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1、3000-4000系列变速箱简介,10514,1,研究学习,主要内容,型号 3000系列及变扭器 4000系列及变扭器 变速箱结构和工作原理 变扭器 行星齿轮组和动力输出电子控制 和车辆电子系统界面 缓速器 Allison计算机辅助分析系 iSCAAN iSCAAN的功能 变扭器的匹配 匹配性能分析 计算实例分析 变速箱及控制系统的安装要求 变速箱的安装固定 传动系统和冷却系统 电器连接I/O 功能 预知功能及燃油经济性功能 调试及注意事项,2,研究学习,型号,3000 Product Family 3000 3000SP 3200 3200MH 3200ORS 3200SP 3500 350
2、0ORS 3500SP 3700 3700SP 4000 Product Family 4000 4000MH 4000ORS 4000SP 4200 4200ORS 4430 4430SP 4430ORS 4440 4500 4500ORS 4500SP 4600ORS 4700 4700OFS 4700SP 4800 4800SP 变扭器 TC411,TC413,TC415,TC417 TC521,TC531,TC541 ,TC418,TC419.TC421 TC551,TC561,3,研究学习,变速箱结构和工作原理,4,研究学习,输入组件 连接发动机与变速器齿轮箱组件. 由变速器/发动机
3、连接件及变扭器/闭锁离合器组成 齿轮箱组件 齿轮箱组件包括行星齿轮组件, 离合器及主油泵. 取决车型和用途, 齿轮箱可提供4至6个前进挡和1个倒挡 输出组件 变速器后部输出部件以传递变速器的功率/扭矩到车辆的传动系统. 由减速器, 停车驻动器, 冷却器接口, 输出法兰及后支撑支架组成 控制组件 位于变速器底部. 控制变速器的工作. 包括油底壳(2吋及4吋), 变速器油及滤清器, 控制换档的阀体及电磁阀,变速箱结构和工作原理,5,研究学习,3000-4000系列变速器附件,Shift Selector,TCM,Harness,变速箱结构和工作原理,6,研究学习,变速箱结构和工作原理,发动机与变速
4、器间提供液压-机械式偶合 由泵轮, 导轮, 涡轮及闭锁离合器组成 泵轮 以发动机速度转动 涡轮 与变速器涡轮轴连接 导轮 将循环液体的流向重新导向泵轮增大扭矩 闭锁离合器 在发动机与变速器间提供1:1的机械偶合 变扭器结构和工作动画,变扭器,7,研究学习,行星齿轮和动力输出,3K-4K 6SPEED系列变速器利用3个行星齿轮组(P1,P2,P3)产生不同速比的输出 离合器组(C1, C2, C3, C4, C5)驱动和固定相关的部件(行星齿轮组)以产生不同的输出 旋转动力经主轴/输出轴和相关部件传递 电控液压系统控制离合器的应用和释放 行星齿轮组 由太阳轮(中部), 齿架(连接4个行星齿轮)和
5、齿圈(外部)构成 行星齿轮组中的一个部件固定另一部件被转动(或称为输入), 第三个部件成为输出部件,变速箱结构和工作原理,8,研究学习,行星齿轮组和动力输出,C1,C3,C2,C4,C5,P1,P2,P3,9,研究学习,行星齿轮组和动力输出,离合器组 离合器组按操作所需对行星齿轮组提供输入及固定 离合器分旋转(C1,C2)及固定(C3,C4,C5)两种类型 两组离合器同时作用获得前/后档位 1 档: C1和C5离合器作用 2 档: C1和C4离合器作用 3 档: C1和C3离合器作用 4 档: C1和C2离合器作用 5 档: C2和C3离合器作用 6 档: C2和C4离合器作用 倒档(R):
6、C3和C5离合器作用 空档(N): 仅一组离合器(C5)作用,10,研究学习,11,研究学习,12,研究学习,13,研究学习,3K-4K系列PTO 发动机驱动，PTO与变扭器壳连接，个螺栓 侧侧置PTO（8:00,4:00钟位置），顶侧置PTO（1:00, 8:00钟位置） 4K 只有顶侧置PTO（1:00, 8:00钟位置） 输出扭力：,变速箱结构和工作原理,PTO 取力器选装,PTO 取力器工作DV,14,研究学习,变速箱结构和缓速器工作原理 (选装),15,研究学习,Driver Controls,变速箱结构和缓速器工作原理 (选装),16,研究学习,Air from Aux air T
