换档离合器电控液压缓冲阀的设计

　　1 前言

　　换档离合器作为车辆行星变速箱的重要组成部分,在换档过程中,通过控制结合压力从零到额定压力的变化,不仅可以产生磨滑使车辆平稳加速,减小换档冲击;而且还可作为传动系的磨擦保险环节,以防止过载。换档过程进行得急促,就不可避免要产生较大的冲击和动载,影响换档平顺性;反之,为了改善换档品质而延长换档时间,滑磨过程增长,累计滑磨功增加,将导致温度升高、磨损增加。因此,需要合理地进行控制,使换档过程平稳没有冲击的进行,保证系统具有良好的换档品质。换档离合器缓冲控制是通过在换档过程中对离合器(制动器)的结合过程进行控制,使结合油压缓慢上升,减小变速箱输出轴的转矩扰动,是提高换档品质的方法之一。

　　机械液压缓冲阀结构简单、性能可靠,但是在固定的缓冲弹簧刚度和预紧量的情况下,油压的缓冲特性是固定的[1],不能满足车辆换档时不同档位换档离合器的缓冲性能的需要。本文在换档液压缓冲阀的基础上增加一个高速响应电磁阀,通过高速响应电磁阀控制缓冲阀,可以得到不同的油压缓冲特性。

　　2 换档液压缓冲阀的原理分析

　　本文研究的变速箱所有换档离合器都由同一个机械液压缓冲阀控制。各档位的换档离合器均具有相同的缓冲特性,即使同一个换档离合器在不同工况下的缓冲特性也相同。图1a所示为液压缓冲阀的原理图,其油压缓冲特性曲线如图1b所示。

　　电磁阀M1工作时,换档阀M₂右移,换档离合器与回油口T相通,离合器处在分离阶段,此时缓冲阀不工作;当M1断电后,M2左移,换档离合器开始充油接合。第一阶段的充油特性控制由p和p1之间的节流孔完成,控制该阶段的结束则由释控阀来完成。pa的大小由释控阀弹簧的刚度确定,在该阶段中,缓冲阀芯和调压阀芯都不参加工作。p2通过缓冲阀芯的油道A与缓冲阀左端相通,当压力达到能够克服缓冲阀弹簧力的时候,缓冲阀芯右移起到双边节流的作用;同时,p2克服释控阀弹簧力,使释控阀芯右移,将p₂与泄油口断开,经节流孔与p₃相通,在p₃的作用下,调压阀开始向左移;此时p₂的大小由缓冲弹簧力来决定。随着调压阀不断左移,缓冲弹簧不断被压缩,与弹簧力相平衡的油压p₂也就不断升高。当调压阀芯移到与缓冲阀芯相贴合时,压力p₂则刚好达到pb,调压阀芯和缓冲阀芯一起左移,使压力p₂急剧升高到p,完成换档离合器接合的充油过程[2]。

　　3 电控液压缓冲装置的设计

　　通过以上对机械缓冲阀的特性分析可知,pa与pb之间的缓冲时间是由p2压力和缓冲阀的弹簧刚度决定的。为了得到可变的缓冲特性,在缓冲阀弹簧刚度固定的情况下,可以通过改变缓冲阀芯左端的压力来调节缓冲阀芯的位置。