基于AMESim的节能型液力变矩器辅助系统动态仿真

　　液力变矩器是液力机械式自动变速器中具有自适应功能、变更力矩功能的部件,因具有起步平稳、减振、通过性和乘坐舒适性好等优越性能而得到广泛应用。目前广泛采用的液力变矩器供油系统一般由供油泵、出口定压阀和入口定压阀组成。出口定压阀起背压作用,防止液力变矩器产生气蚀并调解对液力变矩供油压力;入口定压阀用于限制液力变矩器的最大入口压力,防止压力过高。当变矩器解锁时,变矩器起变矩作用,辅助供油系统向其提供一定压力的液压油,该压力可达0·7 MPa。当液力变矩器闭锁的时候,无需向变矩器供油,仅需保证液力变矩器内部充满油液以备切换到解锁状态之用,但此时泵出油液仍具有较高的压力。这就使闭锁状态下出现无谓的功率浪费和液压系统发热,不仅影响传动系统的效率,而且影响液压系统的使用寿命。作者针对这一不足设计了以变反馈入口定压阀为核心的节能型液力变矩器辅助系统。当液力变矩器闭锁时,通过改变入口定压阀的反馈油路,降低了变矩器入口油压,从而降低了系统功耗和发热。

　　新设计的辅助系统不仅要保证不同工况状态切换的稳态值符合设计要求,还必须保证切换过程迅速平稳;且变矩器入口压力波动小于25%。为此,采用AMESim仿真软件进行计算机辅助设计。AMESIM软件是以液压仿真分析为核心的综合仿真软件,能够进行流体、机械、热分析、电磁及控制等复杂系统建模和仿真,具有图形化的物理建模方式、智能求解器、仿真围广等特点。

　　作者应用液压传动有关理论设计了变矩器辅助系统,包括入口和出口定压阀,然后利用AMESIM软件进行静动态特性仿真,并根据仿真结果优化设计参数特别是阀内阻尼管参数。最后,对样机进行了实验。

　　1　节能型辅助系统设计

　　为了使液力变矩器持续稳定和可靠地工作,采用单独的供油辅助系统,以满足液力变矩器大流量低压力的供油需求。作者研究的某液力机械式自动变速器的液力变矩器供油辅助系统由泵、入口定压阀、出口定压阀和电磁阀组成。系统原理如图1所示。供油阀结构如图2所示。该系统的入口定压阀的控制分两部分,分别由K1信号和K2信号控制。K1信号由电磁阀控制。其工作原理如下:

　　(1)当液力变矩器为液力工况时(即液力变矩器解锁时),电磁阀不工作,控制信号K₁=0,此时入口定压阀和出口定压阀由信号K2控制。当0·36MPa<K₂<0·7MPa时,入口定压阀关闭,出口定压阀处于卸载工况,泵的所有流量通过变矩器,保证液力变矩的正常工作及散热;当K₂>0·7MPa时,入口定压阀打开,将部分流量卸载,使入口压力降低,在一定流量范围内是液力变矩器入口压力小于等于0·7MPa,以保护液力变矩器不会因压力过高而受损。