7、ank MUST be CLEAN and DRY,All Air lines must be cleaned out prior to assembly,Brake Pedal (Pressure Switches) and / or Lever,Optional Sump Coolers Available,Enable Switch,RMR,变速箱结构和缓速器工作原理 (选装),17,研究学习,减速器能量,变速箱结构和缓速器工作原理 (选装),18,研究学习,减速性能的匹配 减速性须与车辆匹配 考虑的主要因素: 车辆的GVW (满载/空载) 后桥速比 轮胎尺寸 乘客和司机的舒适度 加强冷
8、却 加强车辆制动系统的寿命 车辆的制动值: 一般制动值: 0.15g 0.20g 一般制动值(+): 0.25g 0.30g (乘客可能抱怨) 紧急制动值: 0.6g 0.7g (轮胎拉带),变速箱结构和缓速器工作原理 (选装),19,研究学习,常规设计原则: 减速度值 0.10g 0.15g (减速器) 若无天气条件影响可0.20g 车辆的冷却系统必须能够散除减速器工作产生的热能 减速器控制系统 控制系统选择 三级缓速(与专用制动（阀）踏板配合） 手柄控制(城市间/旅游客车) 自动应用(油门关闭时) 减速器控制系统应提供可控制的及可接受的减速级别和最大的燃油经济 性, 最长的制动系寿命或两者
9、的平衡(较高的减速级别66% - 100%可能 影响乘坐舒适性) 使用减速器主控开关 冰滑路面关闭减速器 具有ABS的车辆(辅助司机控制) 前置驱动绞接客车,变速箱结构和缓速器工作原理 (选装),20,研究学习,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,包括动力系在内的各系统和各部件的选择应考虑到其相互间的兼容性, 所需的工作循环和维修保养的要求以满足车辆的综合工作特性 Allison的iSCAAN提供了一方式以评估不同部件/系统的选择对车辆性能选择的影响 iSCAAN: 计算机应用分析系统(Web-site Based System for Computerized Applicatio
10、n ANalysis)的缩写,21,研究学习,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,使用iSCAAN的目的 预算可接受的整车性能 利用Allison的经验 优化车辆系统的性能 辅助设计动力系统的轮廓 选择一适当变速器的重要性 变速器, 变扭器, 发动机和其它车辆系统间的适当匹配是保证车辆性能和可靠性的关键如下诸元将影响车辆的动力性 发动机特性 变扭器特性 发动机变扭器的匹配 变速器特性 减速器能量,22,研究学习,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,减速器控制 车辆因素(GVW,驱动桥速比等） 环境因素(车辆如何使用及使用地情况） 车辆设计时下述因素应被考虑 最高车速 爬坡度
11、 加速性 燃油经济性 潜在的换档循环 减速性能 负载工作循环 乘客舒适度,23,研究学习,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,iSCAAN将对特定的组合进行应用分析如下诸元将被检验： 变速器与车辆种类的兼容性 变速器的额定值 变扭器匹配的适宜性 车辆的基准(爬坡度, 最高车速等) 特别性能要求(符合政府法规要求的特种车辆如消防车标准) 减速性及减速时产生的热量 iSCAAN数据输入表1及2,24,研究学习,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,25,研究学习,发动机与变扭器的匹配 发动机与变扭器匹配性能的计算即变扭器涡轮轴输出性能的计算,Allison计算机辅助分析系统iSC
