一次 動(dòng)力換擋變速箱升級(jí)改造紀(jì)實(shí)

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樓主所說(shuō)的礦用車(chē)變速器廠家是不是貴州的

英德康

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前面介紹的機(jī)械緩沖閥+電液換擋閥的換擋系統(tǒng)，也稱(chēng)為微電子控制的半自動(dòng)化電液變速操縱，是80年代各廠家相繼從德國(guó)、美國(guó)、日本引進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)的成果。
20世紀(jì)70年代末80年代初，我國(guó)為了改變工程機(jī)械落后的局面，開(kāi)始引進(jìn)工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的變速箱制造技術(shù)。
: g0 _: ?3 v! l" G* |; W9 q1989年四川齒輪廠率先引進(jìn)了美國(guó)CAT公司的動(dòng)力換檔變速箱、液力變矩器技術(shù)，1992年杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)引進(jìn)了德國(guó)ZF公司180型變速箱技術(shù)，1995年柳工集團(tuán)與德國(guó)ZF公司合資生產(chǎn)變速箱和濕式傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋，杭齒集團(tuán)與柳工—ZF合資廠根據(jù)用戶(hù)需要均可生產(chǎn)先進(jìn)的電液換檔變速箱。浙江臨海海宏集團(tuán)近年來(lái)引進(jìn)美國(guó)、日本技術(shù)研制開(kāi)發(fā)的變速操縱閥、片式多路換向閥，先導(dǎo)比例閥等一大批閥類(lèi)組件，其技術(shù)水平已達(dá)到20世紀(jì)90年代國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。
9 s7 o4 i: {4 y0 x; U3 h0 M以裝載機(jī)變速箱為例：目前應(yīng)用最廣泛的是1970年柳工與天工院合作開(kāi)發(fā)成功的ZLSO型輪式裝載機(jī)上所用的雙渦輪液力變矩器加簡(jiǎn)單行星式動(dòng)力換擋變速器所組成的雙渦輪簡(jiǎn)單行星式“雙變”。我國(guó)裝載機(jī)配套的定軸式“雙變”，基本上都是由三元件簡(jiǎn)單變矩器加定軸式變速器組成。
% j3 s) Z! p. K) ~# A: ^目前，這種定軸式“雙變”主要有4大品種:第一種是山工變矩器、變速器分置型“雙變”，四進(jìn)四退、雙桿操作;第二種是3t級(jí)裝載機(jī)‘.雙變”，擋位只有三進(jìn)三退，;第三種是Zt級(jí)及以下的小型裝載機(jī)所用“雙變”，基本與3t級(jí)定軸式“雙變”相同，2008年產(chǎn)量約1萬(wàn)臺(tái)。前3種定軸式“雙變”為機(jī)械手動(dòng)操縱落。第四種是德國(guó)采埃孚公司(ZF)的4WG18O(杭齒引進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品)及4WG20O(柳工與ZF合資生產(chǎn)產(chǎn)品)型定軸式“雙變”。這種“雙變”與前面3種最大的差別是通過(guò)微電子控制實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化電液變速操縱。
微電子半自動(dòng)電液變速操縱對(duì)于裝載機(jī)所用‘雙變”變速箱而言，機(jī)械手動(dòng)換擋升級(jí)為電液換擋，產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變，談不上先進(jìn)與否。
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china_lsm

個(gè)人覺(jué)得只有電液接合才能將箱子的品質(zhì)有所提升，比如老的機(jī)械變速器如果只是單純的改成電控其實(shí)沒(méi)有什么價(jià)值，因?yàn)椴倏v閥的換擋品質(zhì)存在先天的不足

bsc

很好的資料介紹，值得學(xué)習(xí)

