自动变速箱操纵装置液压试验台设计

冉广军，赵玥

（陕西法士特齿轮有限公司汽车传动工程研究院，陕西 西安 710119）

引言

操纵装置是自动变速箱进行选、换挡的执行机构，也是自动变速箱中一个关键部件，其性能和工作状态直接关系到变速箱的功能性和可靠性，并直接影响行车过程中的安全，希望其可靠性高，寿命久。在对操纵装置所做的寿命试验过程中，我们要求试验台不能只是简单的做重复的自动挂档摘档动作，而是希望该试验台：一方面在自动挂档摘挡过程中，能够完全模拟受力与位移的变化，另一方面还要便于操作人员对操纵装置进行检测和调整。

1 操纵装置液压试验台的功能

操纵装置液压试验台主要由液压站部分和电控部分组成，如图所示。液压站部分主要的执行机构是一根伺服油缸20，该伺服油缸20 一端与被测操纵装置联接，能够提供给被测操纵装置在挂档行程中所需不同的力，并且伺服油缸20能够停在任意位置，满足各种挂档动作和挂档行程。同时，伺服油缸20 上安装有电流式位移传感器19，能够实时检测伺服油缸20 位移的变化，并把位移数据传递给控制器15。而液压站部分中测试阀组上的压力传感器16、17 ，能够检测伺服油缸20 进油口A、B 的压力，并把压力数据传递给控制器15。控制器15 与电控部分连接，通过人机交互以及CAN总线通信，对所采集的数据进行分析比较和计算，按照事先设定好的位移与力的参数，把反馈信号传输给液压站部分中电比例换向阀13 上的比例电磁阀Y2，通过控制电比例换向阀13，来控制伺服油缸20 的力与位移，这样就满足了操作人员对操纵装置进行检测和调整。

2 系统的构成及其原理

图1

为了实现操纵装置液压试验台的各项试验和检测功能，设计操纵装置液压控制系统的工作原理如图中液压站部分。该液压系统由三个子系统组成：液压动力系统，油源阀组系统，测试阀组系统。

（1）液压动力系统：该系统主要由电机1 和主泵2 组成，电机1 驱动主泵2，提供液压动力。在主泵2 吸油口安装了吸油过滤器3，保护各零件不受杂质的损害。 而主泵2的出油口安装一个单向阀4，起安全保护作用，只允许液流从一个方向通过。同时该系统中的空气过滤器5 防止油水混合，液位计6 能够实时监测油箱21 的液压油量，而回油过滤器7 能够过滤掉各阀组运转过程中磨损产生的杂质，避免二次污染油箱21。

（2）油源阀组系统：该系统主要由电磁换向阀11 和溢流阀12组成，其中配备了压力表9可以检测整个系统的压力，以及蓄能器10，当系统需要时，能将压缩能转变成液压能而释放出来，重新补供给系统，以保证整个系统的压力正常。

电磁换向阀11 的开启和关闭通过电磁阀Y1 的通断电进行控制，通过电控部分对其传递信号。当电磁换向阀Y1 通电时，p 口和t 口导通，液压油通过回油路进入油箱，此时整个执行机构不工作。当电磁换向阀Y2 失电时，p 口和a 口、t 口和b 口导通，此时液压油直接通过油源阀组上的油口进 入测试阀组，为测试阀组提供压力和流量。而和电磁阀组并联的溢流阀，通过其上弹簧的调节，可以设定溢流压力，从而限定进入油源阀组的压力，当压力超过设定压力时，溢流阀开启，将压力卸掉，保证整个系统的压力和安全。

（3）测试阀组系统：该系统是整个液压系统的执行部分，主要由电比例换向阀13 和伺服油缸20 组成。通过油源阀组传递过来的液流，进过测试阀块里的进油通道到达电比例换向阀13 的P 口，根据电比例换向阀13 上的电磁阀Y2接收上的电信号，控制电比例换向阀13 的换向和开口的变化，从而控制伺服油缸20 的运动方向和速度，以及所受到的液压力。

电比例换向阀13 的电磁阀安装有电压式位移传感器14，能实时检测电磁阀芯运动的距离，从而检测电比例换向阀换向距离，这些检测到的数据又传输给控制器15，控制器15完成数据的分析比较和计算，再反过来把所产生的指令继续发给电磁阀芯Y2，从而更精确的控制电磁阀芯Y2，完成闭环控制。伺服油缸20 是执行机构，一端与被测操纵机构联接，其上安装有电流式位移传感器19，实时检测伺服油缸20 的位移，从而检测操纵装置的挂档行程，同时这些检测数据传输给控制器15，控制器15 完成数据的分析比较和计算，再反过来把所产生的指令继续发给电磁阀芯Y2，从而更精确的控制电磁阀芯Y2，提供伺服油缸20 所需的位移，完成闭环控制。测试阀组系统里的测试阀块上还装有检测伺服油缸20的压力传感器16、17，这些检测到的数据也最后传递给控制器15，控制器15 完成数据的分析比较和计算，再反过来把所产生的指令继续发给电磁阀芯Y2，共同完成闭环控制，从而控制电比例换向阀13，提供给伺服油缸所需要的压力，从而达到所需要的推力，这样就模拟了操纵装置在挂档过程中挂档力的变化。

3 结论

该套设备已经研制成功，液压系统也投入正常生产，并能满足设备的控制要求。事实证明：该液压回来设计可行，为企业和用户创造了良好的经济效益。