12、AAN,26,研究学习,发动机外特性（试验室扭矩曲线LUG-BACK）,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,27,研究学习,变扭器吸收图,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,28,研究学习,发动机与变扭器的匹配举例,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,29,研究学习,输入扭矩(N.m) 输出扭矩(N.m),Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,30,研究学习,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,输入功率 (kw) 输出功率 (kw),31,研究学习,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,发动机外特性（加速扭矩曲线ACCL）,32,研究学习
13、,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,变扭器的匹配需考虑冒黑烟控制器的影响,33,研究学习,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,根据发动机的要求和经验选择合适的变扭器,34,研究学习,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,换档时机 T系列变速器的换档点可在1700 rpm 2800 rpm间设定 针对一换档点TCM还可设其为下述各种模式: S1/S5(动力), 全油门升档近发动机额定转速 S2/S6(动力), 全油门升档近发动机额定转速大约90% S3/S7(经济), 全油门升档近发动机额定转速大约86% S4/S8(经济), 全油门升档近发动机额定转速大约77%
14、S9(经济), 升/降档低于S4/S8 SA(经济), 全油门类升/降档类似S1/S5, 但部分油门升/降档低于 S1/S5部分油门时 SB(经济), 全油门类升/降档类似SA, 但部分油门升/降档稍高于SA部 分油门时 S1-S4换档模式适用于全程调速发动机, S5-S8换档模式适用与两极调 速发动机,35,研究学习,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,S1（实线）/S9（虚线）换档模式比较,36,研究学习,Allison计算机辅助分析系统iSCAAN,换档点的设定应本着换档前/后发动机的转速落在发动机峰值扭矩转速和靠近发动机最大功率转速之间 考虑城市公交客车的运行条件, 换档点可
15、设定在靠近发动机峰值扭矩转速高转速侧但换档后发动机的转速有可能低于发动机峰值扭矩转速. 咨询发动机厂商以确定可接受的发动机(转速)工作区域,37,研究学习,系列变速箱变扭器壳承受的弯矩为：1700Nm - 2400Nm,变速箱的安装固定,38,研究学习,T系列变速箱可提供后辅助支撑,变速箱的安装固定,39,研究学习,传动系统,T系列变速器可使传动系产生较高的速度 不正确的传动系设计将增大传动系统的振动和噪音的产生并将损坏变速器及其它部件 衡量传动系设计的参数 扭转加速度 衡量综合的不均匀运动,如变速器加速/减速时作用在传动轴上的加速度. 反之亦然 惯量加速度 衡量传动轴的不均匀运动, 由U型接
