工程机械变速箱电液控制系统分析

工程机械变速箱电液控制系统分析

胡威

关键词：变速箱；电液控制；系统分析

引言：

随着我国科学技术的发展，用户对机械工程的要求也在不断提升，尤其是对工程机械变速箱的电液控制系统的要求更是有提升。该变速箱在运行时比较便利，而且它的操作简单，在工程机械的应用中比较广泛。除此之外，工程机械变速箱电液控制系统在操作时还比较省力，在实际应用中意义重大。当前我国许多的工程机械变速箱的电液控制系统的控制方法相似，一般情况下都会有两种控制方式。第一中控制方式主要是由四个电磁阀来实现，第二种则是通过五个电磁阀来实现。

1工程车辆自动换档变速箱

自动变速技术已经被广泛地应用在各种汽车上诸如高级小客车～超重型自卸汽车要求高通过性的军用越野汽车以及城市的大型公共汽车等车型0近年来又被引入工程车辆中工程车辆自动变速器具有下列显著的优点Z010大大提高发动机和传动系的使用寿命；020具有良好的自适应性；030改善了实用性能其操纵轻便大大减轻了驾驶员的劳动强度；040提高了工程机械的使用效率及作业质量0因此自动变速技术作为一项关键技术被应用于工程机械中是必然趋势。

2液压控制分析

在液压系统的控制中主要是在4个电磁阀基础上建立了5个电磁阀液压控制方法，这种系统控制效果更为显著，压力调节更加方便，在很大程度上提高了粗调和精调的控制效果，整体控制操作更加简便。液压控制主要是通过控制系统的改善进行调节，通过减压阀和控制压力阀控制压力。在进行控制的过程中，液压控制通过加强排油阀7换向阀8以及2级阀9使整个系统换档效果，有效提高了换挡过程中的操作效率。上述操作有效改变了变档过程中油路的转换速度，确保油迅速回到变速箱壳体，减少了油路出现滞后的可能性。液压控制过程中还增加了换向阀，这样可以更好的控制系统的运行速度。如果将系统的档位调整到一档或者二档时就会减小整个系统的压力，进而导致该压力通过电磁阀M4传输到档阀4和换向阀。在这一过程中二级阀的压力就会被切断，最终可以达到慢档的功能要求。如果系统处在其他的档位中，系统内部的负向压力就会被重新调整，使得系统的压力变大，档位迅速改变为高压力效果，实现快档的功能。在该过程中5个电磁阀的操纵系统明显缩短了换挡时间，减少了换挡过程中的冲击性和柔和性。

离合器KI、K2、K3控制方式与离合器结合的控制方式要保持一致，加强控制效果。实际操作过程中KV、KR和K4几种离合器的控制方式之间存在比较大的差异性。在四个电磁阀控制系统中采用的控制方法主要是控制电磁阀M3，从而来实现换挡功能，加强对换档阀3的控制力度。同时在换档阀3和换档阀1的控制下，系统可以更好的对离合器K4，KV和KR的控制，最终达到系统液压的控制，保证整个系统的正常运行。4个电磁阀的控制系统的控制方式很容易由单纯的阀损坏导致安全事故发生，整体事故发生率较高。5个电磁阀的的控制系统和4个电磁阀的控制系统大有不同，它主要是通过电磁阀MS来实现对换档阀5的控制，而换挡阀5则主要通过控制离合器K4，然后再用电磁阀M3来实现对换挡阀3的控制，最终达到控制离合器KV的目的，从而实现换挡。这样的系统控制方法能够保证工程机械设备的安全运行，能够提升整个系统的运行状况。最终更好的实现工程机械变速箱液压的快速发展。

