改善动力换挡变速箱换挡品质的研究Ξ陈宁,赵丁选,于微波(吉林大学机械科学与工程学院,吉林长春130025)摘要:本文对动力换挡变速箱的换挡品质评价指标进行了研究。通过对换挡品质影响因素的分析,提出了改善换挡品质的控制方法,并在液力传动系统试验台上进行了换挡品质试验研究,对改善换挡品质的方法进行了进一步的分析。关键词:动力换挡变速箱;工程车辆;换挡品质;离合器;试验中图分类号:U463122文献标识码:A文章编号:1001-3881(2004)10-029-3StudyonImprovingShiftQualityofPowershiftTransmissionsCHENNing,ZHAODing2xuan,YUWei2bo(JilinUniversity,Changchun130025,China)Abstract:Methodsofimprovingshiftqualityofpowershifttransmissionswasproposed.Throughtheanalysisofthetwoindicatorsofshiftqualityestimation,andthefactorswhichaffecttheshiftquality,themeasuresofimprovingshiftqualitywereproposed.Theresultsoftheex2perimentonpowertrainsystemtestbenchofengineeringvehiclesshowasignificantimprovementin近年来,电子控制换挡系统在工程车辆上的应用日益广泛,通过电子控制系统可以实现较精确的换挡品质控制。改善换挡品质可以改善工程车辆的可靠性、耐久性和乘坐舒适性。动力换挡变速箱在换挡时,对换挡要求平稳、冲击小、响应快。希望机械传动系统动载荷小,结合摩擦元件的热负荷低,操作者所受到的加速度变化(即冲击度)小。1换挡品质评价指标及影响因素111换挡品质的评价指标由于动力换挡变速箱的工况复杂,换挡品质的影响因素很多,因此,换挡品质的评价也很复杂,一般采用车辆冲击度和传动系统动载荷作为换挡品质的评价指标。11111车辆冲击度动力换挡变速箱在工作时,对车辆产生的纵向冲击最大,所以选择纵向加速度的变化率作为换挡品质的评价指标最合适。这不仅可以体现操作人员的舒适感,而且还可以把道路条件,驾驶员的非换挡操作因素的影响排除在外。同时车辆冲击度也可以表示为变速器输出轴转矩的变化率,输出转矩越大,冲击度就越大。因此,车辆冲击度可以很好地反映换挡过程的动力学本质。由车辆纵向加速度对时间求导可得到车辆冲击度的公式:发动机输出转矩;Iw为与变速器输出轴相联部分的转动惯量。舒适性的客观评价指标必须和人体生理上和心理上的感觉一致,经验上,驾驶员满意的换挡平稳性评价指标为:低频:fΦ3Hz时:jΦ215～216g/s=2415～2515m/s3当f>3Hz时:用公式j′=j[1-011(f-3)]修正。不满意的平稳性指标为:j>312～318g/s=3119～3713m/s311112传动系统动载荷工程车辆作业时,车辆不仅受到车辆纵向的行驶阻力,还会受由于路面凹凸不平引起的阻力以及由于作业阻力急剧变化而引起的传动系统动载荷,尤其是在换挡期间,传动系统的动力瞬时变化或中断,这种系统动载荷的影响会更加严重。因此需要对动载荷进行评价,并以此作为换挡品质的评价指标。动载系数K定义如下:K=M0max/MR(2)0式中:M0max为换挡过程中变速器输出轴的最大输出转矩;MR为理想换挡(无动载)时,变速器的输出0转矩。112换挡品质的影响因素液力机械传动车辆的换挡执行机构多为由液压操纵系统控制的离合器/制动器。换挡过程中,离合器/制动器的摩擦转矩与接合和分离的程度有关。离合器/制动器中摩擦转矩的变化,引起车辆的换挡冲击。影响换挡品质的主要因素有以下几个方面:2ωrd(Mi)j=da=rddrd·dMCdeg=·=(1)i0dt2dti0Iwdti0Iwdt式中:j为车辆冲击度(g/s);v、a分别为车辆速度、加速度;ω为变速器输出角速度;ig、i0分别为变速器及驱动桥的传动比;Mc、Me分别为变速Ξ国家自然科学基金资助项目(59705005);教育部骨干教师基金资助项目·30·《机床与液压》20041No110(1)换挡执行机构动作的定时理论上,要求一个接合元件的分离与另一个接合元件的接合应同时发生,才能实现动力无中断或冲击。可实际上,两者不是重叠过多,就是动力间断。前者会出现“双锁止”现象,引起传动系大的动载,接合元件分离和另一个接合元件接合的时间进行控制。接合元件的交替定时不当,重叠不足或重叠过多,都会产生大的换挡冲击。理想的换挡过程是同步换挡。定时控制就是对两个液压执同时使摩擦元件因过量重叠而严重磨损;动机趋于“飞车”且造成力矩...