16、头驱动(输入)/非驱动(输出)端的产生的峰值加速度 传动系设计需主要考虑的因素: 角度(变速器/桥) 传动轴尺寸/传动系最大转速 其它, 如: 传动轴万向节十字头中心至车架的距离, 悬架的行程及传动轴的动平衡等,40,研究学习,传动系统,Allison的计算软件辅助传动系的设计,41,研究学习,冷却系统,变速器的工作温度 最小启动温度, TranSynd : -35 C 油底壳最小连续工作温度: 40 C 油底壳常规连续工作温度: 93 C 油底壳最大连续工作温度: 121 C 变扭器最大断续输出温度: 149 C 减速器最大断续输出温度: 165 C 变速器外壳容许最大温度: 121 C T
17、系列水冷冷却器的布置 冷却器合理的布置是OEM的责任 Allison推荐的变速器的油冷却器布置,42,研究学习,冷却系统,Allison推荐的变速器的油冷却器布置,43,研究学习,冷却系统,44,研究学习,冷却系统,45,研究学习,冷却系统,46,研究学习,冷却系统,47,研究学习,冷却系统,冷却系统的评估(计算) 平衡温度 热负荷能力 冷却器Q值 满足所有要求的最大热负荷能力 外部数据要求: 发动机水流量, 散热器Q值, 进入冷却器的 水温度 冷却系统试验 为了验证冷却系统的效能, 须对样车进行冷却系统试验. 参见Allison的实验规范TD-157,48,研究学习,安装输出法兰 变速箱安装
18、长度的确定 发动机连接 变速箱的安装方式 传动轴安装 冷却系统 电控系统安装 整车电器接口 缓速器控制方式,安装变速箱,49,研究学习,传动轴连接法兰 多种法兰可供选择, Allison 可以提供按用户的要求提供. 防尘罩的安装 变速箱总长度计算 传动轴安装校核,安装输出法兰或节叉,50,研究学习,参考图：3000 AS66-441 和AS66-442,51,研究学习,变速箱总长度计算,52,研究学习,变速箱与发动机连接,发动机连接 1000/2000系列 标准匹配 -SAE No. 号 飞轮壳和SAE No. 号 3000系列 标准匹配 -SAE No.2 号 飞轮壳 可采用过渡方式连接 S
19、AE No.1 号 飞轮壳 4000系列 标准匹配 -SAE No.1 号 飞轮壳 注: 通过挠性盘与发动机连接, 标准连接件由Allison 提供.,53,研究学习,发动机连接示意图,54,研究学习,55,研究学习,变速箱的安装,变速箱的安装有如下方式： 悬置于发动机飞轮壳上 通过计算作用于飞轮壳连接面上的弯矩在发动机和变速箱的允许范围内 发动机飞轮壳连接变速箱后支撑 通过计算作用于飞轮壳连接面上的弯矩超过发动机允许范围 利用变速箱变扭器壳上的安装孔 “摇篮式”安装 远距离安装 对于客车大都采用第一种方式 注意：远离热源以上，变速箱下方留有足够的拆装滤芯和放油塞的空间；变速箱的安装应保证拆卸
20、变速箱的方便性 安装角度要求见Transmission Data 计算参考文件,56,研究学习,57,研究学习,后支撑,58,研究学习,59,研究学习,安装角度要求 传动轴运动校核 参考文件： 和driveline design,传动轴的安装,60,研究学习,冷却系统的安装,61,研究学习,油冷却器的选择 整体油冷器和分体油冷器 冷却系统安装要求 油-水冷却器, 串接在发动机冷却系统中. OEM 负责按Allison要求将分体冷却器固定在合适位置. 变速箱- 冷却器间的油管连接 冷却器-发动机散热器间的水管连接 油和水流向相反. 发动机大小循环时油冷却器中都应有冷却水 散热器需加大散热能力。
21、油冷器和油管远离热源，油管可靠固定，不能与车架干涉磨擦 注: 油冷却器, 油管和油管接头由Allison提供, 增加的水管由OEM厂负责.,62,研究学习,缓速器控制系统,63,研究学习,储能器的安装 专用的带缓速器控制的行车制动踏板 从车辆辅助储器罐取气. 缓速器控制油管连接 控制系统接线 参考图：,缓速器系统安装,64,研究学习,变速箱电控系统组成,电脑 换档器 继电器盒 线束,车辆电器系统的接口,65,研究学习,1000/2000示意图,66,研究学习,3000/4000示意图,67,研究学习,电控系统安装要求,电脑安装要求 最佳安装位置在在驾驶室内，易于接近和维修 线束接口向下或水平，
