自動變速箱操縱裝置液壓試驗臺設計

冉廣軍，趙玥

（陜西法士特齒輪有限公司汽車傳動工程研究院，陜西 西安 710119）

引言

操縱裝置是自動變速箱進行選、換擋的執行機構，也是自動變速箱中一個關鍵部件，其性能和工作狀態直接關系到變速箱的功能性和可靠性，并直接影響行車過程中的安全，希望其可靠性高，壽命久。在對操縱裝置所做的壽命試驗過程中，我們要求試驗臺不能只是簡單的做重復的自動掛檔摘檔動作，而是希望該試驗臺：一方面在自動掛檔摘擋過程中，能夠完全模擬受力與位移的變化，另一方面還要便于操作人員對操縱裝置進行檢測和調整。

1 操縱裝置液壓試驗臺的功能

操縱裝置液壓試驗臺主要由液壓站部分和電控部分組成，如圖所示。液壓站部分主要的執行機構是一根伺服油缸20，該伺服油缸20 一端與被測操縱裝置聯接，能夠提供給被測操縱裝置在掛檔行程中所需不同的力，并且伺服油缸20能夠停在任意位置，滿足各種掛檔動作和掛檔行程。同時，伺服油缸20 上安裝有電流式位移傳感器19，能夠實時檢測伺服油缸20 位移的變化，并把位移數據傳遞給控制器15。而液壓站部分中測試閥組上的壓力傳感器16、17 ，能夠檢測伺服油缸20 進油口A、B 的壓力，并把壓力數據傳遞給控制器15。控制器15 與電控部分連接，通過人機交互以及CAN總線通信，對所采集的數據進行分析比較和計算，按照事先設定好的位移與力的參數，把反饋信號傳輸給液壓站部分中電比例換向閥13 上的比例電磁閥Y2，通過控制電比例換向閥13，來控制伺服油缸20 的力與位移，這樣就滿足了操作人員對操縱裝置進行檢測和調整。

2 系統的構成及其原理

圖1

為了實現操縱裝置液壓試驗臺的各項試驗和檢測功能，設計操縱裝置液壓控制系統的工作原理如圖中液壓站部分。該液壓系統由三個子系統組成：液壓動力系統，油源閥組系統，測試閥組系統。

（1）液壓動力系統：該系統主要由電機1 和主泵2 組成，電機1 驅動主泵2，提供液壓動力。在主泵2 吸油口安裝了吸油過濾器3，保護各零件不受雜質的損害。 而主泵2的出油口安裝一個單向閥4，起安全保護作用，只允許液流從一個方向通過。同時該系統中的空氣過濾器5 防止油水混合，液位計6 能夠實時監測油箱21 的液壓油量，而回油過濾器7 能夠過濾掉各閥組運轉過程中磨損產生的雜質，避免二次污染油箱21。

（2）油源閥組系統：該系統主要由電磁換向閥11 和溢流閥12組成，其中配備了壓力表9可以檢測整個系統的壓力，以及蓄能器10，當系統需要時，能將壓縮能轉變成液壓能而釋放出來，重新補供給系統，以保證整個系統的壓力正常。

電磁換向閥11 的開啟和關閉通過電磁閥Y1 的通斷電進行控制，通過電控部分對其傳遞信號。當電磁換向閥Y1 通電時，p 口和t 口導通，液壓油通過回油路進入油箱，此時整個執行機構不工作。當電磁換向閥Y2 失電時，p 口和a 口、t 口和b 口導通，此時液壓油直接通過油源閥組上的油口進 入測試閥組，為測試閥組提供壓力和流量。而和電磁閥組并聯的溢流閥，通過其上彈簧的調節，可以設定溢流壓力，從而限定進入油源閥組的壓力，當壓力超過設定壓力時，溢流閥開啟，將壓力卸掉，保證整個系統的壓力和安全。

（3）測試閥組系統：該系統是整個液壓系統的執行部分，主要由電比例換向閥13 和伺服油缸20 組成。通過油源閥組傳遞過來的液流，進過測試閥塊里的進油通道到達電比例換向閥13 的P 口，根據電比例換向閥13 上的電磁閥Y2接收上的電信號，控制電比例換向閥13 的換向和開口的變化，從而控制伺服油缸20 的運動方向和速度，以及所受到的液壓力。

電比例換向閥13 的電磁閥安裝有電壓式位移傳感器14，能實時檢測電磁閥芯運動的距離，從而檢測電比例換向閥換向距離，這些檢測到的數據又傳輸給控制器15，控制器15完成數據的分析比較和計算，再反過來把所產生的指令繼續發給電磁閥芯Y2，從而更精確的控制電磁閥芯Y2，完成閉環控制。伺服油缸20 是執行機構，一端與被測操縱機構聯接，其上安裝有電流式位移傳感器19，實時檢測伺服油缸20 的位移，從而檢測操縱裝置的掛檔行程，同時這些檢測數據傳輸給控制器15，控制器15 完成數據的分析比較和計算，再反過來把所產生的指令繼續發給電磁閥芯Y2，從而更精確的控制電磁閥芯Y2，提供伺服油缸20 所需的位移，完成閉環控制。測試閥組系統里的測試閥塊上還裝有檢測伺服油缸20的壓力傳感器16、17，這些檢測到的數據也最后傳遞給控制器15，控制器15 完成數據的分析比較和計算，再反過來把所產生的指令繼續發給電磁閥芯Y2，共同完成閉環控制，從而控制電比例換向閥13，提供給伺服油缸所需要的壓力，從而達到所需要的推力，這樣就模擬了操縱裝置在掛檔過程中掛檔力的變化。

3 結論

該套設備已經研制成功，液壓系統也投入正常生產，并能滿足設備的控制要求。事實證明：該液壓回來設計可行，為企業和用戶創造了良好的經濟效益。