大功率自动液力变速器某档位液压系统的仿真研究.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ NO ． 0 1 ． 2 0 1 6 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ． 2 0 1 6 ． 0 1 ． 0 0 7 大功率 自动液力变速器某档位液压系统的仿真研究 刘 娜 ， 吴怀超 ， 管琪明 ， 李 国桥 ， 龙运祥 1 ． 贵州大学 机械工程学院 ， 贵州 贵阳5 5 0 0 2 5 ；2 ． 贵州凯星液力传动机械有限公 司， 贵州 遵义5 6 3 0 0 3 摘 要 为提高国产大功率 自动液力变速器的换挡品质， 在对某液力 自动变速器液压系统工作原理、 工作特性的分析基础上， 建立其中 一 档位A ME S i m仿真模型， 研究了主油压、 蓄能器等因素对换挡品质的影响。根据仿真结果可以看出， 在换挡电磁阀油路中加入蓄能 器可以提高换挡品质 ， 增加换挡的平顺性。 关键词 自动液力变速器； 换挡电磁阀； 换挡品质； AME S i m 中文图类号 T H1 3 7 ． 5 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 6 0 1 0 0 2 9 0 2 S i mu l a t i o n S t ud y o n a Ge a r Hyd r a u l i c S y s t e m o f Hi g h． Po we r Au t o ma t i c T r a n s mi s s i o n L I UNa ， WU Hu a i - c h a o ， GU A N Qi - mi n g 。 ， L I G u o q i a o ， L O N G Y u n - x i a n g 2 1 ． S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ， Gu i z h o u Un i v e r s i t y , Gu i y a n g 5 5 0 0 2 5 ， Ch i n a ； 2 ． G u i z h o u Wi n s t a r H y d r a u l i c T r a n s mi s s i o n Ma c h i n e r y Co ． ， L t d ． ， Z u n y i 5 6 3 0 0 3 ， C h i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o i mp r o v e t h e q u a l i t y o f t h e d o me s t i c h i g h p o we r a u t o ma t i c h y d r a u l i c t r a n s mi s s i o n s h i ft ， b a s e d o n t h e b a s i c p r i n c i p l e o f t h e h y dra u l i c a u t o ma t i c t r a n s mi s s i o n a n d wo r k i n g c h a r a c t e r i s t i c ， On e g e ar AMES i m s i mu l a t i o n mo d e l wa s s e t u p ， f u r t h e r mo r e ， t h e f a c t o r s wh i c h i n f l u e n c e t h e s h i ft q u a l i ty a r e s t u d i e d ， s u c h a s ma i n o i l p r e s s u r e a n d t h e a c c u mu l a t o r ． T h e s i mu l a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t t h e s h i ft q u a l i t y wa s i mp r o v e d a n d wo r k s mo o t h l y b e c a u s e o f a s o l e n o i d v a l v e wa s a d d e d i n s o l e n o i d v a l v e s y s t e m． Ke y wo r d s a u t o ma t i c h y d r a u l i c t r a n s mi s s i o n ； s o l e n o i d v a l v e ； s h i ft q u a l i ty； AMES i m O 引言 液力 自动变速器是由液力变矩器、 行星齿轮变速 器 、 电液 自动控制系统 三大部分组合而成 的_ 1 。其 中换 挡控制是 自动 液力变速器控制 的关键 内容之一 ， 换挡 品质是换挡控制研究 的重点 1 。目前 ， 国产 自动液力变 速器的性 能远 不如进 口自动液力变速器 ， 其关键原 因 是国产 自动液力变速器处于换档等操作过程中， 时常 有冲击和振动现象发生 ， 从而严重影响变速器的整体 性能。