星齿轮组和一组Ravigneaux式行星齿轮组组成。变速器换挡由五组换挡元件完成, 包括三组离合器、两组制动器。图2 为传动路线简图, 其中离合器A连接行星排1 的行星架与双级行星排2 的太阳轮;离合器B连接行星排1 的行星架与双级行星排2 的外圈行星轮;离合器C驱动行星排1 的齿圈与双级行星排2 的行星架。制动器D固定双级行星排2 的外圈行星轮;制动器E固定双级行星排2 的行星架。F为变矩器闭锁离合器。

表2 为6HP26 变速器的换挡逻辑表, 以一档为例分析该变速器的动力传递路线。一档时离合器A和制动器E结合, 动力经行星排1 的齿圈输入行星架输出, 通过离合器A驱动双级行星排2 的太阳轮;双级行星排2 的行星架被制动器E固定, 此时动力从行星排2 的太阳轮带动齿圈输出至变速器的输出端;所以一档时动力通过1、2 排行星排双级减速输出, 减速比最大。其他档位传动路线按照表2 状态以此类推。

1.3 八档自动变速器传动路线及换挡逻辑

八档自动变速器以ZF公司8HP70 变速器为例分析。该变速器于2008 年开始量产, 应用于宝马、奥迪、克莱斯勒及路虎等多种车型上, 是一款主流八档自动变速器。8HP70 行星齿轮变速系统主要由四组单级行星齿轮组与五组换挡元件组成, 换挡元件包括三组离合器和两组制动器。图3 为传动路线简图, 其中制动器A固定行星排1、2 的太阳轮;制动器B固定行星排1 的齿圈;离合器C连接行星排3 的太阳轮和齿圈;离合器D驱动行星排3 的齿圈及行星排4 的太阳轮;离合器E连接行星排3、4 的行星架。离合器F为变矩器闭锁离合器。

表3 为8HP70 变速器的换挡逻辑表, 以三档为例分析该变速器的动力传递路线。三档时离合器C、D结合, 动力输入后带动行星排2 和行星排3 整体转动同时驱动行星排4 的太阳轮转动;制动器B结合, 固定行星排1 的齿圈, 动力经行星排2 带动行星排1 的太阳轮驱动行星排1 的行星架减速输出至行星排4 的齿圈;此时行星排4 的太阳轮为等速输入, 行星排4 的齿圈为减速输入, 动力经行星架减速输出至变速器输出端, 所以三档时动力通过1、4 排行星排减速输出。其他档位传动路线按照表3 状态以此类推。

1.4 九档自动变速器传动路线及换挡逻辑

九档自动变速器以ZF公司9HP48 变速器为例分析。该变速器作为全球首款九速自动变速器于2013 年开始量产, 应用于克莱斯勒、路虎、保时捷等多款豪华车型。9HP48 行星齿轮变速系统主要由四组单级行星齿轮组及六组换挡元件组成, 换挡元件包括两组离合器、两组制动器及两组爪型离合器。图4 为传动路线简图, 其中离合器A驱动行星排1 的齿圈、行星排2 的行星架;离合器B驱动行星排4 的太阳轮;制动器C固定行星排3 的齿圈;制动器D固定行星排4 的太阳轮;爪型离合器E固定行星排1、2 的太阳轮。爪型离合器F驱动行星排3 的太阳轮及行星排4 的齿圈。离合器G为变矩器闭锁离合器。

表4 为9HP48 变速器的换挡逻辑表, 以倒档为例分析该变速器的动力传递路线。倒档时离合器B结合, 动力输入后带动行星排4 的太阳轮转动;制动器C结合固定行星排3 的齿圈, 行星排3 的太阳轮与行星排4 的齿圈固定, 行星排3的行星架与行星排4 的行星架固定, 所以动力经行星排4 的太阳轮输入, 经行星排3 的行星架反向减速输出至行星排2的齿圈;爪型离合器E结合, 行星排1、2 的太阳轮固定, 行星排2 的齿圈通过行星架带动行星排1 的齿圈驱动行星排1 的行星架同样反向减速输出至变速器输出端, 所以倒档时动力反向减速输出。其他档位传动路线按照表4 状态以此类推。

