【文章內(nèi)容簡介】 計算換擋滑閥作用力，結(jié) 合滑閥 力學特性計算滑閥參數(shù)。 液壓回路建模與仿真分析 在仿真軟件 AMESim 環(huán)境下建立液壓系統(tǒng) 的 仿真模型，并進行仿真 分析，驗證計算的正確性 。 山東科技大學學士學位論文 8 2 AT 變速器 液壓系統(tǒng) 的 方案 設(shè)計 AT 液壓系統(tǒng)設(shè)計要求 AT 的 液壓系統(tǒng)應該實現(xiàn)執(zhí)行元件離合器和制動器的快速平穩(wěn)的結(jié)合和分離，從而順利換擋 ，從而需要換擋操縱系統(tǒng)對其進行控制 。 為實現(xiàn) 換擋操縱系統(tǒng)的 正常 工作， 需要液壓系統(tǒng)提供一定的壓力和流量的液壓油，為了使換擋過程無沖擊，不造成換擋震蕩的感覺，應該控制 電液比例電磁閥控制 油壓的變化， 從而 需要換擋品質(zhì)控制系統(tǒng)對液 壓 油油壓變化進行控制。 在變速箱液壓系統(tǒng)中 變矩器工作時存在功率損失 ,產(chǎn)生熱量 ， 必須對變矩器的工作液體進行強制冷卻 ， 使一定流量的油經(jīng)散熱器來散熱 ， 使變矩器工作油的溫度保持在正常范圍 ， 同時要保證一定的供油壓力 ， 以防止變矩器產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。 而且在液壓系統(tǒng)中存在各 種壓力損失（如溢流、減壓等）產(chǎn)生的能量大多轉(zhuǎn)化成熱量，造成溫升， 所以液壓系統(tǒng)需要冷卻系統(tǒng)對液壓油進行冷卻 ； 在變速器中運動零件之間會存在摩擦，為了減小摩擦阻力及平順工作，液壓油需要使其得到 足夠的潤滑用油和良好的潤滑 。 液壓系統(tǒng)各部分的工作都需要一定壓力和流量的 液壓油。為 防止變矩器失速時產(chǎn)生氣蝕 ，提供油液將 變矩器充滿；為執(zhí)行元件傳遞扭矩， 向 執(zhí)行元件 摩擦結(jié)合元件提供壓力油 ， 壓緊摩擦片 ， 在穩(wěn)定工況下 ， 保證結(jié)合元件處于接合狀態(tài)不打滑 ；為保證足夠的潤滑，需 提供變速器壓力潤滑用油 ， 供給調(diào)壓閥和電磁閥等控制系統(tǒng)用油 ，補充 液壓件密封處的泄漏 等都需要液壓油 。 所以液壓系統(tǒng)需要一個 供油調(diào)壓和流量控制系統(tǒng) 。 山東科技大學學士學位論文 9 圖 AT 換擋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 圖 由上述對 AT 自動變速器 液壓系統(tǒng) 的 要求 分析，自動變速器的液壓操縱系統(tǒng)的 基本組成和功能可以分為 以下四個部分 ： 供油調(diào)壓和流量控制系統(tǒng) 提供 足夠 壓力 和流量的液壓油， 保證 向 變矩器供油 ，向整個液壓 操縱控制系統(tǒng)提供 液壓油，按照需要要求 調(diào)節(jié)壓力和流量。 換檔操縱系統(tǒng) 能夠 保證正確地操縱控制結(jié)合元件的結(jié)合和分離 ， 以實現(xiàn)換檔。 換檔品質(zhì)控制系統(tǒng) 能夠控 制結(jié)合元件的正常分離合接合，控制結(jié)合元件在分離和接合時的油壓 特性 ，達到迅速平穩(wěn) 換檔 的目的 。 微機 主供油路（液壓泵 ， 調(diào)壓閥 ，溢流閥 ） 潤滑冷卻 系統(tǒng) 換擋品質(zhì) （蓄能器 壓力調(diào)節(jié)閥 ） 執(zhí)行元件 （離合器 制動器） 節(jié)氣門開度傳感器 車速 傳感器 其他 傳感器 各種 控制開關(guān) 換擋 滑閥 變矩 器 山東科技大學學士學位論文 10 液力變矩器供油和冷卻潤滑系統(tǒng) 液力變矩器供油和閉鎖控制系統(tǒng)保證向變矩器供油 ， 保持足夠的油壓 ，以完成 傳遞動力的功能。 冷卻潤滑系統(tǒng) 的功能是 消散自動變速器產(chǎn)生的熱量，保證 整個自動變速器系 統(tǒng)在正常合理的工作油溫范圍內(nèi)。