VFS阀过滤精度对液压响应特性影响浅析

李延斌，严丽丽，方立辉，辛海霞，刘华军

（哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心，黑龙江 哈尔滨 150060）

VFS阀过滤精度对液压响应特性影响浅析

李延斌，严丽丽，方立辉，辛海霞，刘华军

（哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心，黑龙江 哈尔滨 150060）

文章以某型自动变速器VFS阀为例，介绍了VFS阀滤网过滤精度调整的试验。试验结果表明VFS阀滤网过滤精度改变，会影响其油压响应性；在滤网过滤精度改变后，通过适当调整充放油电流，可以使油压响应性达到调整前状态。

自动变速器；VFS阀；过滤精度；响应性；预充油

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.015

CLC NO.:U467.3 Document Code:B Article ID:1671-7988(2016)01-45-02

引言

自动变速器，作为车辆动力总成的一部分，可以使车辆在行驶过程中按照车速及工况的不同自动进行档位的切换，而驾驶员不必进行频繁的手动换档，减轻了驾驶员的操作强度，也是变速器发展的一种趋势。

在自动变速器换档的过程中，需要对不同的油路进行充放油，以结合或分离相应的离合器或制动器。为了保证换档的平顺性，需要通过VFS阀对换档过程中的油压进行精确地控制，以保证离合器或制动器平稳的结合或分离。

在自动变速器工作时，摩擦片磨损、齿轮啮合、阀芯运动，会产生或大或小的磨屑进入ATF中，较大的磨屑经过滤芯时被直接过滤掉，较小的磨屑仍会存在循环的ATF中，为防止磨屑使VFS阀出现卡滞而导致VFS阀故障，VFS阀都设有滤网，按照VFS阀需求不同，滤网过滤精度也有所差异。而相同VFS阀采用不同的精度的滤网，在同样的控制条件下会对整个充油过程产生影响，这会直接影响换档过程，从而影响换档品质及驾驶舒适性，因此研究滤网过滤精度对VFS阀响应性的影响有着重要意义。

1、背景

在DAE某新型变速器研发过程中，为提升换挡品质及使用寿命，需要提高滤网过滤精度以降低VFS阀卡滞故障率，而改变滤网过滤精度对VFS阀响应性必然会产生影响，从而影响换档过程控制及压力响应，针对此影响提出本试验进行研究，分析过滤精度与响应性的关系，寻找最佳解决方案。

自动变速器的换档控制过程及压力表现示意图如图1所示，按照有/无动力、升/降档的不同，控制曲线会有所差异。其中结合侧充油过程，特别是预充油过程，对换档有着重要影响。预充油压力过大，可能导致结合侧离合器提前结合，输入轴锁死。预充油压力过小，可能导致结合侧离合器结合过慢，动力中断。

图1 换档控制过程及压力表现示意图

2、设计试验方案

为保证试验条件的一致性，选取一台磨合后工作状况良好的某型自动变速器。将其安装于试验台。通过各测压点油压传感器测量油压，通过各位置转速传感器监测电机、输入轴及输出轴转速，通过油温传感器监测油温，通过控制器对VFS阀进行手动控制。

1）试验条件选择

为保证油压供给稳定，将试验台电机转速（即油泵转速）设定为1500rpm。且将主油路油压置为最大值。

为测试正常工作温度下的充油过程，将试验温度范围设定为-20～90℃。步长为10℃。

为测试各离合器的充油响应性，将挡位置为D档，通过控制VFS阀置为N档状态。通过控制VFS阀单独结合或释放某一个离合器。

2）滤网更换对比

首先使用原机VFS阀0.4mm精度滤网，测试完成后，更换为0.1mm精度滤网（通过面积较0.4mm减少约30%）。

3）试验过程

以实车换档过程的预充油时VFS阀的电流为参考，以0.05A电流为梯度，进行预充油模拟。

针对VFS阀分为常高阀和常低阀，选择常低阀（控制C1离合器，以下简称C1）、常高阀（控制C2离合器，以下简称C2）分别进行测试。

C1以0A为初始电流，阶跃升至0.45A/0.5A模拟预充油。

C2以1A为初始电流，阶跃降至0.8A/0.75A模拟预充油。

3、试验结果分析

实车换档时，预充油时间约为150ms，因此以电流阶跃变化时刻为时间0点，记录200ms内的油压变化过程并绘制成曲线，如图2、图3、图4、图5、图6所示。

图2 -10℃测试曲线（C1）

图3-10℃测试曲线（C2）

图4 30℃测试曲线（C1）

图5 30℃测试曲线（C2）

图6 80℃测试曲线（C1）

图7 80℃测试曲线（C2）

测试结果表明：

相同试验条件下，常低VFS阀预充油电流增大（常高VFS阀预充油电流减小），充油压力增大，响应性加快；

相同试验条件下，同一VFS阀滤网过滤精度提高后（通过面积减小），相同的预充油电流会延缓压力的上升，响应性减缓。

同一温度下，滤网过滤精度提高后，常低VFS阀增大预充油电流（常高VFS阀减小预充油电流），可使压力响应及压力大小达到甚至超过原状态。如：C1使用0.1mm精度滤网，使用0.50A充油压力大小及响应速度高于C1使用0.4mm精度滤网，使用0.45A充油的压力大小及响应速度。

4、结论

根据试验测试结果：

VFS阀滤网过滤精度更改（通过面积发生改变），对VFS阀预充油会产生影响；

VFS阀滤网过滤精度提高后，会减缓VFS阀充油速度，降低响应压力大小；

在滤网过滤精度提高后，通过适当调整充放油电流，可以使充放油速率达到调整前状态。

因此，在实车状态下，更换高过滤精度的VFS阀滤网，常低阀通过适当增加预充油电流，常高阀通过适当减小预充油电流，即可达到使用低精度滤网时充油的响应性，即可消除因滤网精度变化产生的对预充油压力及响应性的影响。

Analysis of the Affects of VFS Valve Filtration Precision on Hydraulic Response

Li Yanbin, Yan Lili, Fang Lihui, Xin Haixia, Liu Huajun
（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

This paper introduces an experiment of the VFS filter screen precision adjustment, taking the VFS valve of a type of automatic transmission for example. Results show that the precision change of the VFS valve filter screen will affect the oil pressure response. We can make the response reach the same standard after altering the VFS valve filter screen by adjusting the boost/drain current of the VFS valve appropriately.

automatic transmission; VFS valve; filter precision; response; oil boost

U467.3

B

1671-7988(2016)01-45-02

李延斌，助理工程师，就职于哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心。研究方向AT策略开发、软件测试、试验、HIL测试。