2、行星齿轮传动系统的对比分析

综上所述, ZF五档变速器使用三排行星齿轮组七组换挡元件实现五速换挡, 而六档变速器在减少一排行星齿轮组和减少两组换挡元件的情况下可实现六速换挡。六档变速器通过采用Ravigneaux型双行星齿轮组并优化换挡元件位置以更简单的结构更小的重量实现更好的性能。这两款变速器使用优化的换挡逻辑, 每个档位仅两组换挡元件工作, 且相邻档位都共用一组换挡元件, 这样在换挡过程中可以减少离合器动作, 增加换挡元件使用寿命。ZF八档变速器使用四排行星齿轮组和五组换挡元件, 九档变速器与之类似仅增加一组换挡元件。八档变速器采用纵向布置, 用于后驱或全驱车型, 其行星轮系为直列式排布。九档变速器为横向布置, 用于前驱或全驱车型, 其前两排行星轮系为直列排布, 后两排为嵌套排布以此来缩减纵向尺寸, 使之更适合前驱车型。与五档和六档变速器相比, 由于行星排的增加每个档位需要三组离合器同时工作, 同样其换挡逻辑也经过优化设计, 相邻档位共用两组离合器, 所以换挡时也仅需多结合一组换挡元件。下表5 为这几款变速器的相关数据对比。

参考ZF公司的多款变速器可以得出, 在进行行星齿轮变速系统设计时需根据变速器布置形式及档位配置选择合适的行星排排列形式, 同时还需分析传动路线以规避专利保护。在换挡执行元件的设计及换挡逻辑选择上还需根据变速器使用工况及结构优化执行元件工作状态以使换挡过程更合理, 换挡动作更便利。

3、结语

随着我国汽车工业的发展, 汽车关键零部件技术的缺失越来越明显, 液力自动变速器作为高档轿车的核心零部件其重要性日渐突出。行星齿轮变速系统作为AT产品的核心, 需进行重点突破。国外已有多种不同档位不同结构的AT产品, 我们需要通过分析了解其产品特点并另辟蹊径设计具有自主知识产权的行星齿轮变速系统以提高我国高端零部件设计制造的核心竞争力。

参考文献

[1]曹利民.8HP系列自动变速器动力传递路线分析.[J]汽车维修技师.2010 (2) :22-24.

[2]侯国强, 尤明福, 于文涛基于拓展的杠杆法的ZF-9 HP自动变速器换挡过程分析.[J]机械研究与应用.2013 (6) :46-49

液力自动变速器 第2篇

关键词：模糊数,模糊故障树,自动变速器

1 引言

由于汽车液力自动变速器也具有结构复杂, 引起变速器发生的故障的概率具有模糊性和不确定性等特点, 针对自动变速器打滑故障这一常见故障, 利用模糊故障树分析法对其进行科学的、定量的处理, 从而估算出模糊故障率。

2 液力自动变速器故障树的建立

对于汽车变速器系统, 选择自动变速器打滑为顶事件, 中间事件为机械磨损、变速器油问题、变速器漏油。若这三个中间事件中的任意一个事件发生, 顶事件就会发生 (见表1) , 所建立的故障树如下图1所示。

3 变速器模糊故障树的定性分析

由本文系统所建的故障树, 根据与门用乘、或门用加的原则, 利用最小割集法可以求得本例中的割集为:

4 变速器模糊故障树定量分析

为了分析的简便性, 仅取中间事件M1来分析。根据有关实验数据、历史统计资料以及工程技术人员的经验, 假设总体失效概率为10%。另据统计, 变速器机械磨损中的30%为离合器片磨损, 10%为离合器片打滑, 25%为制动装置系统中的磨损, 18%为油泵磨损严重, 2%为其它。设M1中间事件的发生概率如表2所示, 根据上文中关于底事件发生概率的截集区间表示方法, 则有

由于, 则发生概率的截集区间为:

同理, 为一区间数, 对λ取不同的值, 则可得到不同的置信区间。当λ=1时, 相当于底事件的发生概率为确定值, 。当λ=0时, 底事件的发生概率为一个模糊数, 表明在充分考虑了原因事件和随机不确定因素的模糊不确定因素时, 的值为一个区间[0.0658, 0.1118], 即自动变速器打滑的概率在6.58%和11.18%之间变化, 与实际相符。

5 变速器底事件的模糊概率重要度分析

自动变速器使用六大误区 第3篇

误区1 自动变速器车辆长时间停车时，换挡杆仍挂在D挡

装备自动变速器的车辆在等待通过信号或堵车时，一些驾驶员常将换挡杆保持在D挡，同时踩下制动踏板，若时间很短，这样做是允许的，但若停车时间长最好换入N挡(空挡)，并拉紧驻车制动。因为换挡杆在D挡时，自动变速器汽车一般有微弱的前移，若长时间踩住制动踏板，等于强行制止这种前移，使得变速器油温升高，油液容易变质，尤其在空调系统工作时，发动机怠速较高的情况下更为不利。