保證變速器所中的 運動零件能夠得到足夠的潤滑用油和良好的潤滑。 供油調(diào)壓和流量控制系統(tǒng) 自動變速器主油路 的 供油調(diào)壓和流量控制系統(tǒng)由液壓 泵和主油路調(diào)壓系統(tǒng)兩部分組成 ，其作用 是根據(jù)各種工況為變速器整個液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力和流 量的液壓油。液壓泵作為動力源向變速器液壓系統(tǒng)提供液壓油。為了保證液壓 泵的供油壓力和流量能滿足換檔操縱系統(tǒng)、變矩器和潤滑系統(tǒng)等系統(tǒng)的工作要求 ,同時為了減少能量損失 ,必須對主油路進行調(diào)壓控制 ,將來自液壓 泵的壓力油經(jīng)過調(diào) 壓裝置變成所需的油壓 ,并對液壓 泵進行流量控制。 供油油壓和流量控制系統(tǒng)由液壓泵、主 壓力調(diào)節(jié) 閥、蓄能減振器，安全閥 等 組 成。主要功用是調(diào)節(jié)主油路的油壓 以及進入冷卻潤滑系和變矩器的流量。液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件。主壓力調(diào)節(jié)閥起到調(diào)節(jié)壓力作用， 同時控制進入冷卻潤滑系 和變矩器的流量，實現(xiàn) 冷卻 的作用。當系統(tǒng)壓力過高或液壓 泵 流量過大時，油液經(jīng)過安全閥 回到油底殼，從而起到了穩(wěn)定壓力的作用 。在主油路設(shè)置 蓄能減振器 ，吸收主油路的壓力沖擊，盡量避免油路壓力的振蕩。 （ 1） 調(diào)壓控制 變速器執(zhí)行 元件 （ 離合器或制動器 ） 所需傳遞的扭 矩隨著油門開度的 改變和汽車運行工況的變化而發(fā)生變化。 油門開度增大 ， 則發(fā)動機輸出扭矩增大 [8]； 變矩器變矩比大時 ， 渦輪輸出轉(zhuǎn)矩大 ，要求結(jié)合元件傳遞扭矩增大。山東科技大學學士學位論文 11 執(zhí)行 元件傳遞扭矩的大小 與 油壓成 一定 比例 。 因此 ， 要求油壓隨之變化 ， 以達到節(jié)能和改善性能的效果。隨著發(fā)動機油門增大 ， 發(fā)動機提供的轉(zhuǎn)矩增大 ，主油路壓力也相應增大。 （ 2） 液壓泵流量控制 汽車行駛過程中， 發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化范圍很大 ,最低轉(zhuǎn)速僅 600r/min 左右而最高轉(zhuǎn)速為 7000r/min 左右 [9]。液壓 泵由發(fā)動機直接驅(qū)動 ， 采用定量泵流量變化就很大。而設(shè)計時為了保證 低速下能正常工作 ，液壓 泵參數(shù)按低速確定。高速時流量必然大大過剩 ， 高速時輸出的流量甚至是變速器所需流量的510 倍 ， 造成能耗增大并使系統(tǒng)發(fā)熱 ， 采用變量泵就可克服這一弊端。通過流量控制 ，使發(fā)動機在高速時液壓 泵流量不增大 。下圖為該系統(tǒng)回路圖。 濾清器液壓泵手 動 閥電 磁 比例 調(diào) 壓閥主調(diào)壓閥溢流閥 圖 供油調(diào)壓系統(tǒng) 換擋操縱液壓系統(tǒng) 自動變速器的擋位切換是通過油壓操縱執(zhí)行 元件的接合或分離來實現(xiàn)的 ，由液壓 泵提供壓力油 ，操縱換檔閥來控制執(zhí)行 元件的接合或分離實現(xiàn)換檔 [10]。 微機接受電信號信息， 經(jīng)過分析做出 決 定選擇檔位 ，發(fā)出指令來控制操縱換檔電磁閥進行換檔則是自動換檔。 目前自動變速器都必須具有自動換檔和人工換檔兩種功能 ， 以滿足汽車各種復雜工況的使用要求。但在自動換山東科技大學學士學位論文 12 檔和人工換檔使用方式上有所不同。對自動變速器而言 ， 通過人工換檔對自動換檔進行干預使得換檔能更符合要求。