节流孔类型对换挡缓冲时间的影响

　　自动变速箱换挡时是通过液压操纵结合元件来实现挡位的变换。但由于液体的不可压缩性, 液压传动系统的刚度较大, 一旦液体充满液压缸, 摩擦片间隙消除后, 油压便瞬时升高, 这样使得离合器结合过猛, 产生换挡冲击, 这不但影响乘坐的舒适性, 还可能造成动载过大使传动装置损坏。所以在换挡阀块中的油路上串联或并联一个缓冲阀, 来控制离合器结合时油压的平稳增长。在实际使用中, 缓冲时间应控制在015～115 s[ 1 ] , 若时间太短则换挡冲击大, 若时间太长又会因为滑磨导致发热严重, 并造成动力损失。

　　1 需解决的问题

　　在目前设计一种自动变速箱的换挡阀块时, 采用电液操纵阀块来控制离合器结合, 即在每个挡位都并联配置了一个溢流型缓冲阀, 通过缓冲阀来控制离合器的平稳结合, 但是当温度低时, 油液的粘度变大,会出现阻尼增加的现象, 这样会使缓冲阀的性能变差。比如: 当传动油温在车辆常用温度范围80 ～110℃内时缓冲时间在1 s左右, 能够满足使用要求。然而, 低温时缓冲时间会变得很长, 甚至能长达六七秒, 使车辆的使用性能变差, 并影响离合器换挡摩擦片的寿命。在设计操纵阀块时, 必须想办法降低缓冲时间受温度影响的敏感性, 解决低温时缓冲时间过长的问题。

　　为此, 需要对溢流型缓冲阀的结构原理和调压特性进行分析。

　　2缓冲阀数学模型的推导和分析

　　211溢流型缓冲阀的结构原理[ 2 ]

　　溢流型缓冲阀的结构简图如图1所示。充油开始时, 泄油口关闭, 油泵来油迅速向离合器油缸充油,片间间隙消除后, 压力油经节流口6进入油腔5压缩缓冲弹簧2, 泄油口慢慢打开, 离合器油缸油压慢慢上升。当柱塞3到达极限位置时节流口6的左右压力相等, 阀芯1在回位弹簧4作用下关闭泄油口, 离合器油缸压力上升到油泵主压。

　　图1 溢流型缓冲阀的结构简图

　　为了推导数学模型分析其调压特性。设:

　　S、a分别为柱塞3面积、节流口6面积;

　　Ld 为最大缓冲行程;

　　K1、K2 分别为回位弹簧4 的刚度、缓冲弹簧2的刚度;

　　Xh、X2 分别为回位弹簧4预压缩量、缓冲弹簧2预压缩量;

　　pc、px 分别为离合器压力、油腔5压力;

　　X 为柱塞3行程。

　　则阀芯1平衡方程为

　　pc·S = px·S + K1·Xh - K1·X ( 1)

　　柱塞3平衡方程为

　　px·S + K1·Xh - K1·X = K2·(X2 + X) (2)

　　节流口6流量方程为

　　S·dx =Qdt (4)