自动变速器油冷却器对本体热平衡影响研究

张凯，王君，尹东升，杨超，杨金民



自动变速器油冷却器对本体热平衡影响研究

张凯，王君，尹东升，杨超，杨金民

（哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心，黑龙江 哈尔滨 150060）

自动变速器的热平衡能力在自动变速器设计及开发过程中是一个非常重要的测试参数。热平衡能力的好坏直接关系到变速器整体性能，而且对自动变速器的传动效率有很大影响。所以，如何有效控制自动变速器的热平衡能力而经过大量的试验研究证明，自动变速器热平衡能力与自动变速器进冷却器流量计自动变速器主润滑油压力存在一定关系。通过对进入散热器流量计主润滑油压力的控制可以对自动变速器的热平衡能力进行精确控制，对提高变速器的工作能力具有很大指导性意义。

自动变速器；主润滑压力；散热性能；测试

1 引言

随着汽车行业的发展，人们生活水平的提高，汽车已经成为人们生活不可缺少的一部分。搭载自动变速器的汽车更受大众所青睐，为此大部分汽车厂家也加大了对自动变速器的研发。自动变速器在工作过程中热平衡能力是设计变速器是一个非常重要的指标，自动变速器本体热平衡能力是评价一款变速器好坏的重要指标。在正常的设计和测试过程中认为变速器热平衡能力与散热器大小及整机传动能力有关。所以，在控制变速器热平衡时一般也从这两个方面入手。但是随着对自动变速器研究的深入和试验的细化，发现自动变速器的热平衡能力与进散热器的流量以及主润滑压力有密切的关系，通过对其二者的控制可以达到精确控制自动变速器热平衡的目的，这在自动变速器逆向开发及方案优化方面有者重要的意义。

2 本文的研究意义和内容

2.1 本文的研究意义

在进行逆向开发对标样机热平衡能力验证时，通常处于A样机验证阶段，此时如果对散热器大小进行改造，可能受到整车大小的限制而无法修改。这样一般会选择对主润滑油压力和进散热器流量，在一定范围内控制自动变速器热平衡能力。对自动变速器主润滑油压力的测试方式一般通过将预留在自动变速器壳体上的压力测点，将主润滑油的压力通过压力传感器进行测试。而进行自动变速器散热性能测试时，一般通过自动变速器内置温度传感器和自动变速器进出散热器流量两个参数进行评价，温度传感器通过改造螺栓工装固定在自动变速器油温传感器上。自动变速器进出散热器流量则需要将流量传感器串接到自动变速器与散热器回路中。并在进入流量计之前加装温度传感器和压力传感器测点。以便对自动变速器整机散热性能进行测试。

图1 变速器油温传感器温度

图2 ATF油流量

图3 变速器进油口压力、温度

2.2 本文的主要研究内容

在设计自动变速器热平衡能力目标值时，通常需要进行对标样机在不同工况下的测试，通过温度传感器测量读书大致确认自动变速器热平衡目标值。而此目标值通常使用自动变速器油温传感器处温度来代表。

由于设计自动变速器热平衡能力的目标值应为变速器工作状态的极限工况。故在整车试验时，环境温度设定为35℃，用以模拟高温情况。车辆运转状态大致分为6个工况状态，分别为高速工况、爬坡工况、堵车工况、D档怠速工况（分为开空调和关空调）、N档怠速工况（分为开空调和关空调）以及R档怠速工况（分为开空调和关空调）。

高速工况：车速定义为最高车速90%；档位为D档；底盘测功机坡度为0%；整车空调状态为AC开、风量最大。

爬坡工况：车速为30km/h；档位D档；底盘测功机坡度为7.33%；整车空调状态为AC开、风量最大。

堵车工况：车速按照图4所示；档位为D档；底盘测功机坡度为0%；整车空调状态为AC开、风量最大。

图4 堵车工况车速对应油门踏板曲线图

按照以上工况对对标样机进行热平衡能力测试，采集其自动变速器油温传感器位置温度、自动变速器主润滑压力以及进入散热器流量，作为目标值后通过对的自行研制的A样机的主润滑油压力机进入散热器的流量进行控制来达到控制整机热平衡能力的目的。

