液力变矩器液压系统设计与动态特性仿真

　　引言

　　液力变矩器作为连接元件连接在发动机和变速器之间[1~2]。液压系统是液力变矩器重要的组成部分,基本功能是控制液力变矩器中的压力和流量,同时控制液力变矩器闭锁离合器打开和关闭[3~4]。匹配油压和流量的特性不但可以延长液力变矩器的工作寿命,而且能有效地降低换挡过程中的功率损失,确保车辆的加速性能,完成快速响应以及高品质换挡特性[5]。

　　文献[3~4]介绍了自动变速器中液力变矩器的简单建模。文献[5~6]介绍了液力变矩器液压系统的建模与仿真,主要是对闭锁离合器的仿真,没有提及液压系统中液压阀体的建模与仿真。至今为止,还很少有文献涉及到自动变速器中液力变矩器液压系统设计与建模仿真的研究,因此本文对此加以研究。

　　1　液压系统工作原理

　　图1是某液力变矩器液压系统原理图。当电磁阀EPCV-TC关闭时,没有压力调节干预的情况下,液压油通过管路a和管路b流向液力变矩器闭锁离合器打开的方向。闭锁离合器阀(LUCV)通过弹簧预紧力保持在初始位置,液力变矩器流出的液压油通过管路c流经该阀,然后流经管路e、变矩器控制阀(TCCV)、管路d、背压阀之后进入冷却器。该背压阀保证液力变矩器回路里的最小压力在0·3 MPa左右。

　　通过自动变速器控制单元(TCU)预先给定的控制压力信号,利用电磁阀EPCV-TC调节管路k的压力,进而控制LUCV和TCCV的阀心上移。这时TCCV的a口和LUCV的e关闭。管路a通过LUCV与管路c连接,液力变矩器通过管路c供油,这时液力变矩器内的液压油将反向流动。同时管路b和油箱直接相连,管路b的压力远远小于管路c的压力,液力变矩器的内部产生压力差,闭锁离合器油缸在压力差的作用下推动闭锁离合器闭合。这时冷却润滑系统的液压油由PLV-F直接提供。

　　自动变速技术在国内刚刚起步,在闭锁式液力变矩器液压系统设计方面的研究较少。此液力变矩器液压系统是为一款8挡自动变速器液压系统配套设计的,国内外还没有与之完全相同的液压结构。此液力变矩器液压系统优点为:阀体结构简单;阀体功能单一化;控制算法易于实现。

　　2　液压阀理论设计

　　2·1　液压阀设计要求

　　TCCV中a口的最大控制压力为0·65 MPa。如果控制压力超过0·75 MPa,a口将与T1(参见图2)直接连通。当LUCV中a口和c口直接相连时,c口的最大控制压力为0·7 MPa,此控制压力由阀PLV-F来控制。TCCV和LUCV中管路k的最大控制压力为0·5MPa。如果管路a的压力超过0·7MPa,阀PLV-F的f口和a口将被连通,这时压力油通过阀PLV-F直接流入冷却器。当液力变矩器输出压力超过0·032 6 MPa时,背压阀将被打开。旁通阀的打开压力为0·25 MPa。