误区2 自动变速器车辆高速行驶或下坡时，把换挡杆拨在N挡位滑行

有些驾驶员为了节油，在高速行驶或下坡时，将换挡杆拨到N挡滑行，这很可能烧坏变速器。因为此时变速器输出轴转速很高，而发动机怠速运转，变速器油泵供油不足，润滑状况恶化，而且对变速器内部的多片离合器来说，虽然动力已经切断，但其被动片在车轮带动下高速运转，发动机驱动的主动片转速很低，两者间隙又很小，容易引起共振和打滑现象，产生不良后果。当下长坡确需滑行时，可将换挡杆保持在D挡滑行，但不可使发动机熄火。

误区3 在自动变速器P或N以外挡位起动发动机

有些驾驶员在P或N以外挡位起动发动机，虽然发动机不能运转(因为连锁机构保护，只能在P和N挡才能起动)，但有可能烧坏变速器的空挡起动开关，

资料

因为自动变速器上装有空挡启动开关。使得变速器只能在P或N挡才能起动发动机，避免在其他挡位误起动时使汽车立刻起步往前窜。因此，起动发动机前一定要确认换挡杆是否在P或N挡。

误区4 装备自动变速器或三元催化转换器的`汽车用推动车辆法来起动发动机

装备自动变速器和三元催化转换器的汽车因蓄电池缺电不能起动，而采用人推或其他车辆拖动的方法起动，这是非常错误的。因为，采用上述方法是不能把动力传递到发动机上，反而会损坏三元催化转换器。(

误区5 自动变速器车辆坡道停车时不使用驻车制动

装有自动变速器的汽车在坡上停车时，有些驾驶员只是使用P挡，而不使用驻车制动，这样做极容易引发事故。因为虽然装有自动变速器的汽车在P挡位设有的停车锁止机构一般是很少失效的，但一旦失效就会造成意外事故。因此，在坡道停车时，还是应该使用驻车制动器。

误区6 自动变速器汽车只要D挡起步，一直加大油门就可以换到高速挡

液力变速器新型换挡操纵系统 第4篇

工程机械广泛使用液力变速器,其换挡操纵系统主要有以下2种。

(1)机械一液压换挡操纵系统

机械一液压换挡,即使用机械连杆机构或软轴直接推拉液力变速器操纵阀芯,从而控制液压阀主控油路的通断,以实现换挡操纵。这种操纵方式虽然结构简单,但操纵阻力大,操纵行程长,操作舒适性差,阀芯与油封易损坏。此外,连杆机构占用空间,给安装和调整带来困难。使用中还常出现卡滞,严重时会挂不上挡或产生脱挡现象,进而导致机器失控,引发事故。

(2)电液控制换挡操纵系统

电液控制换挡操纵系统,即换挡控制采用电子一液压动力换挡,通过操作挡位选择器来控制先导液压回路,以控制液压阀主控油路的通断,从而完成换向和换挡操作。

由于挡位选择器与变速操纵阀之间由电线连接,因此其安装布置方便,又由于采用可编程微电子控制器,扩展了变速器挡位的使用范围。但进口的操纵系统售价高,维修成本高,国产零部件故障率高,先导液压电磁阀油路易堵塞。

2. 新型换挡操纵系统组成及原理

根据上述2种换挡操纵系统使用状况,我们开发出一种新型换挡操纵系统。这种新型换挡操纵系统结构简单、操作简便、定位准确、可靠性高且价格适中,解决了安装位置受限、液压阀芯与油封易损坏漏油、易脱挡和操作不方便等问题。同时解决了现有电液控制操纵系统电磁阀易堵塞、成本高和国产件可靠性差等问题。

(1)新型换挡操纵系统组成

新型换挡操纵系统如图1和图2所示,主要由控制系统、位置反馈机构和执行机构组成,系统之间通过线束及插接件连接。控制系统包括挡位选择器、可编程微电子控制器以及步进电动机控制器。

位置反馈机构包括由霍尔元件和永久磁铁构成的位置传感器组。由霍尔元件将输出信号送入控制器,以控制步进电动机的动作。执行机构包括步进电动机、转动组件及平移组件。平移组件的一端通过螺母与转动组件的丝杠组合,形成滚珠丝杠副或滑动丝杠副;另一端设置与变速操纵阀阀芯相连接的接头,以实现阀芯的往复运动。

