自動變速箱操縱裝置隔膜壓力表試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)

摘 要：自動變速箱 AMT，能夠根據(jù)動力傳動系統(tǒng)內(nèi)部和外部的狀態(tài)，以及行駛工況不同，自動選擇合適的傳動速比。它是在現(xiàn)有的機(jī)械式手動變速箱上進(jìn)行改造的，基本保留了原總成零件，只是將原有的手動操縱裝置實(shí)現(xiàn)選、換擋，改成由控制單元 TCU 結(jié)合電動或氣動操縱裝置自動完成選、換擋動作。

引言

操縱裝置是自動變速箱進(jìn)行選、換擋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也是自動變速箱中一個關(guān)鍵部件，其性能和工作狀態(tài)直接關(guān)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(yàn)過程中，我們要求試驗(yàn)臺不能只是簡單的做重復(fù)的自動掛檔摘檔動作，而是希望該試驗(yàn)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(jìn)行檢測和調(diào)整。

1 操縱裝置隔膜壓力表試驗(yàn)臺的功能

操縱裝置隔膜壓力表試驗(yàn)臺主要由隔膜壓力表站部分和電控部分組成，如圖所示。隔膜壓力表站部分主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一根伺服油缸20，該伺服油缸 20 一端與被測操縱裝置聯(lián)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?qū)崟r檢測伺服油缸 20 位移的變化，并把位移數(shù)據(jù)傳遞給控制器 15。而隔膜壓力表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(jìn)油口 A、B 的壓力，并把壓力數(shù)據(jù)傳遞給控制器 15�？刂破� 15 與電控部分連接，通過人機(jī)交互以及 CAN總線通信，對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較和計(jì)算，按照事先設(shè)定好的位移與力的參數(shù)，把反饋信號傳輸給隔膜壓力表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(jìn)行檢測和調(diào)整。

2 系統(tǒng)的構(gòu)成及其原理

為了實(shí)現(xiàn)操縱裝置隔膜壓力表試驗(yàn)臺的各項(xiàng)試驗(yàn)和檢測功能，設(shè)計(jì)操縱裝置隔膜壓力表控制系統(tǒng)的工作原理如圖中隔膜壓力表站部分。該隔膜壓力表系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成：隔膜壓力表動力系統(tǒng)，油源閥組系統(tǒng)，測試閥組系統(tǒng)。

（1）隔膜壓力表動力系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要由電機(jī) 1 和主泵 2 組成，電機(jī) 1 驅(qū)動主泵 2，提供隔膜壓力表動力。在主泵 2 吸油口安裝了吸油過濾器 3，保護(hù)各零件不受雜質(zhì)的損害。 而主泵 2的出油口安裝一個單向閥 4，起安全保護(hù)作用，只允許液流從一個方向通過。同時該系統(tǒng)中的空氣過濾器 5 防止油水混合，液位計(jì) 6 能夠?qū)崟r監(jiān)測油箱 21 的隔膜壓力表油量，而回油過濾器 7 能夠過濾掉各閥組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中磨損產(chǎn)生的雜質(zhì)，避免二次污染油箱 21。

（2）油源閥組系統(tǒng)：該系統(tǒng)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(tǒng)的壓力，以及蓄能器 10，當(dāng)系統(tǒng)需要時，能將壓縮能轉(zhuǎn)變成隔膜壓力表能而釋放出來，重新補(bǔ)供給系統(tǒng)，以保證整個系統(tǒng)的壓力正常。電磁換向閥 11 的開啟和關(guān)閉通過電磁閥 Y1 的通斷電進(jìn)行控制，通過電控部分對其傳遞信號。當(dāng)電磁換向閥 Y1 通電時，p 口和 t 口導(dǎo)通，隔膜壓力表油通過回油路進(jìn)入油箱，此時整個執(zhí)行機(jī)構(gòu)不工作。當(dāng)電磁換向閥 Y2 失電時，p 口和 a 口、t 口和 b 口導(dǎo)通，此時隔膜壓力表油直接通過油源閥組上的油口進(jìn)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(lián)的溢流閥，通過其上彈簧的調(diào)節(jié)，可以設(shè)定溢流壓力，從而限定進(jìn)入油源閥組的壓力，當(dāng)壓力超過設(shè)定壓力時，溢流閥開啟，將壓力卸掉，保證整個系統(tǒng)的壓力和安全。

（3）測試閥組系統(tǒng)：該系統(tǒng)是整個隔膜壓力表系統(tǒng)的執(zhí)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(jìn)過測試閥塊里的進(jìn)油通道到達(dá)電比例換向閥 13 的 P 口，根據(jù)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(yùn)動方向和速度，以及所受到的隔膜壓力表力。

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(shí)時檢測電磁閥芯運(yùn)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(shù)據(jù)又傳輸給控制器 15，控制器 15完成數(shù)據(jù)的分析比較和計(jì)算，再反過來把所產(chǎn)生的指令繼續(xù)發(fā)給電磁閥芯 Y2，從而更精que的控制電磁閥芯 Y2，完成閉環(huán)控制。伺服油缸 20 是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一端與被測操縱機(jī)構(gòu)聯(lián)接，其上安裝有電流式位移傳感器 19，實(shí)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(shù)據(jù)傳輸給控制器 15，控制器 15 完成數(shù)據(jù)的分析比較和計(jì)算，再反過來把所產(chǎn)生的指令繼續(xù)發(fā)給電磁閥芯 Y2，從而更精que的控制電磁閥芯 Y2，提供伺服油缸 20 所需的位移，完成閉環(huán)控制。測試閥組系統(tǒng)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(shù)據(jù)也#后傳遞給控制器 15，控制器 15 完成數(shù)據(jù)的分析比較和計(jì)算，再反過來把所產(chǎn)生的指令繼續(xù)發(fā)給電磁閥芯 Y2，共同完成閉環(huán)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(dá)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(jié)論

該套設(shè)備已經(jīng)研制成功，隔膜壓力表系統(tǒng)也投入正常生產(chǎn)，并能滿足設(shè)備的控制要求。事實(shí)證明：該隔膜壓力表回來設(shè)計(jì)可行，為企業(yè)和用戶創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。