VFS閥過濾精度對液壓響應特性影響淺析

李延斌，嚴麗麗，方立輝，辛海霞，劉華軍

（哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

VFS閥過濾精度對液壓響應特性影響淺析

李延斌，嚴麗麗，方立輝，辛海霞，劉華軍

（哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

文章以某型自動變速器VFS閥為例，介紹了VFS閥濾網過濾精度調整的試驗。試驗結果表明VFS閥濾網過濾精度改變，會影響其油壓響應性；在濾網過濾精度改變后，通過適當調整充放油電流，可以使油壓響應性達到調整前狀態。

自動變速器；VFS閥；過濾精度；響應性；預充油

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.015

CLC NO.:U467.3 Document Code:B Article ID:1671-7988(2016)01-45-02

引言

自動變速器，作為車輛動力總成的一部分，可以使車輛在行駛過程中按照車速及工況的不同自動進行檔位的切換，而駕駛員不必進行頻繁的手動換檔，減輕了駕駛員的操作強度，也是變速器發展的一種趨勢。

在自動變速器換檔的過程中，需要對不同的油路進行充放油，以結合或分離相應的離合器或制動器。為了保證換檔的平順性，需要通過VFS閥對換檔過程中的油壓進行精確地控制，以保證離合器或制動器平穩的結合或分離。

在自動變速器工作時，摩擦片磨損、齒輪嚙合、閥芯運動，會產生或大或小的磨屑進入ATF中，較大的磨屑經過濾芯時被直接過濾掉，較小的磨屑仍會存在循環的ATF中，為防止磨屑使VFS閥出現卡滯而導致VFS閥故障，VFS閥都設有濾網，按照VFS閥需求不同，濾網過濾精度也有所差異。而相同VFS閥采用不同的精度的濾網，在同樣的控制條件下會對整個充油過程產生影響，這會直接影響換檔過程，從而影響換檔品質及駕駛舒適性，因此研究濾網過濾精度對VFS閥響應性的影響有著重要意義。

1、背景

在DAE某新型變速器研發過程中，為提升換擋品質及使用壽命，需要提高濾網過濾精度以降低VFS閥卡滯故障率，而改變濾網過濾精度對VFS閥響應性必然會產生影響，從而影響換檔過程控制及壓力響應，針對此影響提出本試驗進行研究，分析過濾精度與響應性的關系，尋找最佳解決方案。

自動變速器的換檔控制過程及壓力表現示意圖如圖1所示，按照有/無動力、升/降檔的不同，控制曲線會有所差異。其中結合側充油過程，特別是預充油過程，對換檔有著重要影響。預充油壓力過大，可能導致結合側離合器提前結合，輸入軸鎖死。預充油壓力過小，可能導致結合側離合器結合過慢，動力中斷。

圖1 換檔控制過程及壓力表現示意圖

2、設計試驗方案

為保證試驗條件的一致性，選取一臺磨合后工作狀況良好的某型自動變速器。將其安裝于試驗臺。通過各測壓點油壓傳感器測量油壓，通過各位置轉速傳感器監測電機、輸入軸及輸出軸轉速，通過油溫傳感器監測油溫，通過控制器對VFS閥進行手動控制。

1）試驗條件選擇

為保證油壓供給穩定，將試驗臺電機轉速（即油泵轉速）設定為1500rpm。且將主油路油壓置為最大值。

為測試正常工作溫度下的充油過程，將試驗溫度范圍設定為-20～90℃。步長為10℃。

為測試各離合器的充油響應性，將擋位置為D檔，通過控制VFS閥置為N檔狀態。通過控制VFS閥單獨結合或釋放某一個離合器。

2）濾網更換對比

首先使用原機VFS閥0.4mm精度濾網，測試完成后，更換為0.1mm精度濾網（通過面積較0.4mm減少約30%）。

3）試驗過程

以實車換檔過程的預充油時VFS閥的電流為參考，以0.05A電流為梯度，進行預充油模擬。

針對VFS閥分為常高閥和常低閥，選擇常低閥（控制C1離合器，以下簡稱C1）、常高閥（控制C2離合器，以下簡稱C2）分別進行測試。

C1以0A為初始電流，階躍升至0.45A/0.5A模擬預充油。

C2以1A為初始電流，階躍降至0.8A/0.75A模擬預充油。

3、試驗結果分析

實車換檔時，預充油時間約為150ms，因此以電流階躍變化時刻為時間0點，記錄200ms內的油壓變化過程并繪制成曲線，如圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示。

圖2 -10℃測試曲線（C1）

圖3-10℃測試曲線（C2）

圖4 30℃測試曲線（C1）

圖5 30℃測試曲線（C2）

圖6 80℃測試曲線（C1）

圖7 80℃測試曲線（C2）

測試結果表明：

相同試驗條件下，常低VFS閥預充油電流增大（常高VFS閥預充油電流減小），充油壓力增大，響應性加快；

相同試驗條件下，同一VFS閥濾網過濾精度提高后（通過面積減小），相同的預充油電流會延緩壓力的上升，響應性減緩。

同一溫度下，濾網過濾精度提高后，常低VFS閥增大預充油電流（常高VFS閥減小預充油電流），可使壓力響應及壓力大小達到甚至超過原狀態。如：C1使用0.1mm精度濾網，使用0.50A充油壓力大小及響應速度高于C1使用0.4mm精度濾網，使用0.45A充油的壓力大小及響應速度。

4、結論

根據試驗測試結果：

VFS閥濾網過濾精度更改（通過面積發生改變），對VFS閥預充油會產生影響；

VFS閥濾網過濾精度提高后，會減緩VFS閥充油速度，降低響應壓力大小；

在濾網過濾精度提高后，通過適當調整充放油電流，可以使充放油速率達到調整前狀態。

因此，在實車狀態下，更換高過濾精度的VFS閥濾網，常低閥通過適當增加預充油電流，常高閥通過適當減小預充油電流，即可達到使用低精度濾網時充油的響應性，即可消除因濾網精度變化產生的對預充油壓力及響應性的影響。

Analysis of the Affects of VFS Valve Filtration Precision on Hydraulic Response

Li Yanbin, Yan Lili, Fang Lihui, Xin Haixia, Liu Huajun
（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

This paper introduces an experiment of the VFS filter screen precision adjustment, taking the VFS valve of a type of automatic transmission for example. Results show that the precision change of the VFS valve filter screen will affect the oil pressure response. We can make the response reach the same standard after altering the VFS valve filter screen by adjusting the boost/drain current of the VFS valve appropriately.

automatic transmission; VFS valve; filter precision; response; oil boost

U467.3

B

1671-7988(2016)01-45-02

李延斌，助理工程師，就職于哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心。研究方向AT策略開發、軟件測試、試驗、HIL測試。