(2)新型换挡操纵系统工作原理

以前进Ⅰ挡为例,其工作原理是:操纵挡位选择器置于前进挡以及速度挡为Ⅰ挡位置时,微电子控制器接受挡位选择器的指令,同时将转化后的指令(电压信号的大小及正负)传递给步进电动机控制器,控制步进电动机的转动。步进电动机带动丝杠旋转,丝杠和螺母组成的滚珠丝杠副或滑动丝杠副,将旋转运动转换为由平移组件完成的平移运动,从而带动变速操纵阀阀芯往复运动。

当阀芯即将移动到位时,霍尔元件反馈位置信号,将信号传输到控制系统。控制系统发出指令,控制步进电动机行程并使阀芯到达指定位置,以控制液压阀油路通断。此时,液压变速操纵阀的前进挡和Ⅰ挡油路接通,压力油进入液力变速器的前进挡和Ⅰ挡离合器内,将挡位离合器结合,传递动力,从而实现前进Ⅰ挡的换挡功能。其他挡位的工作原理同上所述。

1.机械拉杆式液压操纵阀2.阀芯3.阀芯连接头4.固定连接座5.换挡操纵系统

3. 新型换挡操纵系统特点

新型换挡操纵系统适用于装载机、压路机或其他工程机械的液力变速器,并具有以下特点。

1.步进电动机2.位移传感器3.阀拉杆连接头

(1)适用广泛,安装方便

采用可编程微电子控制系统,可充分扩展变速器挡位的使用范围,不仅可用于常用的前2后1、前2后2及前3后3挡位,还可以扩展用于前4后3、前4后4及前6后3等挡位的液力变速器。

安装时,可直接与机械操纵的液压变速操纵阀阀芯连接,不需要电磁阀。原机械阀芯式液压变速操纵阀不需做改动或稍做改动,即可实现换挡操纵。

(2)换挡方便,操作灵活

使用1个挡位选择器可同时控制多个步进电动机,从而可以方便地实现机器的换挡功能。

采用步进电动机进行行程控制,具有操作灵活可靠、行程控制精度高,速度及位置可控、体积小及启动力矩大的优点。

(3)定位精度高,使用寿命长

采用霍尔元件和永久磁铁作为位置反馈机构进行行程、位置的检测与信号反馈,具有重复定位精度高、结构简单、使用寿命长的优点,并可根据需要锁定位置。

挡位选择器可靠性高,其中非接触式的磁感应挡位选择器理论寿命可达到200万次以上,并已通过主机厂的试验和装机考核。

采用滚珠丝杠副或滑动丝杠副进行动作转换,具有转换效率高、使用寿命长的优点。

(4)抗干扰能力强,功能齐全

控制器系统各级之间的信号传输采用光电隔离,抗干扰能力强。

液力自动变速器 第5篇

航天科工联合相关科研机构, 针对大功率、非公路、特种车辆领域的液力变速器设计制造难题开展攻关, 历经30 余年, 取得重大成果。一是增加摩擦片数量和活塞腔压力, 提高产品扭矩传递能力;二是采用多层印制板式集成油路设计, 减少外围油管数量;三是采用新材料和特殊热处理加工工艺, 大幅提高关键零部件性能;四是研制新型自动换挡控制系统, 有效降低换挡过程中的振动和冲击。

该成果授权发明专利21 件, 主持起草行业标准1 项, 列入国家级重点新产品12 项。经贵州省科技厅组织的专家组鉴定, 该成果属国内首创, 技术在国内领先, 并达到国际同类产品先进水平。2015 年, 该成果获得国防科技工业军民融合发展优秀成果奖。

航天科工应用该成果, 研制出目前世界最大输入功率 (3300马力) 的行星式液力变速器、国内首台自主大功率自动液力变速器等部件, 这些部件应用在油气高端压裂设备、海洋工程装备、轨道交通、高端工程机械、特种车辆等装备中, 打破了国外的技术限制和封锁, 对促进我国重大装备技术进步, 带动我国高端装备制造发展具有重要意义。

