自動變速器油冷卻器對本體熱平衡影響研究

張凱，王君，尹東升，楊超，楊金民

?

自動變速器油冷卻器對本體熱平衡影響研究

張凱，王君，尹東升，楊超，楊金民

（哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

自動變速器的熱平衡能力在自動變速器設計及開發過程中是一個非常重要的測試參數。熱平衡能力的好壞直接關系到變速器整體性能，而且對自動變速器的傳動效率有很大影響。所以，如何有效控制自動變速器的熱平衡能力而經過大量的試驗研究證明，自動變速器熱平衡能力與自動變速器進冷卻器流量計自動變速器主潤滑油壓力存在一定關系。通過對進入散熱器流量計主潤滑油壓力的控制可以對自動變速器的熱平衡能力進行精確控制，對提高變速器的工作能力具有很大指導性意義。

自動變速器；主潤滑壓力；散熱性能；測試

1 引言

隨著汽車行業的發展，人們生活水平的提高，汽車已經成為人們生活不可缺少的一部分。搭載自動變速器的汽車更受大眾所青睞，為此大部分汽車廠家也加大了對自動變速器的研發。自動變速器在工作過程中熱平衡能力是設計變速器是一個非常重要的指標，自動變速器本體熱平衡能力是評價一款變速器好壞的重要指標。在正常的設計和測試過程中認為變速器熱平衡能力與散熱器大小及整機傳動能力有關。所以，在控制變速器熱平衡時一般也從這兩個方面入手。但是隨著對自動變速器研究的深入和試驗的細化，發現自動變速器的熱平衡能力與進散熱器的流量以及主潤滑壓力有密切的關系，通過對其二者的控制可以達到精確控制自動變速器熱平衡的目的，這在自動變速器逆向開發及方案優化方面有者重要的意義。

2 本文的研究意義和內容

2.1 本文的研究意義

在進行逆向開發對標樣機熱平衡能力驗證時，通常處于A樣機驗證階段，此時如果對散熱器大小進行改造，可能受到整車大小的限制而無法修改。這樣一般會選擇對主潤滑油壓力和進散熱器流量，在一定范圍內控制自動變速器熱平衡能力。對自動變速器主潤滑油壓力的測試方式一般通過將預留在自動變速器殼體上的壓力測點，將主潤滑油的壓力通過壓力傳感器進行測試。而進行自動變速器散熱性能測試時，一般通過自動變速器內置溫度傳感器和自動變速器進出散熱器流量兩個參數進行評價，溫度傳感器通過改造螺栓工裝固定在自動變速器油溫傳感器上。自動變速器進出散熱器流量則需要將流量傳感器串接到自動變速器與散熱器回路中。并在進入流量計之前加裝溫度傳感器和壓力傳感器測點。以便對自動變速器整機散熱性能進行測試。

圖1 變速器油溫傳感器溫度

圖2 ATF油流量

圖3 變速器進油口壓力、溫度

2.2 本文的主要研究內容

在設計自動變速器熱平衡能力目標值時，通常需要進行對標樣機在不同工況下的測試，通過溫度傳感器測量讀書大致確認自動變速器熱平衡目標值。而此目標值通常使用自動變速器油溫傳感器處溫度來代表。

由于設計自動變速器熱平衡能力的目標值應為變速器工作狀態的極限工況。故在整車試驗時，環境溫度設定為35℃，用以模擬高溫情況。車輛運轉狀態大致分為6個工況狀態，分別為高速工況、爬坡工況、堵車工況、D檔怠速工況（分為開空調和關空調）、N檔怠速工況（分為開空調和關空調）以及R檔怠速工況（分為開空調和關空調）。

高速工況：車速定義為最高車速90%；檔位為D檔；底盤測功機坡度為0%；整車空調狀態為AC開、風量最大。

爬坡工況：車速為30km/h；檔位D檔；底盤測功機坡度為7.33%；整車空調狀態為AC開、風量最大。

堵車工況：車速按照圖4所示；檔位為D檔；底盤測功機坡度為0%；整車空調狀態為AC開、風量最大。

圖4 堵車工況車速對應油門踏板曲線圖

按照以上工況對對標樣機進行熱平衡能力測試，采集其自動變速器油溫傳感器位置溫度、自動變速器主潤滑壓力以及進入散熱器流量，作為目標值后通過對的自行研制的A樣機的主潤滑油壓力機進入散熱器的流量進行控制來達到控制整機熱平衡能力的目的。

