自動(dòng)變速箱操縱裝置隔膜壓力表試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

摘 要：自動(dòng)變速箱 AMT，能夠根據(jù)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部和外部的狀態(tài)，以及行駛工況不同，自動(dòng)選擇合適的傳動(dòng)速比。它是在現(xiàn)有的機(jī)械式手動(dòng)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(dòng)操縱裝置實(shí)現(xiàn)選、換擋，改成由控制單元 TCU 結(jié)合電動(dòng)或氣動(dòng)操縱裝置自動(dòng)完成選、換擋動(dòng)作。

引言

操縱裝置是自動(dòng)變速箱進(jìn)行選、換擋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也是自動(dòng)變速箱中一個(gè)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(chē)過(guò)程中的安全,希望其可靠性高，壽命久。在對(duì)操縱裝置所做的壽命試驗(yàn)過(guò)程中，我們要求試驗(yàn)臺(tái)不能只是簡(jiǎn)單的做重復(fù)的自動(dòng)掛檔摘檔動(dòng)作，而是希望該試驗(yàn)臺(tái)：一方面在自動(dòng)掛檔摘擋過(guò)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(duì)操縱裝置進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整。

1 操縱裝置隔膜壓力表試驗(yàn)臺(tái)的功能

操縱裝置隔膜壓力表試驗(yàn)臺(tái)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(cè)操縱裝置聯(lián)接，能夠提供給被測(cè)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(mǎn)足各種掛檔動(dòng)作和掛檔行程。同時(shí)，伺服油缸 20 上安裝有電流式位移傳感器 19，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)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(cè)試閥組上的壓力傳感器 16、17 ，能夠檢測(cè)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(guò)人機(jī)交互以及 CAN總線通信，對(duì)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(hào)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(guò)控制電比例換向閥 13，來(lái)控制伺服油缸 20 的力與位移，這樣就滿(mǎn)足了操作人員對(duì)操縱裝置進(jìn)行檢測(cè)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(tái)的各項(xiàng)試驗(yàn)和檢測(cè)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(gè)子系統(tǒng)組成：隔膜壓力表動(dòng)力系統(tǒng)，油源閥組系統(tǒng)，測(cè)試閥組系統(tǒng)。

（1）隔膜壓力表動(dòng)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(dòng)主泵 2，提供隔膜壓力表動(dòng)力。在主泵 2 吸油口安裝了吸油過(guò)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(gè)單向閥 4，起安全保護(hù)作用，只允許液流從一個(gè)方向通過(guò)。同時(shí)該系統(tǒng)中的空氣過(guò)濾器 5 防止油水混合，液位計(jì) 6 能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)油箱 21 的隔膜壓力表油量，而回油過(guò)濾器 7 能夠過(guò)濾掉各閥組運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)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(cè)整個(gè)系統(tǒng)的壓力，以及蓄能器 10，當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)，能將壓縮能轉(zhuǎn)變成隔膜壓力表能而釋放出來(lái)，重新補(bǔ)供給系統(tǒng)，以保證整個(gè)系統(tǒng)的壓力正常。電磁換向閥 11 的開(kāi)啟和關(guān)閉通過(guò)電磁閥 Y1 的通斷電進(jìn)行控制，通過(guò)電控部分對(duì)其傳遞信號(hào)。當(dāng)電磁換向閥 Y1 通電時(shí)，p 口和 t 口導(dǎo)通，隔膜壓力表油通過(guò)回油路進(jìn)入油箱，此時(shí)整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不工作。當(dāng)電磁換向閥 Y2 失電時(shí)，p 口和 a 口、t 口和 b 口導(dǎo)通，此時(shí)隔膜壓力表油直接通過(guò)油源閥組上的油口進(jìn)入測(cè)試閥組，為測(cè)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(guò)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(guò)設(shè)定壓力時(shí)，溢流閥開(kāi)啟，將壓力卸掉，保證整個(gè)系統(tǒng)的壓力和安全。

（3）測(cè)試閥組系統(tǒng)：該系統(tǒng)是整個(gè)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(guò)油源閥組傳遞過(guò)來(lái)的液流，進(jìn)過(guò)測(cè)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(hào)，控制電比例換向閥 13 的換向和開(kāi)口的變化，從而控制伺服油缸 20 的運(yùn)動(dòng)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(shí)檢測(cè)電磁閥芯運(yùn)動(dòng)的距離，從而檢測(cè)電比例換向閥換向距離，這些檢測(cè)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(guò)來(lái)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(cè)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(shí)檢測(cè)伺服油缸 20 的位移，從而檢測(cè)操縱裝置的掛檔行程，同時(shí)這些檢測(cè)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(guò)來(lái)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(cè)試閥組系統(tǒng)里的測(cè)試閥塊上還裝有檢測(cè)伺服油缸 20的壓力傳感器 16、17，這些檢測(cè)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(guò)來(lái)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(guò)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(mǎn)足設(shè)備的控制要求。事實(shí)證明：該隔膜壓力表回來(lái)設(shè)計(jì)可行，為企業(yè)和用戶(hù)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。