Allison3000集成液力缓速器的试验研究

10.16638/ki.1671-7988.2017.14.030
Allison3000集成液力缓速器的试验研究
邱辉鹏
（陕西法士特公司研究院，陕西西安710119）
摘要：文章通过对Allison公司3000系列变速器的集成液力缓速器的机械结构及液压原理的分析，理解了其制动过程和性能。

设计了缓速器单体试验台及液压控制阀组，再将该缓速器从变速器上拆解下来进行了单体性能试验，试验结果验证了对其性能的分析。

关键词：液力自动变速器；液力缓速器；制动扭矩
中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)14-88-02
The Test Research of Allison 3000 Integrated retarder
Qiu Huipeng
( Shaanxi French institute, Shaanx Xi 'an 710119 )
Abstract: This paper analysis the mechanical structure and hydraulic principle of the Allison 3000 A T integrated retarder, understand the work process and performance. Then design a test rig including the control valve blocks to test the retarder which was tear down from the AT. The test results improve all the designs are good.
Keywords: Hydraulic automatic transmission; Retarder; Braking Torque
CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)14-88-02
引言
Allison公司的3000系列液力自动变速器风靡全球，该产品为6速自动档变速器，输入功率覆盖180-350Kw，输入扭矩覆盖900-1700Nm。

在输出端集成了液力缓速器，结构紧凑，制动力矩大，响应迅速，工作可靠。

该产品占据了我国商用车AT绝大部分的市场份额。

对此产品开展分析研究可以为国内研发制造商用车自动变速器积累经验并提供理论支持。

1 原理分析
Allison3000液力缓速器由定子、转子、带叶片的缓速器壳体、输出行星架等组成。

缓速器制动力矩的理论计算公式如式（1）所示[1]：
（1）式中的T为制动力矩；为油液的密度，为转子的角速度；D为转子的直径。

为缓速器性能系数，它不仅与转子和定子的叶片形状相关，同时也和缓速器中的油液压力相关。

Allison3000液力缓速器，其官方公布的理论制动性能，如图1所示[2]。

图1 Allison3000理想扭矩与转速关系
图中，根据充液水平，缓速器工作分为4个档位，见图中的实线部分，即极低档、低档、中档、高档。

在转速低于
作者简介：邱辉鹏（1983-），男，江西婺源，硕士，液压控制系统设计主管，工程师，就职于陕西法士特公司研究院。

研究方向：智能传动产品。

汽车实用技术
89 2017年第14期
1000rpm时，扭矩与转速的平方成正比，如公式（1）所述，在1000-2000rpm时，扭矩保持不变，当转速继续升高时，制动扭矩呈抛物线下降，制动功率基本不变。

基于上述分析，要实现缓速器不同档位的制动能力，必须要通过液压控制系统调节充液水平。

图2是Allison3000液力缓速器工作时液压系统的原理图。

图2 缓速器工作时的液压回路
图中当电磁阀PCS5上电后，输出控制油压作用在继动阀和调压阀上。

主压力油路中的一路油通过继动阀作用在流量阀的右端，使其左移，缓速器内部的油液通过流量阀实现了自身的循环。

主压力油路中的另一路油，进入到调压阀，由调压阀调节后进入缓速器内部形成背压。

调压阀根据电磁阀的输出控制压力，调节调压阀的节流开度，得到不同的缓速器背压，形成缓速器的不同档位。

2 台架设计及试验
图3 缓速器试验台液压系统原理图
本文设计了缓速器的单体试验台对前述分析进行试验。

通过电机驱动油泵，再由液压阀组调节后进入缓速器。

试验台及液压控制阀组的详细设计如图3所示。

试验过程中，调节电磁阀PCS5的控制电流，可以得到不同的缓速器控制压力。

在不同工作压力下测试缓速器的输出制动扭矩，结果如图4所示。

图4 缓速器制动性能试验结果
由图中可见，在0-1000段，扭矩随着转速急速上升；在1000-1500段，扭矩变化不大；当转速超过1500后，扭矩随着转速升高而明显下降。

得到的规律与Allison宣传的理论性能曲线（图1）是一致的，表明试验效果良好。

3 结语
本文通过对Allison 3000系列集成的液力缓速器原理及液压控制回路进行研究，并针对性地设计了缓速器的性能试验台，对缓速器的性能进行了试验，其结果与Allison公司的理论曲线基本一致。

该试验结果验证了该试验台效果良好，为后续对缓速器的其他性能指标，如寄生损失、响应时间等的研究提供了基础。

参考文献
[1] 田晋跃.自动变速器构造原理与设计方法[M].北京:北京大学出版
社,2009.
[2] Allison Transmission, General Motors Corporation. PRINCIPLES
OF OPERATION[M],2005.。