一次 動力換擋變速箱升級改造紀實

wxhsd

樓主所說的礦用車變速器廠家是不是貴州的

英德康

前面介紹的機械緩沖閥+電液換擋閥的換擋系統(tǒng)，也稱為微電子控制的半自動化電液變速操縱，是80年代各廠家相繼從德國、美國、日本引進技術(shù)開發(fā)的成果。
20世紀70年代末80年代初，我國為了改變工程機械落后的局面，開始引進工業(yè)先進國家的變速箱制造技術(shù)。
) b: f2 h, m" ]* A1989年四川齒輪廠率先引進了美國CAT公司的動力換檔變速箱、液力變矩器技術(shù)，1992年杭州前進齒輪箱集團引進了德國ZF公司180型變速箱技術(shù)，1995年柳工集團與德國ZF公司合資生產(chǎn)變速箱和濕式傳動驅(qū)動橋，杭齒集團與柳工—ZF合資廠根據(jù)用戶需要均可生產(chǎn)先進的電液換檔變速箱。浙江臨海海宏集團近年來引進美國、日本技術(shù)研制開發(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組件，其技術(shù)水平已達到20世紀90年代國際同類產(chǎn)品的先進水平。
6 U6 j( u/ F- U9 w/ l! K  c! N以裝載機變速箱為例：目前應(yīng)用最廣泛的是1970年柳工與天工院合作開發(fā)成功的ZLSO型輪式裝載機上所用的雙渦輪液力變矩器加簡單行星式動力換擋變速器所組成的雙渦輪簡單行星式“雙變”。我國裝載機配套的定軸式“雙變”，基本上都是由三元件簡單變矩器加定軸式變速器組成。
' y. c3 ?3 B  h7 k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”，四進四退、雙桿操作;第二種是3t級裝載機‘.雙變”，擋位只有三進三退，;第三種是Zt級及以下的小型裝載機所用“雙變”，基本與3t級定軸式“雙變”相同，2008年產(chǎn)量約1萬臺。前3種定軸式“雙變”為機械手動操縱落。第四種是德國采埃孚公司(ZF)的4WG18O(杭齒引進技術(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微電子控制實現(xiàn)半自動化電液變速操縱。
微電子半自動電液變速操縱對于裝載機所用‘雙變”變速箱而言，機械手動換擋升級為電液換擋，產(chǎn)品機械結(jié)構(gòu)沒有改變，談不上先進與否。

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china_lsm

個人覺得只有電液接合才能將箱子的品質(zhì)有所提升，比如老的機械變速器如果只是單純的改成電控其實沒有什么價值，因為操縱閥的換擋品質(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

9 t2 X  ]8 I. s續(xù)4，國外工程機械的動力換擋變速箱技術(shù)簡述
目前國內(nèi)動力換檔變速箱多為機械減壓控制+電磁換擋閥控制的電液動力變速箱，在國外常見的為電液比例減壓閥+電磁換擋閥能控制的電液動力換檔變速箱。例如：ZF, DANA, CLARK, 紐荷蘭,美國凱斯, 美國GOHN DEERE,美國 卡特，日本小松等。


3 C, H& |# \  ]" A; g! u1 r+ f$ \" w( Q機械減壓+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：
機械減壓+電磁換擋閥的變速箱是通過手動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)合是通過機械減壓閥，或緩沖閥加阻尼孔，或蓄能器來實現(xiàn)的，作用是緩沖、延長離合器壓緊活塞的動作，提高離合器的柔性結(jié)合曲線質(zhì)量。
根據(jù)試驗數(shù)據(jù)：裝載機一檔離合器結(jié)合時間是600-900ms, 由于其機械結(jié)構(gòu)問題，其它各檔結(jié)合時間相同，均為600-900ms。
. m$ U- X6 }/ b7 t; c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。在行走時換檔會感覺到中間有停頓，升檔有沖擊。
汽車起步時離合踏板松的慢，動力傳遞穩(wěn)。當(dāng)車輛起步后，離合踏板可以快抬快松。此時升速換檔和降速換檔要求離合器快速接合，防止動力傳遞瞬間中斷產(chǎn)生的沖擊。比例減壓電液動力換檔就是模擬最佳操作模式。

比例減壓閥+電磁換向閥的變速箱是通過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，低檔位升檔為慢-柔接合，高檔位升檔為快-柔接合，通過不同檔位離合器的接合曲線實現(xiàn)離合器的柔性結(jié)合，達到動力傳遞的無縫過渡。
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以德國ZF，美國CASE動力換檔變速箱為例，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。
# n' |( U' @( u% z根據(jù)試驗數(shù)據(jù)：裝載機一檔離合器結(jié)合時間是約500-700ms。二檔約為300-500ms,三，四檔約為200-300ms.  
比例減壓電液動力換檔可以在最短時間實現(xiàn)變速箱的升速、減速，節(jié)油效果明顯。根據(jù)CASE裝載機的作業(yè)試驗數(shù)據(jù)，節(jié)油超過15%。若與電子伺服油門配置，通過分工況控制，功率提高15%，節(jié)油超過30%。


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英德康

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續(xù)5，電液比例減壓+電磁換擋閥的動力換擋變速箱
在請出執(zhí)行離合器自動換擋幕后的主角（零偏置比例減壓閥）之前，先了解一下它的大家庭-動力換擋變速箱的電液比例換擋系統(tǒng)。