传动系液力缓速器系统介绍 第6篇

在山区道路持续下坡时, 采用主制动系统进行长时间制动时, 热负荷量非常大, 而制动泵与整车相比质量较小, 无法及时将热能释放给周围环境, 致使制动鼓和制动蹄的温度迅速升高, 当温度过高时, 制动器将部分失去制动效能, 导致在连续下长坡道路上交通事故频发。在我国, 长期以来靠驾驶员经常给轮毂浇水, 实施强制冷却来满足汽车连续下长坡的制动要求。这种方法一方面可靠性不高, 另一方面在冬季行驶时也直接影响到后续车辆的安全性。传动系液力缓速器作为辅助制动的一种, 不仅有强劲的制动力矩, 而且大大减少了制动器的磨损, 很好的解决了此问题。

1、液力缓速器工作原理

液力缓速器装在变速箱后端输出端, 传动轴连着缓速器的输出法兰, 输出法兰是空心的, 它套在变速箱的输出轴上, 输出法兰上装着一个转子, 转子上的金属叶片对着定子的金属叶片。

通常, 两个叶片之间没有油液, 当拨动缓速器手柄开关时, 缓速器控制单元RCU收到指令后, 会控制一个阀体打开气路, 在油池底部的油液就会被空气压到两个金属叶片之间, 这时传动轴带动着动子搅动油液冲击定子, 油液就在动子和定子之间来回搅动, 使传动轴受到一股很大的反作用力, 不让其传动轴转动, 车速此时就得到了控制。

2、液力缓速器零部件组成

2.1 缓速器本体

缓速器本体集成转子、定子、供油系统、热交换器、压力和温度传感器, 水路、气路的集成。缓速器本体安装于变速箱后部, 通过螺栓与变速箱连接。气路连接取自于整车气路, 与变速箱气路共用。冷却水路来自于整车冷却系统, 先冷却发动机再冷却缓速器。

2.2 RCU

缓速器电控装置, 整个系统的控制中心, 用来接收驾驶员需求输入, 控制逻辑的实现, 控制气路的输出, 系统的故障诊断等功能。RCU一般安装于驾驶室内, 通过螺钉固定。

2.3 线束

缓速器线束分为两大大部分:整车线束、缓速器自带线束。

整车线束用于给缓速器提供电源、地线、将缓速器作为CAN网络节点接入整车网络, 与其他控制器实现信息交换。

缓速器自带线束用来与整车线束对接, 连接电控单元RCU、手柄开关、压力温度传感器、气路电磁阀等元器件。

2.4 手柄开关

驾驶员通过逐级扳动手控开关手柄来实现对缓速器的控制。手柄开关一般装于转向管柱处, 方便驾驶员操作。手柄开关分五档, 各档缓速作用如下:

0档——缓速器关闭

1档——缓速器恒速档

2档——最大缓速力矩的1/4

3档——最大缓速力矩的1/2

4档——最大缓速力矩的3/4

5档——最大缓速力矩

手柄开关拨动顺序见图5。

2.5 压力、温度传感器

压力和温度传感器安装于缓速器本体, 用来监测缓速器本体压力值, 温度传感器分油温与水温传感器。缓速器有超载保护功能, 缓速器工作时, 在良好冷却情况下, 缓速器满负荷工作时油温可以达到一百五六十度, 这是缓速器散热器出水口的温度会快速升高, 当水温高过105℃时缓速器会控制缓速力矩到一半, 这时缓速器指示灯闪烁, 表明缓速器在降扭, 当水温正常后, 缓速器又全力工作, 如果水温继续升高, 缓速器将推出工作以保护车辆及缓速器。

2.6 指示灯

缓速器在工作和故障时驱动工作指示灯点亮, 工作指示灯集成在仪表中, 点亮后为黄颜色指示灯。

缓速器在故障时也可将工作指示灯点亮, 点亮方式即可通过硬线驱动, 也可通过总线报文驱动。

2.7 压力开关

此开关作为选用功能, 压力开关安装于刹车总泵附近, 离刹车取气口不超过1米, 通过三个压力开关采集气压, 当驾驶员踩下制动踏板时, 气压达到临界值时, 将开关接通, 并将信号输入到RCU中, 进行辅助制动。

3、使用说明

3.1 手控方式

(1) 钥匙上电后, 缓速器处于待命状态;

(2) 当需要缓速时, 拨动手柄开关逐级到需要的档位就可以达到制动的目的 (此时缓速器指示灯点亮, 除1档外) ;

(3) 把手柄开关拨回到0档后, 缓速器退出工作。

3.2 恒速档使用

(1) 下长坡时要启动恒速功能前, 首先使车辆速度减到安全的速度值, 当到达想保持的车速时, 把缓速器的手柄开关拨到恒速档1档;

(2) 如果使用了恒速档, 车速仍会加快, 使用辅助刹车或主刹车使车辆减速;

