周章遐，李洪巖，李賓龍，馮時(shí)，白婧

?

VFS電磁閥顫震壓力異常的研究

周章遐，李洪巖，李賓龍，馮時(shí)，白婧

（哈爾濱東安汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司，黑龍江 哈爾濱 150060）

提高換擋質(zhì)量，需兼顧速度與換擋平順性。對(duì)于自動(dòng)變速器，采用非工作離合器預(yù)充油壓策略即保持非工作離合器的顫震油壓，是提升換擋速度比較重要的控制策略之一。文章論述了自動(dòng)變速器液壓控制策略中非工作離合器顫震壓力標(biāo)定過(guò)程以及在標(biāo)定過(guò)程中異常數(shù)據(jù)的發(fā)現(xiàn)，并對(duì)顫震壓力異常從實(shí)驗(yàn)排查、過(guò)程控制等方面進(jìn)行深入研究。

自動(dòng)變速器；離合器；顫震油壓；過(guò)程能力分析

1 引言

20世紀(jì)30年代，由于液壓的普遍應(yīng)用，依靠液壓力輔助變速的自動(dòng)變速箱開(kāi)始出現(xiàn)。20世紀(jì)末，隨著電子技術(shù)的興起，電子控制的變速箱隨之興起，汽車(chē)變速箱開(kāi)始進(jìn)入電控自動(dòng)變速階段。[1-2]

自動(dòng)變速箱通過(guò)傳感器和開(kāi)關(guān)檢測(cè)汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、自動(dòng)變速箱液壓等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到TCU。TCU根據(jù)這些信號(hào)，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，向換擋電磁閥發(fā)出控制信號(hào)，電磁閥通過(guò)電液控制系統(tǒng)，切換油路，完成離合器或制動(dòng)器的油壓切換，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。[3]

汽車(chē)的換擋性能，與駕駛員息息相關(guān)，一款汽車(chē)換擋性能的好壞，對(duì)駕駛員舒適安全的駕駛起到至關(guān)重要的作用。換擋速度及換擋平順性是影響換擋質(zhì)量的重要指標(biāo)。一款車(chē)換擋性能好壞、變速操縱性能好壞與其液壓系統(tǒng)的換擋質(zhì)量及換擋控制策略息息相關(guān)。保持控制離合器VFS電磁閥顫震壓力是提升換擋速度與保證換擋平順的重要的控制策略之一。

2 本文的研究意義和內(nèi)容

2.1 本文的研究意義

自動(dòng)變速器依靠各個(gè)離合器的接合與釋放來(lái)實(shí)現(xiàn)檔位變化，在檔檔位的離合器釋放與目標(biāo)檔位的離合器接合都是依靠電磁閥進(jìn)行控制的。換擋響應(yīng)性除受到電磁閥響應(yīng)性影響外，還受到非工作離合器充油策略的影響。顫震油壓指標(biāo)定非工作油壓在臨界電流值，保證油路充油狀態(tài)，即顫震策略，可節(jié)省換擋過(guò)程中目標(biāo)檔位離合器油壓建立過(guò)程中的充油時(shí)間，是提升換擋速度與保證換擋平順的重要的控制策略之一。顫震壓力將有效提高換擋速度與換擋平順性，顫震壓力異常將直接影響駕駛感受。對(duì)自動(dòng)變速器的顫震壓力進(jìn)行研究，積累在顫震壓力標(biāo)定、試驗(yàn)、排故等方面的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)優(yōu)化提升車(chē)輛駕駛體驗(yàn)具有十分重要的意義。

2.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容

本文以某6擋自動(dòng)變速器為例，論述了自動(dòng)變速器液壓控制策略中非工作離合器顫震壓力標(biāo)定過(guò)程以及在標(biāo)定過(guò)程中異常數(shù)據(jù)的發(fā)現(xiàn)。此外，對(duì)顫震壓力異常從實(shí)驗(yàn)排查、過(guò)程控制等方面進(jìn)行深入研究。積累顫震壓力標(biāo)定經(jīng)驗(yàn)及液壓模塊故障調(diào)查經(jīng)驗(yàn)。為提升車(chē)輛換擋質(zhì)量及駕駛體驗(yàn)提供技術(shù)指導(dǎo)。

