自动变速箱操纵装置隔膜压力表试验台设计

摘 要：自动变速箱 AMT，能够根据动力传动系统内部和外部的状态，以及行驶工况不同，自动选择合适的传动速比。它是在现有的机械式手动变速箱上进行改造的，基本保留了原总成零件，只是将原有的手动操纵装置实现选、换挡，改成由控制单元 TCU 结合电动或气动操纵装置自动完成选、换挡动作。

引言

操纵装置是自动变速箱进行选、换挡的执行机构，也是自动变速箱中一个关键部件，其性能和工作状态直接关系到变速箱的功能性和可靠性，并直接影响行车过程中的安全,希望其可靠性高，寿命久。在对操纵装置所做的寿命试验过程中，我们要求试验台不能只是简单的做重复的自动挂档摘档动作，而是希望该试验台：一方面在自动挂档摘挡过程中，能够完全模拟受力与位移的变化，另一方面还要便于操作人员对操纵装置进行检测和调整。

1 操纵装置隔膜压力表试验台的功能

操纵装置隔膜压力表试验台主要由隔膜压力表站部分和电控部分组成，如图所示。隔膜压力表站部分主要的执行机构是一根伺服油缸20，该伺服油缸 20 一端与被测操纵装置联接，能够提供给被测操纵装置在挂档行程中所需不同的力，并且伺服油缸 20能够停在任意位置，满足各种挂档动作和挂档行程。同时，伺服油缸 20 上安装有电流式位移传感器 19，能够实时检测伺服油缸 20 位移的变化，并把位移数据传递给控制器 15。而隔膜压力表站部分中测试阀组上的压力传感器 16、17 ，能够检测伺服油缸 20 进油口 A、B 的压力，并把压力数据传递给控制器 15。控制器 15 与电控部分连接，通过人机交互以及 CAN总线通信，对所采集的数据进行分析比较和计算，按照事先设定好的位移与力的参数，把反馈信号传输给隔膜压力表站部分中电比例换向阀 13 上的比例电磁阀 Y2，通过控制电比例换向阀 13，来控制伺服油缸 20 的力与位移，这样就满足了操作人员对操纵装置进行检测和调整。

2 系统的构成及其原理

为了实现操纵装置隔膜压力表试验台的各项试验和检测功能，设计操纵装置隔膜压力表控制系统的工作原理如图中隔膜压力表站部分。该隔膜压力表系统由三个子系统组成：隔膜压力表动力系统，油源阀组系统，测试阀组系统。

（1）隔膜压力表动力系统：该系统主要由电机 1 和主泵 2 组成，电机 1 驱动主泵 2，提供隔膜压力表动力。在主泵 2 吸油口安装了吸油过滤器 3，保护各零件不受杂质的损害。 而主泵 2的出油口安装一个单向阀 4，起安全保护作用，只允许液流从一个方向通过。同时该系统中的空气过滤器 5 防止油水混合，液位计 6 能够实时监测油箱 21 的隔膜压力表油量，而回油过滤器 7 能够过滤掉各阀组运转过程中磨损产生的杂质，避免二次污染油箱 21。

（2）油源阀组系统：该系统主要由电磁换向阀 11 和溢流阀12组成，其中配备了压力表9可以检测整个系统的压力，以及蓄能器 10，当系统需要时，能将压缩能转变成隔膜压力表能而释放出来，重新补供给系统，以保证整个系统的压力正常。电磁换向阀 11 的开启和关闭通过电磁阀 Y1 的通断电进行控制，通过电控部分对其传递信号。当电磁换向阀 Y1 通电时，p 口和 t 口导通，隔膜压力表油通过回油路进入油箱，此时整个执行机构不工作。当电磁换向阀 Y2 失电时，p 口和 a 口、t 口和 b 口导通，此时隔膜压力表油直接通过油源阀组上的油口进入测试阀组，为测试阀组提供压力和流量。而和电磁阀组并联的溢流阀，通过其上弹簧的调节，可以设定溢流压力，从而限定进入油源阀组的压力，当压力超过设定压力时，溢流阀开启，将压力卸掉，保证整个系统的压力和安全。

（3）测试阀组系统：该系统是整个隔膜压力表系统的执行部分，主要由电比例换向阀 13 和伺服油缸 20 组成。通过油源阀组传递过来的液流，进过测试阀块里的进油通道到达电比例换向阀 13 的 P 口，根据电比例换向阀 13 上的电磁阀 Y2接收上的电信号，控制电比例换向阀 13 的换向和开口的变化，从而控制伺服油缸 20 的运动方向和速度，以及所受到的隔膜压力表力。

电比例换向阀13的电磁阀安装有电压式位移传感器14，能实时检测电磁阀芯运动的距离，从而检测电比例换向阀换向距离，这些检测到的数据又传输给控制器 15，控制器 15完成数据的分析比较和计算，再反过来把所产生的指令继续发给电磁阀芯 Y2，从而更精que的控制电磁阀芯 Y2，完成闭环控制。伺服油缸 20 是执行机构，一端与被测操纵机构联接，其上安装有电流式位移传感器 19，实时检测伺服油缸 20 的位移，从而检测操纵装置的挂档行程，同时这些检测数据传输给控制器 15，控制器 15 完成数据的分析比较和计算，再反过来把所产生的指令继续发给电磁阀芯 Y2，从而更精que的控制电磁阀芯 Y2，提供伺服油缸 20 所需的位移，完成闭环控制。测试阀组系统里的测试阀块上还装有检测伺服油缸 20的压力传感器 16、17，这些检测到的数据也#后传递给控制器 15，控制器 15 完成数据的分析比较和计算，再反过来把所产生的指令继续发给电磁阀芯 Y2，共同完成闭环控制，从而控制电比例换向阀 13，提供给伺服油缸所需要的压力，从而达到所需要的推力，这样就模拟了操纵装置在挂档过程中挂档力的变化。

3 结论

该套设备已经研制成功，隔膜压力表系统也投入正常生产，并能满足设备的控制要求。事实证明：该隔膜压力表回来设计可行，为企业和用户创造了良好的经济效益。