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        液力變矩器液力性能及試驗(yàn)研究

        2018-06-28 05:36:18李海彬
        時(shí)代汽車 2018年5期
        關(guān)鍵詞:導(dǎo)輪變矩器速比

        李海彬

        法雷奧汽車自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)(南京)有限公司 江蘇省南京市 211153

        1 引言

        液力變矩是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間,以液壓油(ATF)為工作介質(zhì),起傳遞轉(zhuǎn)矩、變矩、變速及離合的作用。主要用于自動(dòng)檔變速箱(AT)和無(wú)級(jí)變速箱(CVT)。在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中是需要和整車發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱進(jìn)行匹配的,如果匹配的不好將會(huì)影響到使用效果(油耗高、動(dòng)力性差、舒適性不好等等)。對(duì)于液力變矩器本身而言主要關(guān)注的是液力性能、鎖止性能、減震性能。本文主要描述的是液力變矩器的液力性能。

        2 液力變矩器的組成、工作原理

        組成:如右圖所示,液力變矩器通常由泵輪、渦輪、導(dǎo)輪、鎖止離合器、殼體組成,殼體與泵輪焊接在一起形成密閉腔體,導(dǎo)輪、渦輪和鎖止離合器被裝在中間。

        殼體與發(fā)動(dòng)機(jī)撓性盤(飛輪盤)相連,渦輪盤轂與變速箱輸入軸相連,泵輪盤轂與變速箱油泵相連。

        工作原理:

        按動(dòng)力傳遞可分為液力傳扭和摩擦片傳扭兩條路線。

        液力傳扭是指發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)撓性盤(飛輪盤)傳遞給殼體和泵輪,從而攪動(dòng)液力變矩器中間的油,被攪動(dòng)的油沖擊渦輪使渦輪轉(zhuǎn)速,從而動(dòng)力傳遞給變速箱;沖擊渦輪的油從渦輪中心出來(lái),再?zèng)_擊導(dǎo)輪葉片正面,由于導(dǎo)輪不可旋轉(zhuǎn)(速比在耦合點(diǎn)前,沖擊導(dǎo)輪葉片正面,由于導(dǎo)輪單向離合器的作用),油被換向再次沖擊泵輪,起增扭作用。如果速比在耦合點(diǎn)后,變成沖擊導(dǎo)輪葉片背面,導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn),油不換向,這時(shí)起不到增扭作用。

        摩擦片傳扭是指 當(dāng)鎖止離合器摩擦片在油壓的作用下與殼體接合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)撓性盤(飛輪盤)傳遞給殼體,經(jīng)鎖止離合器后直接傳遞給變速箱。

        另外還有一種為混合傳扭,即鎖止離合器在滑磨的同時(shí)液力也在傳扭。這種方式好處是傳遞效率變高,動(dòng)力平順性好。但對(duì)摩擦片的相求變得更高。

        3 液力變矩器液力性能特性

        液力變矩器是連接發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變矩器的,如果匹配的不是最佳,最終會(huì)影響動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性,所以對(duì)于液力變速器自身而言是要符合一定的特性的。那么液力變矩器有哪些液力性能特性呢?下面逐一說(shuō)明。

        3.1 轉(zhuǎn)速比SR

        輸出端(渦輪)的轉(zhuǎn)速nT與輸入端(泵輪)的轉(zhuǎn)速np比。SR=nT/np

        圖1

        3.2 扭矩比TR

        輸出端(渦輪)的扭矩TT與輸入端(泵輪)的扭矩Tp比。TR=TT/Tp

        當(dāng)速比SR小于耦合點(diǎn)時(shí),TR>1;當(dāng)速比SR大于等于耦合點(diǎn)時(shí),TR等于1或接近于1。

        3.3 能容

        是表征液力變矩器葉片形狀特性的參數(shù),輸入端(泵輪)的扭矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。計(jì)算方法有:

        (1)K系數(shù) KF

        (2)能容系數(shù) CC

        (3)相互轉(zhuǎn)換

        3.4 傳動(dòng)效率η

        輸出端(渦輪)的功率與輸入端(泵輪)的功率比。TR=(TT*nT)/(Tp*np)=SR*TR

        4 液力性能試驗(yàn)

        4.1 試驗(yàn)臺(tái)架

        液力變矩器性能試驗(yàn)主要是在臺(tái)架上完成的,臺(tái)架簡(jiǎn)圖如下,需要有的功能是輸入輸出端電機(jī)(測(cè)功機(jī))能夠分別獨(dú)立控制轉(zhuǎn)速、扭矩、速比(一邊轉(zhuǎn)速變化時(shí),另一邊按一定的比例變化),輸出端要具有制動(dòng)功能。并對(duì)轉(zhuǎn)速扭矩等參數(shù)進(jìn)行實(shí)際測(cè)理,測(cè)量精度要滿足要求。