5 n  E1 z7 S+ T變速箱電液動力換檔系統(tǒng)（POWER SHIFT）部件組成：
9 [6 i0 S7 u- N- l2 z8 c( pB, 多動能雙軸全方位換檔控制手柄--可選，履帶式工程車輛。
MFLD, 動力換檔電液比例減壓閥，電液動力換擋閥塊（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 ）
* C3 G/ W6 a( n% ^6 i4 A+ H7 n1 iA, MPC4-PS-H電子換擋控制器--完成換檔控制、實現(xiàn)離合器平穩(wěn)接合。
1 f) \; r) @1 b) g: g8 t. WD, MPC4-PS電子控制器輸入/輸出接口插頭及信號電纜。
' E/ M* R# M  N. p! o* CC, 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)。
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英德康

續(xù)6，零偏置比例減壓閥
1 b/ a& o3 j) t) H0 u4 s幕后主角終于露面了，此比例減壓閥非傳統(tǒng)比例減壓閥，其特點是響應(yīng)速度快，流量大，精度高。
* e% A7 |5 m8 N2 Z記得第一次到某一合資廠做技術(shù)交流時，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都被拒，沒曾想，“鐵鞋無處尋，得來不費功”。經(jīng)過近6年的裝車試驗，該閥已經(jīng)成功地在于國產(chǎn)工程機械變速箱的土壤上生根發(fā)芽，茁壯成長。
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IP-PRZ-59帶零位偏置的先導(dǎo)比例控制減壓閥工作原理：
! e: p2 C8 Q& D8 q( I比例減壓閥有三個油口，P進油口，RP控制口，T回油口:
+ N% C" w6 Y$ D# J1、比例閥線圈不通電時，控制口的油通過主閥芯上的反饋節(jié)流孔進入彈簧腔，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 t& [! K" U+ X( y9 S6 d- u2、 P口少量的先導(dǎo)供油通過主閥芯中央油孔，經(jīng)過濾器，從主閥芯上方的先導(dǎo)油節(jié)流孔流出，通過常開的先導(dǎo)球閥直接回油。
$ |0 ?, X7 Z2 `" Y, p3、當(dāng)比例閥線圈通入PWM電流信號時，銜鐵柱塞產(chǎn)生一個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。
限壓：先導(dǎo)油須克服球閥的壓力，將球閥頂開，才能流回油箱。
% @( |& V. A5 K- N7 ?) O& `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。
" o9 K% O' n! q0 @) m4、同時，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，主閥芯上腔的油壓變化，閥芯下腔的壓力自動做相應(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，
先看下面的這個比例減壓閥PWM電流對先導(dǎo)壓力的曲線左上表格是控制電流0.12A-0.80A對應(yīng)的 控制壓力0-24bar，左下圖為驗收合格的上限和下限
右側(cè)是工廠測試曲線，電流對應(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，實現(xiàn)車輛的自動、平穩(wěn)調(diào)速。
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: H' [  ^4 }( t) j8 [1 c1 j8 _下圖為控制原理：
MPC4-PS編程控制器輸出的PWM放大信號來驅(qū)動比例電磁線圈，從而帶動減壓閥內(nèi)部閥芯的運動。閥的輸出壓力與閥線圈的PWM電流信號大小成正比，響應(yīng)時間50－80ms, 可用控制器對其壓力曲線進行調(diào)整。當(dāng)閥的控制線圈斷電時，閥的入口P關(guān)閉，工作油口RP通過回油口回油箱。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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7 k! L/ c8 q( A% y下圖為IPR59零偏置比例減壓閥三條特性曲線：
曲線A, MPC4-PS控制器控制PWM(脈寬調(diào)制)電流曲線（％），無論機械減壓還是比例減壓，其目的都是通過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可以清楚看到三個階段的控制狀態(tài)
4 e3 O4 m8 U3 f; d9 z# x5 s1，快速充油：電流曲線最大，換閥開啟，快速向離合器空腔充油，使其處于磨合狀態(tài)
/ s  E. _- k% ~" X: t9 `5 V2，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，
3，斜率升壓：電流曲線斜率上升，閥微動調(diào)節(jié)離合器油缸的升壓特性，模擬踏板慢松離合的過程使離合器柔性接合，逐漸升壓直至升至最高壓力，實現(xiàn)車輛換擋起步。
3 C+ U' S0 z" I  J4 a曲線B, 離合器充油、柔性接合流量曲線（L/min），閥開啟時與供油與電流曲線趨勢相同，逐漸減少
2 A" l- Z0 P9 V' I& F' @/ E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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3 y4 c6 p! }, K7 N/ U5 \- Z補充內(nèi)容 (2011-11-25 06:25):
7 l' o! }) R9 }" d+ Z' g1 l1,比例閥線圈不通電時，控制口的油通過主閥芯上的反饋節(jié)流孔進入彈簧腔，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

太專業(yè)了，仔細看下來，覺得明白了不少關(guān)于裝載機變速箱的原理

東陸

了解一下，電液控制本身并不了解，總感覺比純機械的要神秘的多。

wailang

技術(shù)啊，真真的