人工干預主要體現(xiàn)在桿位上 ， 在不同的桿位下檔位的范圍是不同的 [11]。 換擋操縱系統(tǒng)由比例電磁閥，換擋滑閥，蓄能器組成。主油路壓力大于電磁閥最大控制壓力，因此在主油路和電磁閥控制油路之間設(shè)計一個比例電磁閥 保 證油路的正常工作。在 ECU對車速，工況，節(jié)氣門開 度等進行信息采集處理后，對比例電磁閥 進行控制，比例電磁閥 接收到信號后，對液壓油的壓力和流量進行控制；同時 ECU對換擋電磁閥也進行控制，控制換擋閥的通斷，從而決定執(zhí)行元件的工作，達到換擋的目的。蓄能器起到吸收液壓沖擊，避免油路壓力震蕩，同時提供一部分液壓油的作用。 換擋品質(zhì)控制系統(tǒng) 自動變速器是用液壓操縱執(zhí)行元件的接合或 分離來實現(xiàn)換檔的 ， 換 檔過程實際上是執(zhí)行元件的分離或 接合的轉(zhuǎn)換過程。由于有級檔位變化存在速比差 ， 傳動系統(tǒng)運動狀況發(fā)生突變 ， 結(jié)合元件分離和接合交替過程搭接不當 ，以及執(zhí)行 元件的摩擦結(jié)合力矩變化都會引 起沖擊和使人不舒服的感覺。 結(jié)合元件的接合過程 ,首先是油泵提供壓力油 ， 將結(jié)合元件管路和油缸充 滿油 ， 推動活塞壓向摩擦片 ， 消除摩擦片之間的間隙 ， 把它壓緊 ， 然后油壓升高。換檔時結(jié)合元件傳遞的力矩如（ ）所示。 NPART mc ?? () 式中 ， cT 為結(jié)合元件傳遞的扭矩； ? 為摩擦系數(shù)； A 為結(jié)合元件油缸作用面積； mR 為摩擦片平均作用半徑； N 為摩擦片的片 數(shù)； P 結(jié)合元件油缸的油壓。 此轉(zhuǎn)矩作用于汽車傳動系上 ， 引起沖擊和振動等 ， 自動變速器換檔過程結(jié)合元件摩擦力矩的變化對換檔品質(zhì)有很大影響 。 結(jié)合元件摩擦力矩表達式山東科技大學學士學位論文 13 中 A， mR 和 N 取決于結(jié)構(gòu)參數(shù) ， 對某一來說是設(shè)計取定的不變的常數(shù)。因此 ， 具體變速器的換檔沖擊度與油壓變化率和摩擦系數(shù)變化率有關(guān) ， 由于摩擦系數(shù)取決于摩擦材料和潤滑油 ， 在設(shè)計時 ， 要充分考慮摩擦材料和潤滑油的選取 ， 當這二者選定后 ， 摩擦系數(shù)變化規(guī)律是無法控制的 ， 而且影響程度不如油壓變化 ，因此的換檔品質(zhì)控制主要是通過 控制油壓變化。 下表為各檔位執(zhí)行元件關(guān)系表 。 表 擋位對照表 執(zhí)行 機構(gòu) 檔位 離合器 制動器 單向離合器 C1 C2 C3 B1 B2 F1 1 ? ? 2 ? ? 3 ? ? 4 ? ? 5 ? ? 6 ? ? R ? ? 換擋品質(zhì)控制方式中 電子控制的調(diào)壓系統(tǒng)主要有兩種系統(tǒng) : 1） 控制儲能器背壓的結(jié)合元件電子油壓控制系統(tǒng)是常用的換擋油壓控制系統(tǒng)， 這種油壓控制系統(tǒng)結(jié)合元件油缸和儲能器相連 ， 其油壓受儲能器調(diào)節(jié) ， 而儲能器油壓由儲能器背面油壓所確定 ， 通過電液比例閥控制儲能器背壓 ，從而 控制調(diào)節(jié)結(jié)合元件油壓 。該系統(tǒng)控制較精確，但太復雜，元部件太多，維修不方便。2）電液比例調(diào)壓閥控制結(jié)合元件油壓控制系統(tǒng)， 用電液比例閥來精確的控制結(jié)合元件的分離和接合時油壓變化 。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單 ，元部件也較少。所以采用電液比例調(diào)壓閥控制結(jié)合元件油壓控制系統(tǒng)，控制了油壓的變化，減山東科技大學學士學位論文 14 小換擋沖擊。 冷卻和潤滑系統(tǒng) 冷卻潤滑系統(tǒng)由冷卻器、單向閥等組成。冷卻潤滑系統(tǒng)負責 對 齒輪 組進行 潤滑 [12]。