英德康

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1 O) D, f9 c! |# R續(xù)4，國(guó)外工程機(jī)械的動(dòng)力換擋變速箱技術(shù)簡(jiǎn)述
# Z0 u4 \  j3 F; |* a! p目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力換檔變速箱多為機(jī)械減壓控制+電磁換擋閥控制的電液動(dòng)力變速箱，在國(guó)外常見(jiàn)的為電液比例減壓閥+電磁換擋閥能控制的電液動(dòng)力換檔變速箱。例如：ZF, DANA, CLARK, 紐荷蘭,美國(guó)凱斯, 美國(guó)GOHN DEERE,美國(guó) 卡特，日本小松等。
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+ N/ r7 v2 o- n機(jī)械減壓+電磁換擋閥變速箱與比例減壓+電磁換檔閥變速箱的區(qū)別如下：
機(jī)械減壓+電磁換擋閥的變速箱是通過(guò)手動(dòng)閥或電磁閥切換各檔位的離合器。離合器摩擦片的柔性結(jié)合是通過(guò)機(jī)械減壓閥，或緩沖閥加阻尼孔，或蓄能器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，作用是緩沖、延長(zhǎng)離合器壓緊活塞的動(dòng)作，提高離合器的柔性結(jié)合曲線質(zhì)量。
根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)：裝載機(jī)一檔離合器結(jié)合時(shí)間是600-900ms, 由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)問(wèn)題，其它各檔結(jié)合時(shí)間相同，均為600-900ms。
離合器接合曲線單一，調(diào)整困難，升檔沖擊大，變速換檔周期長(zhǎng)。在行走時(shí)換檔會(huì)感覺(jué)到中間有停頓，升檔有沖擊。
1 J( x" t/ e  d! m1 C汽車(chē)起步時(shí)離合踏板松的慢，動(dòng)力傳遞穩(wěn)。當(dāng)車(chē)輛起步后，離合踏板可以快抬快松。此時(shí)升速換檔和降速換檔要求離合器快速接合，防止動(dòng)力傳遞瞬間中斷產(chǎn)生的沖擊。比例減壓電液動(dòng)力換檔就是模擬最佳操作模式。
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比例減壓閥+電磁換向閥的變速箱是通過(guò)電子微處理器控制器控制比例閥，調(diào)整離合器接合曲線，可以根據(jù)不同檔位離合器的特點(diǎn)，低檔位升檔為慢-柔接合，高檔位升檔為快-柔接合，通過(guò)不同檔位離合器的接合曲線實(shí)現(xiàn)離合器的柔性結(jié)合，達(dá)到動(dòng)力傳遞的無(wú)縫過(guò)渡。
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: E2 s/ B/ w. Z" X以德國(guó)ZF，美國(guó)CASE動(dòng)力換檔變速箱為例，該變速箱的換檔系統(tǒng)采用比例減壓閥（ZERO-OFFSET零偏置電液比例減壓閥IPPRZ59），高響應(yīng)電磁換向閥，微處理器電子換檔控制器。
根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)：裝載機(jī)一檔離合器結(jié)合時(shí)間是約500-700ms。二檔約為300-500ms,三，四檔約為200-300ms.  
% ~- C8 K5 U8 O7 z% {  c8 Y/ V( ]$ E比例減壓電液動(dòng)力換檔可以在最短時(shí)間實(shí)現(xiàn)變速箱的升速、減速，節(jié)油效果明顯。根據(jù)CASE裝載機(jī)的作業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，節(jié)油超過(guò)15%。若與電子伺服油門(mén)配置，通過(guò)分工況控制，功率提高15%，節(jié)油超過(guò)30%。
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英德康

