鄭榮亮 李良 文敏 麥賢承 劉玉舒 繆海遒
摘 要:針對無級變速器補償缸功能失效問題,從補償缸裝配結構、工作原理及原理計算公式分析影響因素,并依此設計單一影響因素逐一排查,最終找到根本原因的一種思路方法,這為無級變速器補償缸功能失效提供了一種解決的思路。
關鍵詞:無級變速器;補償缸;平衡缸;功能;失效
1 引言
無級變速器補償缸安裝在帶輪油缸外側,起到平衡帶輪油缸因高速轉動而產(chǎn)生的離心力的作用。補償缸功能失效會影響變速機構速比控制的響應速度及精度,整車踩油門變速遲緩,直接影響油耗等現(xiàn)象。本文簡介一種無級變速器補償缸功能失效問題解決思路。
2 系統(tǒng)結構及工作原理
無級變速器在工作過程中,補償缸隨著帶輪油缸不停做旋轉運動,由于補償缸與帶輪油缸面積相等,兩者均由相同的轉速而產(chǎn)生大小相等,方向相反的壓力。平衡掉帶輪油缸控制油腔內的離心力,使得無級變速器速比變化處于比較精準控制當中。
2.1 系統(tǒng)結構及油路
潤滑油從閥塊經(jīng)過分配后按照一定的流量值經(jīng)過以下油路后到達補償缸,見圖1:
閥塊→中殼體→分油盤→前殼體→補償缸蓋板→從動帶輪軸→從動活塞→補償缸
2.2 工作原理
補償缸功能:平衡從動油缸內油品因為旋轉產(chǎn)生的動壓,具體原理如圖2 :
理論分析:無級變速器在固定速比和轉速工況下,不斷扭矩升,主動壓力與從動壓力的比值(KpKs)滿足以下曲線理論曲線,并且隨扭矩的增加,曲線與理論KpKs曲線重合,見圖3。
KpKs計算公式:
式中:
Ppri:主動油缸壓力
Apri:主動油缸面積
fcpri:主動離心系數(shù)
np:主動轉速
Psec:從動油缸壓力
Asec:從動油缸面積
Fcsec:主動離心系數(shù)
ns:從動轉速
Fspring:從動彈簧壓力
3 問題來源
某款無級變速器在進行臺架KpKs標定測試試驗時,發(fā)現(xiàn)其測量的KpKs與理論的偏置值較大,扭矩不斷升高,主動壓力與從動壓力的比值(KpKs)與理論曲線相比明顯偏高(正常值約1.8,異常值約2.2),并且隨扭矩的增加,比值逐漸減小,與補償缸工作原理不符分析認為補償缸功能失效。
4 分析過程
4.1 原因分析
根據(jù)補償缸KpKs計算公式,推論出在一樣的硬件條件下,KpKs值主要與工作轉速與工作壓力有關,因而,只要控制轉速一致的情況下,分析油液壓力就可以確定原因。
根據(jù)現(xiàn)狀調查和補償缸工作原理及油路分析,確認了以下原因(圖4):
根據(jù)魚骨圖原因分析,把可疑因素集中為六點,并逐一排查,通過采集傳感器主動油缸壓力、從動油缸壓力、主動轉速和從動轉速的數(shù)值來計算KpKs,并通過計算出來的KpKs來與理論KpKs曲線進行擬合評價,當KpKs(理論計算)≈KpKs(物理特性)即認為合格。
4.2 試驗驗證
將上述六個因素通過控制變量的方法,設計以下試驗并通過驗證,見表1:
分析結果從試驗1到試驗5,5組試驗,KpKs曲線仍然異常。同時,第6組試驗補償缸間隙配合與取消補償缸后試驗結果與異常KpKs曲線一致,補償缸密封結構配合與理論KpKs曲線一致,從而確定補償缸配合面密封異常是導致功能失效的主要原因。
5 制定對策
1、確定補償缸配合性泄漏為功能失效的主要原因,采用硫化橡膠密封結構,加強補償缸密封能力。
2.臺架試驗:
硫化橡膠補償缸安裝在變速箱上做KpKs試驗,計算出實際KpKs曲線,見圖5。對比KpKs理論曲線可知,補償缸硫化密封結構有效,補償缸功能失效問題得到解決。
6 結束語
根據(jù)理論分析了補償缸功能KpKs曲線,并以此做為補償缸功能是否失效的評判方法。這種方法在無級變速器補償缸功能失效問題分析提供了一個參考,提高解決此類問題的工作效率。
參考文獻:
[1]鄒乃威.方泳龍.王俊發(fā).劉威.常勝.邵東偉.無級變速器從動缸的動壓補償[J]農(nóng)機化研究,2007年12期.