油液經(jīng)過冷 卻器后進入到冷卻潤滑支路中， 管路到達軸承位置，通過節(jié)流孔流至潤滑部位。當冷卻系壓力突然 增大 時，大部分油液經(jīng)過安全閥直接進入冷卻潤滑系，盡量減小對冷卻器的壓力沖擊，延長使用壽命 。 冷 卻 潤 滑系 統(tǒng)變 矩 器主油壓冷 卻 器 圖 冷卻潤滑系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)原理圖 AT 液壓系統(tǒng)的回路設(shè)計如圖 所示 ，液壓泵作為動力元件為系統(tǒng)提供足夠流量和壓力的液壓油；一部分液壓油通過主調(diào)節(jié)閥流向變矩器和冷卻潤滑系統(tǒng)；一部分流向液壓換擋操縱控制系統(tǒng)。 ECU通過對車速，節(jié)氣門，工況等信號進行采集分析對比例電磁閥進行控制，比例電磁閥根據(jù)接受到的電信號對液壓的油壓和流量進行控制，同時換擋滑閥也接受到信 號，根據(jù)信號要求換擋滑閥進行通斷實現(xiàn)對執(zhí)行機構(gòu)的控制，從而達到換擋的目的。 該液壓系統(tǒng)能夠提供足夠的壓力和流量的液壓油，能夠保證正確的操縱結(jié)合元件的結(jié)合和分離，實現(xiàn)換擋。能夠控制正在分離的結(jié)合元件和正在接合的結(jié)合元件之間的轉(zhuǎn)換搭接，實現(xiàn)迅速平穩(wěn)的換擋。能夠保證向變矩器提供足夠的液壓油，能夠保證變速器所用運動零件得到足夠的潤滑用油和良好山東科技大學學士學位論文 15 的潤滑。該液壓系統(tǒng)采用簡單的換擋 油壓控制系統(tǒng)，在保證技術(shù)過關(guān)的前提下，降低成本，減少元部件的實用，降低維修費用。 C 1C 2 C 3 B 1B 2F 1滑閥濾清器冷 卻 潤滑 系 統(tǒng)變 矩器手 動閥P RN D主調(diào)壓閥安全閥變 矩器 調(diào)壓 閥電液比例調(diào)壓閥電液比例調(diào)壓閥溢流閥圖 液壓系統(tǒng)原理圖 本章小結(jié) 本章 通過對 AT 液壓系統(tǒng)的分析 以及設(shè)計要求，自動變速器的液壓操縱系統(tǒng)的基本組成和功能 分為 供油調(diào)壓和流量控制系統(tǒng)、換擋操縱液壓系統(tǒng)、換擋品質(zhì)控制系統(tǒng)、 液力變矩器供油和閉鎖離合器控制系統(tǒng)和冷卻潤滑系統(tǒng)四個部分 。并且對四個部分進行設(shè)計，繪制出各部分的回路圖。最后通過各部分之間的聯(lián)系對整個液壓系統(tǒng)進行分析，繪制出整個液壓系統(tǒng)的原理圖。 山東科技大學學士學位論文 16 3 液壓系統(tǒng)元部件的 參數(shù)計算 和 選型 換擋執(zhí)行元件濕式離合器 濕式換擋離合器各擋位壓緊力計算 濕式換擋離合器是一種 用液壓 油為冷卻介 質(zhì)的 離 合器形式 ，其在 綜合傳動裝置 中被 廣泛 使用 。 其 工作特性好的摩擦片具有動力傳遞平滑柔和 ， 故障率低 ， 使用壽命長 ， 換擋工作平順和防止傳動系過載 ， 能夠保證車輛 平穩(wěn) 起步的特點 。 根據(jù)選用 volvo s601 t3 車型的參數(shù)，發(fā)動機最大扭矩為 250Nm，各檔位傳動比為 表 各擋位傳動比 擋位 1 2 3 4 5 6 R 傳動比 1）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)對濕式換擋離合器進行計算。根據(jù)文獻采用的摩擦片內(nèi)徑為 D=250mm， 摩擦片外 徑 D確定后，摩擦片內(nèi)徑 d可根據(jù) d/D在 ～ 之間來確定。取 c= d/D = ， d = = ? 250 = 155 mm ， 取 d = 150 mm。 濕式多片摩擦離合器的摩擦轉(zhuǎn)矩與摩擦副數(shù)、摩擦系數(shù)、壓緊力和作用半徑有關(guān) [13]。 其關(guān)系式如（ ）所示。 39。