自動(dòng)變速箱操縱裝置隔膜壓力表試驗臺設計

摘 要：自動(dòng)變速箱 AMT，能夠根據動(dòng)力傳動(dòng)系統內部和外部的狀態(tài)，以及行駛工況不同，自動(dòng)選擇合適的傳動(dòng)速比。它是在現有的機械式手動(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)現選、換擋，改成由控制單元 TCU 結合電動(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、換擋的執行機構，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。在對操縱裝置所做的壽命試驗過(guò)程中，我們要求試驗臺不能只是簡(jiǎn)單的做重復的自動(dòng)掛檔摘檔動(dòng)作，而是希望該試驗臺：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操縱裝置進(jìn)行檢測和調整。

1 操縱裝置隔膜壓力表試驗臺的功能

操縱裝置隔膜壓力表試驗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(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(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，能夠實(shí)時(shí)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，并把壓力數據傳遞給控制器 15�？刂破� 15 與電控部分連接，通過(guò)人機交互以及 CAN總線(xiàn)通信，對所采集的數據進(jìn)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)足了操作人員對操縱裝置進(jìn)行檢測和調整。

2 系統的構成及其原理

為了實(shí)現操縱裝置隔膜壓力表試驗臺的各項試驗和檢測功能，設計操縱裝置隔膜壓力表控制系統的工作原理如圖中隔膜壓力表站部分。該隔膜壓力表系統由三個(gè)子系統組成：隔膜壓力表動(dòng)力系統，油源閥組系統，測試閥組系統。

（1）隔膜壓力表動(dòng)力系統：該系統主要由電機 1 和主泵 2 組成，電機 1 驅動(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，起安全保護作用，只允許液流從一個(gè)方向通過(guò)。同時(shí)該系統中的空氣過(guò)濾器 5 防止油水混合，液位計 6 能夠實(shí)時(shí)監測油箱 21 的隔膜壓力表油量，而回油過(guò)濾器 7 能夠過(guò)濾掉各閥組運轉過(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：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(gè)系統的壓力，以及蓄能器 10，當系統需要時(shí)，能將壓縮能轉變成隔膜壓力表能而釋放出來(lái)，重新補供給系統，以保證整個(gè)系統的壓力正常。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)電控部分對其傳遞信號。當電磁換向閥 Y1 通電時(shí)，p 口和 t 口導通，隔膜壓力表油通過(guò)回油路進(jìn)入油箱，此時(shí)整個(gè)執行機構不工作。當電磁換向閥 Y2 失電時(shí)，p 口和 a 口、t 口和 b 口導通，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(guò)其上彈簧的調節，可以設定溢流壓力，從而限定進(jìn)入油源閥組的壓力，當壓力超過(guò)設定壓力時(shí)，溢流閥開(kāi)啟，將壓力卸掉，保證整個(gè)系統的壓力和安全。

（3）測試閥組系統：該系統是整個(gè)隔膜壓力表系統的執行部分，主要由電比例換向閥 13 和伺服油缸 20 組成。通過(guò)油源閥組傳遞過(guò)來(lái)的液流，進(jìn)過(guò)測試閥塊里的進(jìn)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(kāi)口的變化，從而控制伺服油缸 20 的運動(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)檢測電磁閥芯運動(dòng)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(guò)來(lái)把所產(chǎn)生的指令繼續發(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 是執行機構，一端與被測操縱機構聯(lián)接，其上安裝有電流式位移傳感器 19，實(shí)時(shí)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(shí)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(guò)來(lái)把所產(chǎn)生的指令繼續發(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#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(guò)來(lái)把所產(chǎn)生的指令繼續發(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 結論

該套設備已經(jīng)研制成功，隔膜壓力表系統也投入正常生產(chǎn)，并能滿(mǎn)足設備的控制要求。事實(shí)證明：該隔膜壓力表回來(lái)設計可行，為企業(yè)和用戶(hù)創(chuàng )造了良好的經(jīng)濟效益。