液压系统设计如何保证换档平顺性所属类目:用车技巧 - 发布时间:2017-05-29
自动变速器的换档平顺性能直接影响汽车的驾乘舒适性,自动变速器换档平顺性设计贯穿整个变速器设计,从齿轮传动设计、单向离合器加装、液压控制系统和电子控制系统的设计。
一 加装单向离合器可以简化液压系统的设计,提高换档平顺性 因为单向离合器依据受力的变化能自动的锁止和解锁,采用单向离合器在某个档位时锁止,而换入一下档位时自动解锁的设计,即可以简化液压系统的设计,也可以提高换档平顺性。辛普森式行星齿轮机构在此可以说是经典,它设计了三个单向离合器,保证了1-2档之间、2-3档之间和3-4档之间换档的平顺进行。
丰田A140、340自动变速器采用辛普森式行星齿轮变速机构
单向离合器自动的锁止和解锁可以提高换档平顺性,但是当它锁止是所负责的档位不具备发动机制动作用,试想当驾驶员正以高速行驶时,当路况变化时,驾驶员意图通过松开油门踏板,利用发动机转速下降控制车速下降时,因为单向离合器的参与而不具备发动机制动作用,而不能实现这一功能。 所以单向离合器使得变速机构的设计变的复杂,现在自动变速器的设计思路越来越少的采用单向离合器,利用换档时精确的油压控制、时间控制和负荷控制来保证换档平顺性能。
二 设计时考虑变速机构换档时切换的离合器或制动器数量 现在四速自动变速器,多采用两个行星排,第个档位由两个执行元件工作(离合器接合或制动器制动)。换入下一个档位时,这两个执行元件之一分离或解除制动,同时第三个执行元件参于工作。第次换档过程只涉及两个执行元个的切换过程。如此设计目的有两个:一是提高传动效率,二是提高换档平顺性。因为换档时涉及的执行元件越少,换档效率和平顺性越好。ZF最新九速自动变速器采用四个行星排,只有六个执行元件即可实现九个档位的变换,第一档位有三个执行元件工作,但是每次换档过程,也只有两个元件交替工作。
ZF九速自动变速器动力传递路线图
ZF九速自动变速器档位执行元件工作表
三 离合器和制动器摩擦材料的性能影响换档工顺性 很多人对此不理解,实现上摩擦片和钢片在接合过程中,摩擦片的摩擦系数随着接合油压的增大而变化。这就是为什么更换非原厂摩擦片后造成换档冲击的原因。
四 节流球阀控制离合器和制动器液压缸充油速度,减少换档冲击
自动变速器阀体内的钢球或者塑料球
在自动变速器阀体内,设有许多钢球或者塑料球,这种铜球或塑料球作用有两种:一种用于控制离合器或制动器液压缸的充油速度,即控制离合器或制动器摩擦片接合时间,从而改善换档性能。另一种用于钢球处于一个三通的位置,封闭一条油路,让开其它两条油路。
控制离合器或制动器液压缸的充油速度的钢球或塑料球原理
控制离合器或制动器液压缸的充油速度的钢球或塑料球位于换档阀与执行元件液压缸之间,在上下阀体之间的阀板上有小大两个通油孔。当离合器或制动器需要工作时,来自换档阀的控制油压使塑料球封住隔板上较大的孔,迫使油液经较小的油孔进入离合器或制动器的液压缸,使离合器或制动器接合速度变慢,防止换档时离合器、制动器结合过猛产生的换档冲击。 离合器或制动器需要退出工作时,离合器或制动器液压缸内液压油通过隔板上的两个油孔流回换档阀,经换档阀流回油底壳。
五 蓄压器控制离合器和制动器液压缸充油速度,减少换档冲击 蓄压器与离合器式制动器的液压缸并连,延长了离合器或制动器内液压缸的充油时间,使磨擦片接合柔合,从而减小了换档冲击。
自动变速器蓄压器结构图
自动变速器蓄压器原理图
六 换档时间的监测与换档油压的修正调节提高换档平顺性 实现换档时间的监测由两个转速传感器实现:涡轮转速传感器和车速传感器。涡轮驱动变速器输入轴,涡轮转速传感器监测的即是输入轴转速;车速传感器监测的是输出轴转速。当变速器固定在某个档位时,输入轴与输出轴转速的比值(即传动比)是一个固定的数值。当变速器由一个档位升降至另一个档位时,传动比会在换档期间瞬时变化。电子控制单元监测转速变化,计算速比变化可以监测换档时间及换档过程。 依据换档时间来修正换档期间油压,需要采用线性电磁阀,即电磁阀对油压的调节可以在0至最高之间变化。别克自动变速器采用了传统两个开关式换档电磁阀控制换档阀动作,而采用线性的主油压调节电磁阀来及时的修正换档时的主油压力。有些自动变速器设有几个开关式换档电磁阀,几个线性的换档平顺电磁阀。而有些自动变速器直接采用线性的换档电磁阀控制换档过程。
七 换档期间的发动机扭矩控制提高换档平顺性 换档期间发动机控制单元通过降低发动机扭矩来提高换档平顺性、减少换档冲击:减少喷油;推迟点火;甚至通过电子节气门直接减小节气门开度。
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