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  j3 P# d5 p" z' }# A' I  N, ?續(xù)5，電液比例減壓+電磁換擋閥的動(dòng)力換擋變速箱
在請(qǐng)出執(zhí)行離合器自動(dòng)換擋幕后的主角（零偏置比例減壓閥）之前，先了解一下它的大家庭-動(dòng)力換擋變速箱的電液比例換擋系統(tǒng)。
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4 H' Y/ Z- j9 P* S) U0 }3 h6 h% c變速箱電液動(dòng)力換檔系統(tǒng)（POWER SHIFT）部件組成：
8 Q0 D/ G. u7 V( L5 UB, 多動(dòng)能雙軸全方位換檔控制手柄--可選，履帶式工程車(chē)輛。
MFLD, 動(dòng)力換檔電液比例減壓閥，電液動(dòng)力換擋閥塊（TE-RVP高響應(yīng)低壓溢流閥，RPP-T059先導(dǎo)電液比例減壓閥，HT-S3A 2位3通先導(dǎo)電磁換擋閥 ）
A, MPC4-PS-H電子換擋控制器--完成換檔控制、實(shí)現(xiàn)離合器平穩(wěn)接合。
+ W. F8 t9 A3 L! c2 |) UD, MPC4-PS電子控制器輸入/輸出接口插頭及信號(hào)電纜。
C, MPC4-PS電子控制器壓力曲線設(shè)定與調(diào)整軟件 -- 基于WINDOWS操作系統(tǒng)。