电气控制分析电控系统执行单元三坏大的部件组成和主要控制输入单元中央处理单元在整体的控制过程中存在非常明显的差别，主要表现在2种系统中。

4个电磁阀的控制系统功能主要有：启动保护功能、动力切断功能、倒档控制功能。其中，启动保护功能主要是通过操纵手柄控制继电器Kl和继电器K2实现对系统的有效控制，实现对系统的启动保护。除此之外，倒档控制功能也是应用上述原理。动力切断功能主要通过对操纵手柄触点控制实现对系统电磁阀Ml和电磁阀M3，完成对系统油路的高效切断，在很大程度上提高了切断效果。该系统通过全部继电器控制方式实现调节，微调的效果较差。要想对系统进行微调必须要依靠液压系统实现。

5个电磁阀的控制系统在4个电磁阀的控制系统基础上对其进行了改善，有效提高了对启动保护功能和倒档控制效果。5个电磁阀的控制系统通过操纵手柄对空档启动保护和倒档控制进行加强，使用微电脑控制器为主的中央处理单元对系统自动化变速档的调节进行智能操控，缩短了控制系统反应时间。

2.1操纵手柄

操纵手柄增加了～个空档锁定开关和强制换低档按钮。空档锁定开关作用是锁定操纵手柄档位在空档位置，此开关不打开，手柄不能动作，防止误操作使车辆运动．从而加强整机的安全性。强制换低档触点．顾名思义就是控制实现强制换低档功能．强制换低档功能在后面中央处理器功能介绍。

2.2中央处理器

中央处理器外部接口的主要结构包括：转速输入信号接口，动力切断输入信号接口，操纵手柄的的8个输入信号接口，5个电磁阀输出信号接口一套诊断接口。中央处理器的主要功能：

（1）换档功能。根据换档手柄信号和转速传感器信号，中央处理器对信号进行操作，合理控制变速操纵电磁阀动作，完成换挡。

（2）强制换低档功能。该功能主要是通过速操纵手柄上的强制换抵挡按钮通过EDS信号转换对中央处理器功能进行转换。手柄上的强制换抵挡按钮主要为前进2档或者是倒退2档。在对强制换低档功能进行消除时可以通过：改变行驶方向；转动手柄改变档位；再次使用强制换低档功能；转换为空挡。强制换抵挡功能可以有效提高整车的工作效率，降低操作人员的工作量。

（3）动力切断功能。动力切断开关52闭合时，处理器对电磁阀M4进行控制，实现对内部程序1档或2档油路切断。处理器在对传输的过程控制时主要通过发动机的动力进行切断，阻断动力供给，完成控制。

（4）失效时系统特性。中央处理器可以对来自电磁阀和转速传感器的输出信号与所有档位选择器的输入信号进行监控。当出现异常信号时，中央处理器立刻跳转至空挡状态，实现对所有信号的切断。

（5）微调控制。微调控制主要指中央处理器可以通过自身的微电脑控制器实现对电磁阀结合控制效果的提高。通过微电脑控制器可以根据具体电磁阀环境和控制系统实时信号实现对系统细微动作的调整，降低电磁阀换档操纵可能出现的误差，减少换挡过程中的冲击效果。

2.3转速传感器

转速传感器作用是给中央处理器以脉冲的形式反馈信号，协同操纵手柄实现换档的平稳性和合理性。如果该传感器损坏．变速器将没有3档和4档．整车以2档速度行驶。

2.4电磁阀

电磁阀为整个系统的执行部件变速器的换档操作根据它们组合来完成，具体见图3电磁阀逻辑图。它们的电压为Dc24v，电流一般为O35A，目前应用的大多为开关阀，随着科技发展，制造工艺提高．国外很多厂家已经开始采用比例控制电磁阀了。

结束语：

变速操纵系统是变速器的一个核心部件．它的性能好坏直接影响着变速器的性能，他代表了一个变速器的水平和发展方向随着自动化技术的发展。工程机械变速操纵系统也在向着全自动换档上转换。

参考文献：

[1]张建.工程机械变速箱控制系统的研究与开发[D].吉林大学2015

[2]黄宗益，李兴华.工程机械液力变速器（第六讲）变速器电液操纵（2）[J].工程机械.2017（06）

[3]李华，姚进，赵世佳，吴水深.工程机械变速箱齿轮布局优化[J].机械传动.2017（02）.