3 整機熱平衡能力影響因素研究

3.1 對標樣機整機熱平衡能力

按照試驗工況對標樣機進行6個工況的熱平衡能力測試，在測試過程中由于是模擬極限工況。所以，需要對整車多種性能指標進行監控，如發動機轉速、發動機機油溫度、發動機冷卻液溫度、發動機進氣壓力及流量、變速器表面溫度、變速器本體溫度及壓力等。在各參數均在正常范圍內的情況下，認為試驗數據具有較高的有效性，測試熱平衡能力如圖5所示。在堵車工況下自動變速器發熱量最大，油溫可達111.9℃。而在N檔怠速時，其發熱量最小為76.3℃。

圖5 對標樣機油溫傳感器溫度曲線

對標樣機的主油壓力及流量如圖6和圖7所示，僅在高速工況壓力較高，在其他工況主壓力和流量較為穩定。

3.2 A樣機未優化狀態整機熱平衡能力

按照對標機相同工況對A樣機進行測試，如圖8所示，A樣機除R檔怠速關空調工況與對標機熱平衡能力相當為，其他所有工況均高于對標樣機，而且在爬坡工況下升高10%。

圖8 A樣機與對標機熱平衡能力對比曲線

圖9 A樣機與對標機熱平衡能力對比曲線

圖10 A樣機與對標機熱平衡能力對比曲線

與對標機相比，A樣機的主油壓力和ATF油流量存在很大差別，尤其是在爬坡工況和D檔怠速工況下，雖然ATF油流量高于對標機流量。但是，熱平衡能力卻低于對標機。經過對A樣機本體分析，確定在爬坡工況下。由于車速較低30km/h，變速器一直處于滑磨狀態。而A樣機的液力變矩器容量比對標機容量小。在滑磨狀態下產熱量比對標機大，屬正常現象。而其他工況下熱平衡能力較差的則通過TCU調整主潤滑壓力和ATF油流量，使主潤滑壓力跟隨輸出扭矩變化。修改后變速器熱平衡能力得到改善。

3.3 調整主潤滑油壓力和ATF油流量測試

對A樣機調整主潤滑油壓力和ATF油流量后測試數據如圖11所示。通過對主潤滑油壓力和ATF有流量的調整，A樣機的熱平衡性能基本趨近于對標機的熱平衡能力，相差較大高速工況和爬坡工況溫度差異也在5%以內。通過分析此部分差異在于A樣機本體液力變矩器容量小于對標機。所以，產熱量較高。

圖11 A樣機調整壓力也流量與對標機對比曲線

4 總結與展望

4.1 總結

本文提出通過調整自動變速器主潤滑油壓力和進入散熱器流量的方法來調整自動變速器的熱平衡能力，此方法在進行自動變速器逆向開發或者開發后期排故時可以起到很大作用，因為此階段變速器散熱器大小、形狀位置已經基本固定。無法通過修改散熱器達到提高變速器熱平衡能力的效果。而通過修改TCU的標定參數，在不影響自動變速器性能的情況下。通過調整主潤滑油壓力和流量的方式來控制自動變速器熱平衡性能，是一種簡單。高效的方法

[1] 郭立書.汽車自動變速控制系統的發展[G].公路交通科技.2003（12）.

[2] 趙海波.汽車自動變速器構造與維修[G].機械工業出版.2010（2）.

[3] 陳天民.自動變速器動力流分析大全[G].中國電力出版.2008（3）.

The automatic gearbox oil water cooler studies to the essence hot balance influence

Zhang Kai, Wang Jun, Yin Dongsheng, Yang Chao, Yang Jinmin

（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

The hot and equilibrium ability of the automatic gearbox is a count for much test parameter in the automatic gearbox design and the development process.The quality of[with] hot and equilibrium ability relates to to the gearbox whole function directly, and spreads to move an efficiency to have to the automatic gearbox to influence very greatly.So, how control the hot and equilibrium ability of the automatic gearbox effectively but through a great deal of on trial research certificate, automatic gearbox the hot and equilibrium ability and automatic gearbox enter main lubricant pressure of the water cooler flowmeter auto gearbox to exist a certain relation.Pass to carry on the precision control towards entering to spread main lubricant pressure of hot machine flowmeter of control can to the hot and equilibrium ability of the automatic gearbox, guide sex meaning towards improving the work ability of the gearbox to have very greatly.

automatic gearbox; The lord lubricates pressure; Spread hot function; test

A

1671-7988(2018)22-54-03

U463.2

A

1671-7988(2018)22-54-03

U463.2

張凱，就職于哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.018