(3) 开关拨回0档, 恒速功能解除。

3.3 故障显示

指示灯可用来显示工作状态, 当有故障时指示灯也会点亮, 既可通过硬线控制也可通过采集总线报文将其点亮。通过总线报文控制时, 由仪表采集缓速器RCU发出的DM1报文, 在液晶屏上显示SPI和FMI, 再通过查故障列表找出相应的故障解析;通过硬线控制时, 当有故障时, 可通过操作手柄开关来进行读取闪码, 手柄开关从0档拨到1档, 停留1S后再拨到0档闪烁, 长闪为十位持续1S, 短闪为个位持续0.5S, 为一个闪码, 比如下图8所示闪码为23, 通过对照表查出相应的故障。

3.4 使用注意事项

(1) ABS起作用时, 缓速器退出工作;

(2) 油门踩下时, 缓速器退出工作;

(3) 雨雪天气、路面湿滑, 慎重使用缓速器;

(4) 缓速器属于辅助刹车装置, 在紧急状况下尽量使用主刹车进行减速。

4、总结

本文主要简单地介绍了传动系液力缓速器系统的工作原理及组成, 为笔者在实践中实际应用的总结, 希望给业界同行提供参考。

摘要：传动系液力缓速器作为辅助制动的一种技术, 在下长坡时熟练操作缓速器, 承担80%-90%的行车制动力矩, 既保证了行车安全, 又大大减少了制动器的磨损。该文着重介绍了在重卡车型上应用的传动系液力缓速器系统的工作原理, 零部件组成, 使用说明等。

法士特并联液力缓速器工作原理 第7篇

为了提高车辆安全性, 国家相关部门出台了安装缓速器的相关强制措施, 我国交通部《营运客车类型划分及等级评定》 (JT/T325-2002) 行业标准规定:大型客车高二、高三级、中型客车高二级必须安装缓速器;GB7258的实施对整车安全性有了更高的要求, 标准规定:危险货物运输车、总质量大于12t的货车应装备缓速器或其它辅助制动装置[1]。

国家标准虽已出台, 但是国内生产液力缓速器的厂家为数不多, 主要原因是相关技术难题较多, 在解决诸多技术难题前, 学习和掌握液力缓速器的组成、实现的功能和工作原理至关重要。

1 液力缓速器的组成

如图1所示, 液力缓速器是一个集机、电、液、气、比例控制为一体的辅助制动装置系统, 一般由并联液力缓速器机械总成、控制器 (ECU) 、操作手柄或脚动开关、CAN端口、线束、指示灯等组成。机械总成为产生制动力矩的主体装置, 操作手柄或脚动开关是供司机操作并由它发出指令, 控制器是接收指令并根据接收指令的不同信号进行判断并发出指令来控制机械总成上的执行装置—气动比例控制阀, 线束是用于连接机械总成、控制器、操作手柄、指示灯和CAN端口的导线, 指示灯用于显示缓速器的工作状态和故障代码信息, CAN端口主要是用于控制器的电源取电和整车的相互通讯接口。

2 液力缓速器的功能

液力缓速器与整车匹配安装连接完成后, 液力缓速器一般有以下4个功能:1) 恒速功能。在整车散热能力和制动力矩范围内, 当缓速器工作在恒速挡位 (图1所示) 时, 车速按设定值恒速下坡, 车速波动变化不超过3 km/h, 且无明显冲击。2) 制动功能。液力缓速器在不同制动挡位下 (一般设置有4个制动挡位) , 缓速器能实现相应制动力矩的功能。3) 车辆协调功能。当整车如ABS、油门、自动变速器等要求缓速器退出工作时, 缓速器具备退出制动的功能, 以及与整车其它设备或部件相协调通讯的功能。4) 故障报警功能。当液力缓速器出现故障或超过其设定能力时, 液力缓速器能提供光学或声学报警信号的功能。

3 液力缓速器的工作原理

并联液力缓速器与变速器的连接示意图如图2所示, 在变速器后盖总成内设置一个缓速器被动齿轮与缓速器驱动齿轮以2∶1的齿数比啮合传动。

并联液力缓速器机械总成由气动比例控制阀、工作腔壳体、前端盖、前端盖轴承、驱动齿轮、油封、缓速器轴、轴承座、腔内轴承、转子、定子、油温传感器、出油口单向阀、油池壳、热交换器、水温传感器等组成。热交换器的作用是通过发动机冷却水将缓速器热油产生的热量带走, 油池壳用于存储工作介质, 腔内轴承装在轴承座上, 轴承座装在定子上, 定子被固定在工作腔壳体上, 前端盖轴承和油封安装在前端盖上, 前端盖被固定在工作腔壳体上;驱动齿轮、转子、缓速器轴通过花键连接在一起, 并架设在前端盖轴承和腔内轴承上, 确保驱动齿轮和转子以相同转速转动, 并以2倍于输出轴的转速带动缓速器转子转动。