        另外要有獨(dú)立的油源和油路,用于給液力變矩器供油,油路的數(shù)量(目前主流為2油路和3油路,部分有4油路的)要和實(shí)際液力變矩器工作時(shí)相同。油源油路部分要能控制油壓、油溫、流量,并對(duì)各參數(shù)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。

        4.2 液力性能試驗(yàn)種類

        液力變矩器的液力性能試驗(yàn)分為以下幾種:

        4.2.1 驅(qū)動(dòng)性能

        驗(yàn)證液力變矩器在正常牽引工況下的性能(速比0<SR<1,1時(shí)通常不測(cè)),測(cè)時(shí)有定扭矩法和定轉(zhuǎn)速法。

        (1)定扭矩法:臺(tái)架輸入端用扭矩控制,測(cè)試過(guò)程中保持恒定(如100Nm),臺(tái)架輸出端用轉(zhuǎn)速(或速比)控制,測(cè)量過(guò)程中逐步改變輸出轉(zhuǎn)速(或速比)并穩(wěn)定在指定的測(cè)量點(diǎn)下記錄所有相關(guān)參數(shù)。

        (2)定轉(zhuǎn)速法:臺(tái)架輸入端用轉(zhuǎn)速控制,測(cè)試過(guò)程中保持恒定(如2000rpm),臺(tái)架輸出端用轉(zhuǎn)速(或速比)控制,測(cè)量過(guò)程中逐步改變輸出轉(zhuǎn)速(或速比)并穩(wěn)定在指定的測(cè)量點(diǎn)下記錄所有相關(guān)參數(shù)。

        4.2.2 失速(零轉(zhuǎn)速)性能

        驗(yàn)證液力變矩器在車移動(dòng)(起步)前的液力性能(速比SR=0)。

        試驗(yàn)時(shí)臺(tái)架輸出端不轉(zhuǎn)(制動(dòng)),臺(tái)架輸入端用轉(zhuǎn)速控制,測(cè)量過(guò)程中逐步改變輸出轉(zhuǎn)速并穩(wěn)定在指定的測(cè)量點(diǎn)下記錄所有相關(guān)參數(shù)。

        4.2.3 反拖(滑行)性能

        驗(yàn)證液力變矩器在下坡或加速后滑行時(shí)的液力性能(速比SR>1)。

        (1)定扭矩法:臺(tái)架輸出端用扭矩控制,測(cè)試過(guò)程中保持恒定(如-50Nm),臺(tái)架輸入端用轉(zhuǎn)速(或速比)控制,測(cè)量過(guò)程中逐步改變輸入轉(zhuǎn)速(或速比)并穩(wěn)定在指定的測(cè)量點(diǎn)下記錄所有相關(guān)參數(shù)。

        圖3

        (2)定轉(zhuǎn)速法:臺(tái)架輸出端用轉(zhuǎn)速控制,測(cè)試過(guò)程中保持恒定(如2000rpm),臺(tái)架輸入端用轉(zhuǎn)速(或速比)控制,測(cè)量過(guò)程中逐步改變輸入轉(zhuǎn)速(或速比)并穩(wěn)定在指定的測(cè)量點(diǎn)下記錄所有相關(guān)參數(shù)。

        4.2.4 反轉(zhuǎn)(輸出端)性能

        驗(yàn)證液力變矩器在車上坡溜坡時(shí)的液力性能(速比SR<0)。

        試驗(yàn)時(shí)臺(tái)架輸出端用轉(zhuǎn)速控制,并且按與正常旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn),臺(tái)架輸入端用轉(zhuǎn)速控制旋轉(zhuǎn)方向不變,測(cè)量過(guò)程中臺(tái)架輸入轉(zhuǎn)速保持恒定(如800rpm)逐步改變臺(tái)架輸出轉(zhuǎn)速并穩(wěn)定在指定的測(cè)量點(diǎn)下記錄所有相關(guān)參數(shù)。

        圖2

        4.3 液力性能試驗(yàn)結(jié)果示例

        5 結(jié)語(yǔ)

        本文簡(jiǎn)單地說(shuō)明了液力變矩器液力性能相關(guān)的特性術(shù)語(yǔ),描述了液力性能相關(guān)的臺(tái)架試驗(yàn)各類和方法,對(duì)從事液力變矩器產(chǎn)品相關(guān)或自動(dòng)變速箱(AT和CVT)相關(guān)工作的人員有一定的作用。本文中所述的試驗(yàn)方法只是開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的,不并一定是完全要執(zhí)行的。具體如何去進(jìn)行試驗(yàn)試驗(yàn)以及做哪些內(nèi)容,還取決于液力變矩器的生產(chǎn)廠商或變箱速?gòu)S商的需求。

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