3 整机热平衡能力影响因素研究

3.1 对标样机整机热平衡能力

按照试验工况对标样机进行6个工况的热平衡能力测试，在测试过程中由于是模拟极限工况。所以，需要对整车多种性能指标进行监控，如发动机转速、发动机机油温度、发动机冷却液温度、发动机进气压力及流量、变速器表面温度、变速器本体温度及压力等。在各参数均在正常范围内的情况下，认为试验数据具有较高的有效性，测试热平衡能力如图5所示。在堵车工况下自动变速器发热量最大，油温可达111.9℃。而在N档怠速时，其发热量最小为76.3℃。

图5 对标样机油温传感器温度曲线

对标样机的主油压力及流量如图6和图7所示，仅在高速工况压力较高，在其他工况主压力和流量较为稳定。

3.2 A样机未优化状态整机热平衡能力

按照对标机相同工况对A样机进行测试，如图8所示，A样机除R档怠速关空调工况与对标机热平衡能力相当为，其他所有工况均高于对标样机，而且在爬坡工况下升高10%。

图8 A样机与对标机热平衡能力对比曲线

图9 A样机与对标机热平衡能力对比曲线

图10 A样机与对标机热平衡能力对比曲线

与对标机相比，A样机的主油压力和ATF油流量存在很大差别，尤其是在爬坡工况和D档怠速工况下，虽然ATF油流量高于对标机流量。但是，热平衡能力却低于对标机。经过对A样机本体分析，确定在爬坡工况下。由于车速较低30km/h，变速器一直处于滑磨状态。而A样机的液力变矩器容量比对标机容量小。在滑磨状态下产热量比对标机大，属正常现象。而其他工况下热平衡能力较差的则通过TCU调整主润滑压力和ATF油流量，使主润滑压力跟随输出扭矩变化。修改后变速器热平衡能力得到改善。

3.3 调整主润滑油压力和ATF油流量测试

对A样机调整主润滑油压力和ATF油流量后测试数据如图11所示。通过对主润滑油压力和ATF有流量的调整，A样机的热平衡性能基本趋近于对标机的热平衡能力，相差较大高速工况和爬坡工况温度差异也在5%以内。通过分析此部分差异在于A样机本体液力变矩器容量小于对标机。所以，产热量较高。

图11 A样机调整压力也流量与对标机对比曲线

4 总结与展望

4.1 总结

本文提出通过调整自动变速器主润滑油压力和进入散热器流量的方法来调整自动变速器的热平衡能力，此方法在进行自动变速器逆向开发或者开发后期排故时可以起到很大作用，因为此阶段变速器散热器大小、形状位置已经基本固定。无法通过修改散热器达到提高变速器热平衡能力的效果。而通过修改TCU的标定参数，在不影响自动变速器性能的情况下。通过调整主润滑油压力和流量的方式来控制自动变速器热平衡性能，是一种简单。高效的方法

[1] 郭立书.汽车自动变速控制系统的发展[G].公路交通科技.2003（12）.

[2] 赵海波.汽车自动变速器构造与维修[G].机械工业出版.2010（2）.

[3] 陈天民.自动变速器动力流分析大全[G].中国电力出版.2008（3）.

The automatic gearbox oil water cooler studies to the essence hot balance influence

Zhang Kai, Wang Jun, Yin Dongsheng, Yang Chao, Yang Jinmin

（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

The hot and equilibrium ability of the automatic gearbox is a count for much test parameter in the automatic gearbox design and the development process.The quality of[with] hot and equilibrium ability relates to to the gearbox whole function directly, and spreads to move an efficiency to have to the automatic gearbox to influence very greatly.So, how control the hot and equilibrium ability of the automatic gearbox effectively but through a great deal of on trial research certificate, automatic gearbox the hot and equilibrium ability and automatic gearbox enter main lubricant pressure of the water cooler flowmeter auto gearbox to exist a certain relation.Pass to carry on the precision control towards entering to spread main lubricant pressure of hot machine flowmeter of control can to the hot and equilibrium ability of the automatic gearbox, guide sex meaning towards improving the work ability of the gearbox to have very greatly.

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U463.2

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张凯，就职于哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.018