英德康

! T/ |7 A: L: d6 |2 J續(xù)6，零偏置比例減壓閥
' Z9 G$ r% J8 D幕后主角終于露面了，此比例減壓閥非傳統(tǒng)比例減壓閥，其特點(diǎn)是響應(yīng)速度快，流量大，精度高。
記得第一次到某一合資廠做技術(shù)交流時(shí)，工廠工程師和廠領(lǐng)導(dǎo)看到該閥的原理圖和升壓曲線時(shí)非常驚訝。據(jù)講，該廠曾多次向外方索求該曲線的比例閥資料時(shí)都被拒，沒(méi)曾想，“鐵鞋無(wú)處尋，得來(lái)不費(fèi)功”。經(jīng)過(guò)近6年的裝車(chē)試驗(yàn)，該閥已經(jīng)成功地在于國(guó)產(chǎn)工程機(jī)械變速箱的土壤上生根發(fā)芽，茁壯成長(zhǎng)。
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/ H5 r  @& Q2 B8 k3 f; e6 mIP-PRZ-59帶零位偏置的先導(dǎo)比例控制減壓閥工作原理：
* q* d' J4 V9 E比例減壓閥有三個(gè)油口，P進(jìn)油口，RP控制口，T回油口:
1、比例閥線圈不通電時(shí)，控制口的油通過(guò)主閥芯上的反饋節(jié)流孔進(jìn)入彈簧腔，與彈簧共同作用，將閥芯推到最上端。主閥芯處于封死狀態(tài)，P口和RP控制口不相通。
2、 P口少量的先導(dǎo)供油通過(guò)主閥芯中央油孔，經(jīng)過(guò)濾器，從主閥芯上方的先導(dǎo)油節(jié)流孔流出，通過(guò)常開(kāi)的先導(dǎo)球閥直接回油。
3、當(dāng)比例閥線圈通入PWM電流信號(hào)時(shí)，銜鐵柱塞產(chǎn)生一個(gè)與電流成正比的向下的推力，作用在推桿和定位球閥上，通過(guò)限制先導(dǎo)回油逐漸建立起球閥和主閥芯間先導(dǎo)腔的壓力。
& l8 m1 A* @# G. d限壓：先導(dǎo)油須克服球閥的壓力，將球閥頂開(kāi)，才能流回油箱。
' h7 B+ _3 N7 C6 Z: a( Q建壓：隨著線圈電流增加，作用在球閥上的力增加，主閥芯上端的油壓相應(yīng)升高。該油壓克服彈簧力將主閥芯向下推，進(jìn)油口和控制口相通，先導(dǎo)油經(jīng)P口和RP控制口流入離合器摩擦片的活塞腔。
4、同時(shí)，控制口離合器摩擦片的活塞腔的先導(dǎo)油經(jīng)主閥芯上的反饋節(jié)流孔進(jìn)入彈簧腔，作用于主閥芯下端，將主閥芯向上推，最終上下壓力一致，閥芯處于平衡狀態(tài)。當(dāng)閥線圈中的電流變化時(shí)，主閥芯上腔的油壓變化，閥芯下腔的壓力自動(dòng)做相應(yīng)的調(diào)整，最終使閥芯處于平衡狀態(tài)。
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ZF的訂貨技術(shù)要求，
7 v- [3 k1 Z1 {! q( O先看下面的這個(gè)比例減壓閥PWM電流對(duì)先導(dǎo)壓力的曲線左上表格是控制電流0.12A-0.80A對(duì)應(yīng)的 控制壓力0-24bar，左下圖為驗(yàn)收合格的上限和下限
. e5 z& o* m" G' `( C: j3 W' ?5 J* N右側(cè)是工廠測(cè)試曲線，電流對(duì)應(yīng)壓力升降重復(fù)100次，不得超限。采用該零偏置減壓閥的目的是隨意模擬人工操作離合器的最佳方式，控制換擋離合器的快速分離和柔性結(jié)合，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的自動(dòng)、平穩(wěn)調(diào)速。
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2 E$ @- L: ]2 f! i下圖為控制原理：
0 m- p! V+ A! ]4 xMPC4-PS編程控制器輸出的PWM放大信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)比例電磁線圈，從而帶動(dòng)減壓閥內(nèi)部閥芯的運(yùn)動(dòng)。閥的輸出壓力與閥線圈的PWM電流信號(hào)大小成正比，響應(yīng)時(shí)間50－80ms, 可用控制器對(duì)其壓力曲線進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)閥的控制線圈斷電時(shí)，閥的入口P關(guān)閉，工作油口RP通過(guò)回油口回油箱。當(dāng)線圈得電，比例電流的增加，工作油口輸出油壓也成比例的增加，從而實(shí)現(xiàn)離合器摩擦片的柔性接合。該閥采取輸出油壓反饋方式穩(wěn)定工作油口壓力，使之不受輸入壓力影響。
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下圖為IPR59零偏置比例減壓閥三條特性曲線：
& G! ]5 l$ {; @1 w$ n( @! f曲線A, MPC4-PS控制器控制PWM(脈寬調(diào)制)電流曲線（％），無(wú)論機(jī)械減壓還是比例減壓，其目的都是通過(guò)三階段控制完成離合器換擋周期，即：快速充油、緩沖保壓，逐漸升壓。從曲線A可以清楚看到三個(gè)階段的控制狀態(tài)
; ]. F( k" k1 d: m. L" K$ g5 w1，快速充油：電流曲線最大，換閥開(kāi)啟，快速向離合器空腔充油，使其處于磨合狀態(tài)
2，緩沖保壓：電流曲線保持低壓，閥口減少，緩解大流量充油的沖擊，
4 @& [$ [5 v6 A/ S3，斜率升壓：電流曲線斜率上升，閥微動(dòng)調(diào)節(jié)離合器油缸的升壓特性，模擬踏板慢松離合的過(guò)程使離合器柔性接合，逐漸升壓直至升至最高壓力，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛換擋起步。
曲線B, 離合器充油、柔性接合流量曲線（L/min），閥開(kāi)啟時(shí)與供油與電流曲線趨勢(shì)相同，逐漸減少
曲線C, 離合器充油、柔性接合壓力曲線（bar），在建立壓力后，隨電流逐漸上升
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補(bǔ)充內(nèi)容 (2011-11-25 06:25):
1,比例閥線圈不通電時(shí)，控制口的油通過(guò)主閥芯上的反饋節(jié)流孔進(jìn)入彈簧腔，與彈簧共同作用，將閥芯推到最上端。主閥芯處于封死狀態(tài)，P口和RP控制口不相通。RP口與T口通，離合器的油直接回油箱，離合器徹底分離。

北方的狼1976

太專(zhuān)業(yè)了，仔細(xì)看下來(lái)，覺(jué)得明白了不少關(guān)于裝載機(jī)變速箱的原理

東陸

了解一下，電液控制本身并不了解，總感覺(jué)比純機(jī)械的要神秘的多。

wailang

技術(shù)啊，真真的