22、不能向上下部留足够的空间插拔主线束 安装面已绝缘，可以安装在金属件上但散热面不是绝缘的，禁止接地 如果TCM安装在驾驶室外，则应保证： 防电磁干扰防水防飞溅物冲击远离热源300mm以上,并充分考虑车辆使用是否经常有涉水的情况 参考文件：CONTROLS COMPONENT INSTALLATION,注意：车辆焊接操作一定要分离和主线束插头,68,研究学习,继电器盒VIM安装要求,VIM为选装项，如果选用，安装位置与在同一个区域 1000/2000换档器 2 3000/4000换档器,换档器的安装要求,安装与驾驶员右手侧前方，与水平呈度倾角 在车辆行驶过程中方便驾驶员观察和操作换档器 尽量避免换
23、档器上积累灰尘 有足够的间隙安装拆卸线束接头,69,研究学习,变速箱线束,70,研究学习,变速箱线束长度的确定 线束的布置和捆扎应保证在车辆的使用寿命期间 .1线束避免电磁干扰的环境 2.2 线束中的线不受破坏 2.3 所有线束带的接头不受损坏 所以： 单独捆扎变速箱线束以避免与产生电磁干扰的线分开，同时也便于维修 避免与尖锐物体和活动物体直接接触 所有接头处线束须留有活动余量 每隔200-400mm的距离要有捆扎 线束不应捆绑过于紧，更不能折叠捆绑过紧 不能将线束捆扎在液体管路和水管上 远离热源200mm以上，否则加隔热装置 其他 注意：不能更改破坏变速箱带的线束和插接器！ 参考文件：CON
24、TROLS COMPONENT INSTALLATION,71,研究学习,油门位置传感器,72,研究学习,基本接线 输入和输出功能接线 线束规格要求及散线防护 总线 .,车辆电器系统的接口,73,研究学习,3000/4000基本接线： TCM 电源线和负极线 点火电源 空挡启动 倒档回路 变速箱故障灯 车速里程表 换档器照明 油温表 或油温报警灯 参考文件 (包括1000/2000基本接线）,74,研究学习,TCM电源线和接地线的接法,情况： 如果车辆不设手动电源总开关，则TCM电源线和接地线直接接到蓄电池的正负极桩头上 情况： 如果车辆设置手动电源总开关，则接地线直接接到蓄电池的极桩头上 T
25、CM电源线接在开关的次点接线柱上 最佳方案：从蓄电池的正极极柱分开电子电路和电气电路，接在电子电路中，用双联开关控制 注意：不能与其他用电设备共用同一个接线柱 103和158线不能通电。,不设电源总开关的接法,75,研究学习,设电源总开关的接法,76,研究学习,点火电源线接法,点火电源线通过点火开关与蓄电池正极连接（与电源线要求相同） 保证该线在发动机启动和运行过程中不断电. 注意：不能接在点火开关的“ACC”档,77,研究学习,故障灯的接线及标识 灯炮电流不超过安培，如图接法 灯炮电流超过安培，须加继电器,其他基本接线见文件,78,研究学习,功能接线 ： 缓速器控制 启用控制开关 制动信号
26、缓速器输出信号-工作指示灯，制动灯 ABS RELS停车降低发动机负荷 辅助功能抑制换档 其他功能 参考文件：,79,研究学习,缓速器控制系统的选择 控制方式决定接线方式 见文件 缓速器减速能力根据匹配计算结果由电脑程序设定 缓速器控制接线见中的,线束规格要求及散线防护 线束规格分电源线其他散线两个要求电源线和地线规格见 其他接线线断面不小与0.75平方 变速箱带散线连接后不用的线应单根交错防护，并将散线束可靠加装防护管,CONTROL SYSTEM DATA,80,研究学习,J1939 通讯线的作用 变速箱通讯-TCM ,变速箱,换档器和诊断口之间的通讯 与基于SAE J1939 控制系统的发动机通讯, 读取油门信号 与车辆总线仪表通讯 变速箱通过接收和广播的信息见文件,DATALINK COMMUNICATION TECHNICAL DATA,81,研究学习,J1939 通讯线的制作,82,研究学习,冷却试验的要求,为了验证整车的冷却系统是否满足变速箱的冷却要求，整车需要进行变速箱的冷却试验。 具体参见文件TD157。 冷却计算,83,研究学习,其他,调试 加油 检查油位 故障诊断 换档器的功用 注意事项 不空档滑行 拖车要求,84,研究学习,谢谢!,85,研究学习,