3 非工作離合器VFS電磁閥顫震油壓的標(biāo)定及異常研究

3.1 顫震油壓的標(biāo)定

非工作電磁閥階段性充油電流波形如圖1所示。標(biāo)定非工作的電磁閥控制電流處于臨界電流值，臨界電流時(shí)該離合器的油壓，稱(chēng)為該離合器的顫震油壓。為防止離合器干磨，顫震油壓需低于離合器的KISSPOINT油壓。

圖1 控制臨界電流與波動(dòng)電流示意圖

統(tǒng)計(jì)所有離合器的KISPOINT點(diǎn)，在point點(diǎn)油壓限值下，設(shè)定安全閾值，標(biāo)定為顫震油壓值為0.3bar。

3.2 顫震油壓的實(shí)驗(yàn)方法

但在試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)：由于電磁閥出口油壓隨控制電流的上升曲線(xiàn)與下降曲線(xiàn)存在一定的差別，且在換擋過(guò)程中，主油壓存在上下波動(dòng)，顫震油壓也會(huì)隨主油壓的變化而變化。進(jìn)而影響變速器整車(chē)標(biāo)定。非工作離合器震顫壓力值受主油壓影響波動(dòng)較大、且各變速器波動(dòng)趨勢(shì)不同，造成振顫電流設(shè)定困難。故規(guī)定油壓震顫實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：①先將各離合器壓力調(diào)整為某標(biāo)定值0.3bar，控制主油壓由最小值→最大值→最小值變化，離合器壓力隨主油壓壓力同趨勢(shì)變化，而后離合器壓力逐步恢復(fù)標(biāo)定值電流（實(shí)際測(cè)量油壓值大于標(biāo)定油壓值）；②將各離合器壓力調(diào)整為某標(biāo)定電流下的標(biāo)定油壓值，控制主油壓由最大值→最小值→最大值變化，而后離合器壓力逐步恢復(fù)標(biāo)定電流（實(shí)際測(cè)量油壓值小于標(biāo)定油壓值）。

3.3 某項(xiàng)目B樣件階段顫震壓力異常故障排查

3.3.1現(xiàn)象描述

依照3.1中試驗(yàn)方法，在某項(xiàng)目A樣件狀態(tài)顫震壓力正常，但在B樣階段整車(chē)標(biāo)定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，非工作離合器顫震壓力值受主油壓影響趨勢(shì)，與其他變速器變化趨勢(shì)相反。見(jiàn)下圖。

3.3.2生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與過(guò)程能力分析

為調(diào)查影響VFS電磁閥顫震油壓的影響因素，對(duì)電磁閥相關(guān)尺寸，及與電磁閥配合的尺寸進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。首要影響因素為與電磁閥配合的閥體電磁閥孔徑。

利用Minitab對(duì)這個(gè)時(shí)間段所生產(chǎn)的閥體的C2孔徑進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程能力分析，研究尺寸是否在公差范圍內(nèi)滿(mǎn)足正態(tài)分布，分析生產(chǎn)過(guò)程控制能力是否良好。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖3，可見(jiàn)正態(tài)分布數(shù)據(jù)，均值穩(wěn)定，集中性較強(qiáng)，潛在能力與整體能力均較強(qiáng)，過(guò)程控制良好。

圖3 過(guò)程能力分析

圖4 C2電磁閥孔徑控制界限C圖

利用Minitab軟件通過(guò)對(duì)400容量的B樣機(jī)的C2電磁閥孔徑創(chuàng)建控制界限C圖，統(tǒng)計(jì)尺寸分布。圖中所示，在2017年9月1日至2017年10月11日所生產(chǎn)的電磁閥孔均偏上限，電磁閥孔與電磁閥的間隙偏大。

為驗(yàn)證電磁閥孔與電磁閥的間隙偏大是否為影響C2離合器顫震油壓的因素，抽取此生產(chǎn)日期內(nèi)產(chǎn)品進(jìn)行裝機(jī)試驗(yàn)。