整车启动, 缓速器控制器ECU实行自检功能, 指示灯按厂家规定信息显示。如果系统检测正常, 当需要液力缓速器产生制动力时, 司机拨下手柄开关制动挡位或脚控开关, 该信号被控制器记忆并发出相应指令。缓速器工作时, 控制气体通过控制阀进入到油池壳体内, 将油池壳内温度较低的缓速器油经上方进油口单向阀压到工作腔壳体内, 并使油液充满定、转子之间及其周围的工作腔空间。在工作腔内, 由于转子的高速转动使油液产生离心力并冲击到定子叶片上, 而定子叶片对旋转的油液产生相反的作用力, 该作用力即为缓速器的制动扭矩, 制动扭矩通过齿轮放大2倍并传递到变速箱输出轴上, 从而达到对传动系统的制动减速作用;与此同时机械能被转化成热能, 油液被加热使得油温升高, 旋转的高温油液在离心力的作用下, 约占90%的油液 (主油路) 经下方的出油单向阀流入热交换器主冷却层, 约占10%的油液 (润滑油液) 经上方的孔道流入热交换器副冷却层;热交换器 (包括主、副冷却层) 内部水层、油层相间排布, 来自整车的冷却液与流动的高温油液通过热量交换把热量带走, 冷却液温度升高, 而油液被冷却后又被压入油池壳内或直接循环流回工作腔中, 持续产生制动扭矩。当缓速器拨入空挡 (退出工作) 后, 控制信号断开, 控制气压通过控制阀排向大气, 油不再进入工作腔内, 油池壳壳体内油液液面升高;而工作腔里面的油液在离心力的作用下被甩出腔内, 分别经出油口单向阀、热交换器流回油池壳, 缓速器实现制动力解除工作。

缓速器解除制动工作后, 为了确保空转润滑的需要, 约占总油量5%~8%的油液被设计残留在工作腔内, 在转子的搅动下与空气混合形成油雾, 用于润滑腔内轴承、油封等零部件;搅动油雾会使其温度升高, 为了控制油雾温度的升高, 工作腔壳体上设置有润滑油道, 在转子旋转的作用下, 油雾被压入, 经润滑油道, 通过热交换器副冷却层进行冷却, 冷却后的油雾又重新流回工作腔中。

当制动功率过大, 超过整车散热能力或超过热交换器交换能力, 出现水温或油温超温的现象, 指示灯先按照预先设定的程序对用户进行提示/警示作用, 而后液力缓速器进入保护模式, 进行相应的降扭或解除制动。

当缓速器手柄开关仍在制动挡位, 没有或忘记关闭手柄, 此时需要踩油门使车辆加速前进, 液力缓速器控制器识别通过CAN总线发来的信号后, 实现缓速器解除制动的功能。

4 装缓速器后带来的经济效益

液力缓速器作为一种高效的辅助制动装置, 除了提高整车行驶安全性这一主要功能外, 还会给用户带来可观的经济效益, 以及降低劳动强度和提高运行效率。

针对牵引车用户装缓速器前后产生的经济效益的数据统计如表1所示, 对山区路况, 年节约费用2.91万元, 对长途运输路况, 年节约费用1.3万元, 经济效益非常可观, 按此计算1~2年就能收回装缓速器产生的成本。

牵引车在多坡道路段行驶104km, 装缓速器前后司机劳动强度对比情况如图4所示, 从中可以看出, 行车制动器使用次数和变速器换挡操作次数明显下降, 有效降低了司机的劳动强度, 同时整车的平均行驶车速还略有提高, 运营效率得以提高。

5 结语

本文阐述了并联液力缓速器的组成、功能、工作原理, 以及装液力缓速器后给用户带来的经济效益, 以便为本行业人士或学者提供一些有价值的技术或参考资料。

参考文献

液力自动变速器 第8篇

(1)液压系统结构和工作原理

XG530DT2型叉车配装浙江中柴YQX30型液力传动变速器。该机变速液压系统主要由粗滤油器1、变速泵2、主调压阀3、微动阀4、缓冲阀5、换挡操纵阀6、溢流阀7、冷却器8、精滤油器9、变矩器10等组成,如图1所示。