为此 ， 换挡品质的研究显得更加重要 ， 目的就是 减少换挡冲击 ， 提高车辆的的乘坐舒适性适性和使用 寿命 1 。文 中对某型 自动液力变速器 的其 中一档液压 油路进行仿真研究， 以提高换挡品质为主要 目的， 为液 力 自动变速器换挡油路设计提供参考。 1 液压系统工作原理 液力 自动变速器某档位液压系统如图 1 所示 ， 液压 油是通过发动机带动主油泵提供的， 其流动贯穿了整 个液压系统 。液压油从油箱被 吸上来通过主滤芯到达 主调压阀， 当液压油压力超过一定的值时， 多余的油液 收稿 日期 2 0 1 5 0 6 1 8 基金项目 贵州省科技重大专项 黔科合重大专项字 2 0 1 3 6 o 1 5 作者简 介 刘娜 1 9 8 9 一 ， 女 ， 河南省商 丘人 ， 硕士研究 生 ， 主要从 事大功 率 自动液力 变速 器产品的研发工作 。 通过溢 流阀 回到油箱 ， 经主调压阀调节后 的油路分为 两路 其中一路经主调压阀提供给主控制调压阀， 然后 流向先导阀， 经过先导阀到达换挡阀的上部； 另一路经 主调 压阀后直接提供给换挡 阀 ， 通过换挡阀提供给离 合器 。由图 1 也可看出换挡阀主要包含两条油路 一条 连通油箱和离合器， 一条连通主调压阀和离合器。 图 1 某档位 液压 系统简图 2 液压系统仿真模型 A M E S i m是一款多学科领域的仿真软件， 也是液压 系统仿真的优选平台。在研究这一档位液压系统及换 挡电磁阀工作原理 、 工作特性的基础上， 建立的A M E S i re仿真模 型如 图2 所示 。仿 真中假设液压油为理想 油液 ， 并忽略油液的泄漏 。 2 9 液 压 气 动 与 密 封 ／20 1 6年 第 0 1 期 1 一 液压 油模 型2 一 主控制调压 阀3 一 主调压阀4 一 泵5 一 溢流阀 6 一 电磁先 导阀7 一 蓄能器8 一 换 挡阀 9 一 离合器1 O 一 背压 阀 图 2 液压 系统 的AME S i m仿真模型 3 结果分析 冲击度是评价液力 自动变速器换挡 品质的主要指 标之一 ， 其表示 车辆纵 向加速度对时间的导数 ， 其大 小主要是受离合器油缸 内油压变化曲线影响 ， 所以 仿真过程主要围绕带结合离合器油缸内变化规律进 行。在建立的仿真模型基础上进行仿真实验， 仿真时 间设置为2 s ， 采样时间间隔为 0 ． O 0 1 s 。 3 ． 1 主油压对离合器油压的影响分析 主油压对离合器工作起关键性的作用 ， 为保证离 合器结合与断开平稳可靠 ， 必须提供合理并可靠 的主 油压 。在仿真过程 中设置主油压的变化趋势如图3 所 示， 首先在换挡阀换挡的瞬间提供～个大的油压， 保证 油液迅速充满离合器。之后提供一个小的压力， 用来 实现离合器 的平稳结合 ， 最后 阶段给与正常工作 时的 压力值 ， 保证离合器的安全结合。并将主油压分别设 定2 5 b a r ， 2 1 b a r 、 1 7 b a r ， 其他参数保持不变， 得到离合器 压力曲线如图4 所示 。 5 1 o I 5 20 O 0 ． 5 1 0 1 5 2 0 s t ／ s 图 3 主油压 曲线 图4不 同主油压下离合器的压 力曲线 图4 为不同主油压下离合器的压力曲线， 图3 、 图4 的曲线说明了两点 一， 主油压的变换会引起离合器油 腔压力的变化 ， 且其变化趋势是一致的； 二 ， 主油压设 置为不同值 时 ， 离合器的油压也会根据其设置值相应 的变化 。从而可以采取改变主油压的控制思路来实现 离合器的平稳结合与断开 。提高驾驶员驾驶时的舒适 程度 。 3 0 3 ． 2 蓄能器对离合器油压的影响分析 蓄能器应 用在液压 系统 中能够起 到缓 冲压 力 冲 击 ， 减小流量波动 ， 稳定系统压力的作用 ， 本论文 的研 究对象 中， 同样应用了蓄能器 ， 并且将其加在先导 阀和 换挡 阀油路中 ， 来缓冲压力的波动 ， 使阀芯的换向更加 稳定 ， 保证离合器接合过程中压力的平稳。 为了分析蓄能器对换挡阀的影响， 设置压力曲线 为阶跃的。将仿真模型中的蓄能器去掉， 进行仿真， 得 出了仿真曲线如 图6 所示。 由图5 可 以看出 ， 离合器压力上升到 2 5 b a r 后波动 较少 ， 而 图6的离合器压力 曲线就有着非 常明显 的波 动。由两条曲线对比分析可得 蓄能器的使用对减小 系统 的压力波动有着非常积极 的作用 ， 能够帮助液力 自动变速器更加平稳的换挡 。 2 2 1 1 q 图 5 含有蓄能器的压力 曲线图6 未有蓄能器的压力 曲线 4 结论 本文在分析某 型 自动液力变速器处于某档位液压 系统及先导式换挡 电磁 阀工作原理 的基础上 ， 建立 了 A M E S i m仿真模型， 分析了主油压 、 蓄能器等因素对离 合器油压的影响， 得出以下结论 1 离合器油压随着主油压 的变化而变化 ， 所以应 根据档位调节主油压 。 2 经仿真结果分析 ， 在换挡 电磁 阀油路中加入蓄 能器 ， 可以有效降低压力波动 ， 减小换挡 冲击 ， 提高换 挡品质。 参考文献 【 1 ] 陈宁， 赵丁选， 于微波． 改善动力换挡变速箱换挡品质的研究 叽 机床与液压， 2 0 0 4 ， 1 o 2 9 - 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