3.3.3試驗(yàn)排查

經(jīng)過(guò)過(guò)程能力分析，發(fā)現(xiàn)C2電磁閥孔與電磁閥的間隙偏大。為驗(yàn)證間隙是否為顫震壓力異常產(chǎn)生的原因，采用減小電磁閥的與閥體孔上下左右四側(cè)間隙進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，減小左側(cè)間隙、右側(cè)間隙及上側(cè)間隙均無(wú)法改善顫震壓力異?，F(xiàn)象。減小下側(cè)間隙時(shí)可改善壓力震顫的現(xiàn)象。由此可推測(cè)：油壓震顫的主要原因可能為電磁閥與電磁閥孔配合間隙過(guò)大。

圖5 某非工作離合器的油壓保持能力對(duì)比

3.3.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

為進(jìn)一步調(diào)查電磁閥與電磁閥孔的配合間隙如何，對(duì)確定表現(xiàn)良好樣機(jī)（A樣）與故障樣機(jī)（B樣）的閥體的電磁閥孔徑進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖6。二者電磁閥孔徑存在明顯差異。由以上結(jié)果可分析導(dǎo)致B樣與A樣機(jī)性能差別較大的最有可能的因素為：孔徑過(guò)大，軸孔配合間隙過(guò)大，油壓保持能力下降，出現(xiàn)震顫異常。

圖6 良好樣機(jī)（A樣）與故障樣機(jī)（B樣）的電磁閥孔徑對(duì)比

3.3.5 調(diào)整樣件后顫震試驗(yàn)結(jié)果

圖7

調(diào)整樣件后，顫震油壓正常，確認(rèn)震顫油壓異常的原因?yàn)殡姶砰y與閥體電磁閥孔配合間隙過(guò)大。

4 總結(jié)與展望

保持非工作離合器的顫震油壓，是提升換擋速度與保證換擋平順性重要的控制策略之一。顫震油壓受主油壓影響波動(dòng)較大，設(shè)計(jì)試驗(yàn)過(guò)程時(shí)需考慮主油壓變化的影響。電磁閥與閥芯孔配合間隙為影響顫震油壓表現(xiàn)的重要因素之一。

本文積累了顫震壓力標(biāo)定經(jīng)驗(yàn)及液壓模塊故障調(diào)查經(jīng)驗(yàn)。為提升車(chē)輛換擋質(zhì)量及駕駛體驗(yàn)提供技術(shù)指導(dǎo)。提高換擋質(zhì)量，保證駕駛質(zhì)量、提高駕駛舒適性是未來(lái)所有乘用車(chē)動(dòng)力總成不斷追求的目標(biāo)。

[1] 金輝,葛安林,陳慧巖.汽車(chē)自動(dòng)變速器技術(shù)的新發(fā)展[J].汽車(chē)技術(shù), 2007(2):1-4.

[2] 何忠波,白鴻柏.AMT技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2007,38(5):181-186.

[3] 趙東烈,飲臣.自動(dòng)變速箱換擋特性研究[J].城市公共交通,2009,9.

Study on abnormal flutter pressure of VFS solenoid valve

Zhou Zhangxia, Li Hongyan, Li Binlong, Feng Shi, Bai Jing

( Harbin Dongan Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd. Harbin, HeilongJiang Harbin 150060 )

To improve gear-shifting quality, speed and smoothness should be considered. For automatic transmission, the strategy of precharge the non-working clutch with oil pressure, to maintain the non-working clutch chatter oil pressure, is one of the most important control strategies to improve gear-shifting speed. This paper describes that the process of calibrating the non-working clutch flutter, and the discovery of abnormal data in the calibration process. This article research the abnor -mal flutter pressure deeply in the aspects of experimental investigation and process control.

automatic transmission; clutch flutter; oil pressure; process capability analysis

U462

A

1671-7988(2019)07-172-03

周章遐，就職于哈爾濱東安汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司。

U462

A

1671-7988(2019)07-172-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.057