当发动机启动后,变速泵2通过粗滤油器1将油底壳内的油液吸出,并将油液输入变速液压控制系统主油路。主调压阀3用于将变速控制液压系统主油路的压力调定为1.1～1.4MPa。经过主调压阀3调压后,压力油进入微动阀4、换挡操纵阀6和缓冲阀5。

当变速液压系统压力达到规定值时,从主调压阀3溢流出的油液,经过精滤油器9过滤后,再由溢流阀7将压力调定为0.5～0.7 MPa。之后,压力油经变矩器10、冷却器8输至润滑油路。

1.粗滤油器2.变速泵3.主调压阀4.微动阀5.缓冲阀6.换挡操纵阀7.溢流阀8.冷却器9.精滤油器10.变矩器

驾驶员将换挡操纵阀6置于前进挡或倒退挡时,前进离合器缸或后退离合器缸进油,将离合器摩擦片接合,即可实现叉车的前进或后退。缓冲阀5可以起到液压缓冲作用,用以减小换挡时离合器摩擦片结合的冲击。

驾驶员踏下微动踏板,微动阀4阀杆可向外移动。微动阀4阀杆向外移动2mm时,离合器缸内油液压力降低,离合器摩擦片即处于半接合状态,此时叉车可以微动前进或倒退;微动阀4阀杆再向外移动12.5mm时,离合器缸内油液压力降为0,离合器摩擦片即不能接合,此时车辆停止移动。

(2)离合器结构和工作原理

该叉车前进、倒退离合器安装在同1根轴上,前进、倒退离合器结构完全相同,其主要由离合器缸(1、2)、单向阀(3、4)、活塞(5、6)、回位弹簧(7、8)、摩擦片(9、10)、前进挡齿轮11、倒退齿轮12、进退轴13等组成,结构如图2所示。

将叉车变速操作手柄至于前进挡时,换挡操纵阀输出的压力油通过A孔进入离合器缸1,将单向阀3关闭,使离合器缸1内形成压力油。该压力油推动活塞5移动,将回位弹簧7压缩,并将摩擦片9压紧,使前进挡齿轮11与进退轴13接合,即可实现叉车前进。叉车倒退与前进的控制原理相同。

将操纵手柄切换至空挡时,A或B孔压力为0,离合器缸(1、2)压力消失,单向阀(3、4)打开,油液迅速从单向阀(3、4)流出,回位弹簧(7、8)推动活塞(5、6)回位,摩擦片(9、10)分离,前进、倒退挡齿轮11、12与进退轴13分离。

2.故障排查实例

(1)故障现象

1台累计工作2205h的XG530DT2型叉车,作业中出现从前进挡切换到后退挡时起步缓慢,起步后出现较大的冲击,初步判断是变速液压系统存在故障。

1、2.离合器缸3、4.单向阀5、6.活塞7、8.回位弹簧9、10.摩擦片11.前进挡齿轮12.倒退挡齿轮13.进退轴

(2)原因分析

造成从前进挡切换到后退挡时起步缓慢且有较大冲击,原因可能有以下5种:一是主调压阀卡滞,造成变速系统压力过高;二是缓冲阀卡滞,起不到液压缓冲作用;三是换挡离合器内活塞回位弹簧过软;四是换挡离合器缸与活塞密封环卡滞。五是换挡离合器内单向阀卡滞。

挂前进挡时行走正常,说明主调压阀、微动阀、缓冲阀等都正常,故障只与变速离合器有关。

(3)故障排查

首先,将压力表接在变速泵出口的油路上,在空挡、前进挡、倒退挡时,测量变速液压控制系统主油路压力为1.1～1.4 MPa,压力在正常范围内。由此说明主调压阀无卡滞现象。

其次,将压力表接在前进挡离合器缸油路上,测量前进挡离合器缸工作压力,此时发现从前进挡切换到后退挡时压力下降时间约为1min,降压时间明显缓慢。

再次,将压力表接在后退挡离合器缸油路上,检测从后退挡切换到前进挡时压力下降时间仅几秒,明显短于前进挡换挡的降压时间。

然后,将前进后退挡离合器拆开,发现前进挡离合器活塞上的单向阀卡死无法打开。

最后,更换前进挡活塞上的单向阀,将组装好的前进后退挡离合器重新装入变速器后试机,叉车行驶正常。