艾里逊系列变速箱应用与安装实用教案

1、主要(zhyo)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(gngnng)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(gngnng)预知功能(gngnng)及燃油经济性功能(gngnng) 调试及注意事项 第1页/共85页第一页，共86页。2 of 10型号型号(xngho)3000 Product Family 3000 3000SP 3200 320

2、0MH 3200ORS 3200SP 3500 3500ORS 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第2页/共85页第二页，共86页。变速箱结构变速箱结构(jig

3、u)和工作原理和工作原理第3页/共85页第三页，共86页。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(boku)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(boku)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变速箱结构和工作(gngzu)原理原理第4页/共85页

4、第四页，共86页。3000-40003000-4000系列系列(xli)(xli)变速器附件变速器附件Shift SelectorTCMHarness变速箱结构和工作变速箱结构和工作(gngzu)原理原理第5页/共85页第五页，共86页。6 of 10变速箱结构和工作变速箱结构和工作(gngzu)原理原理发动机与变速器间提供液压-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(zn d)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变扭器第6页/共85页第六页，共86页。行星

5、齿轮和动力行星齿轮和动力(dngl)(dngl)输出输出3K-4K 6SPEED系列变速器利用3个行星齿轮组(P1,P2,P3)产生(chnshng)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(chnshng)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变速箱结构和工作(gngzu)原理原理第7页/共85页第七页，共86页。行星齿轮行

6、星齿轮(chln)(chln)组和动力输出组和动力输出 C1 C3 C2C4C5 P1P2P3第8页/共85页第八页，共86页。行星齿轮组和动力行星齿轮组和动力(dngl)(dngl)输出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(zuyng)获得前/后档位 1 档: C1和C5离合器作用(zuyng) 2 档: C1和C4离合器作用(zuyng) 3 档: C1和C3离合器作用(zuyng) 4 档: C1和C2离合器作用(zuyng) 5 档: C2和C3离合器作用(zuyng) 6 档: C2和C

7、4离合器作用(zuyng) 倒档(R): C3和C5离合器作用(zuyng) 空档(N): 仅一组离合器(C5)作用(zuyng)第9页/共85页第九页，共86页。第10页/共85页第十页，共86页。第11页/共85页第十一页，共86页。第12页/共85页第十二页，共86页。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(shch)扭力： 变速箱结构和工作变速箱结构和工作(gngzu)原理原理PTO 取力器选装取力器选装PTO 取力器工作

8、取力器工作(gngzu)DV第13页/共85页第十三页，共86页。变速箱结构和缓速器工作变速箱结构和缓速器工作(gngzu)原理原理(选装选装)第14页/共85页第十四页，共86页。Driver Controls变速箱结构变速箱结构(jigu)和缓速器工作原理和缓速器工作原理(选装选装)第15页/共85页第十五页，共86页。Air from Aux air TankMUST be CLEAN and DRYAll Air lines must be cleaned out prior to assemblyBrake Pedal (Pressure Switches) and / or Lev

9、erOptional Sump Coolers AvailableEnable SwitchRMR变速箱结构变速箱结构(jigu)和缓速器工作原理和缓速器工作原理(选装选装)第16页/共85页第十六页，共86页。减速器能量(nngling) 变速箱结构和缓速器工作变速箱结构和缓速器工作(gngzu)原理原理(选装选装)第17页/共85页第十七页，共86页。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(sj)的舒适度 加强冷却 加强车辆制动系统的寿命车辆的制动值:一般制动值一般制动值(+): 0.25g 0.30g (乘客可能抱

10、怨)紧急制动值: 0.6g 0.7g (轮胎拉带) 变速箱结构变速箱结构(jigu)和缓速器工作原理和缓速器工作原理(选装选装)第18页/共85页第十八页，共86页。q 常规设计原则:q 减速度值 0.10g 0.15g (减速器) 若无天气条件影响可q 车辆的冷却系统必须能够散除减速器工作产生的热能q 减速器控制系统q 控制系统选择q 三级缓速(与专用制动（阀）踏板配合）q 手柄控制(城市间/旅游客车)q 自动应用(油门关闭时)q 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(jngj)q 性, 最长的制动系寿命或两者的平衡(较高的减速级别66% - 100%可能q 影响乘

11、坐舒适性)q 使用减速器主控开关q 冰滑路面关闭减速器q 具有ABS的车辆(辅助司机控制)q 前置驱动绞接客车变速箱结构变速箱结构(jigu)和缓速器工作原理和缓速器工作原理(选装选装)第19页/共85页第十九页，共86页。AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN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(yoqi)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

12、 Based System for Computerized Application ANalysis)的缩写第20页/共85页第二十页，共86页。AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN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(xtng)的性能辅助设计动力系统(xtng)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(xtng)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 减速器能量第2

13、1页/共85页第二十一页，共86页。AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAANq 减速器控制q 车辆因素(GVW,驱动桥速比等）q 环境因素(车辆如何使用及使用地情况）q 车辆设计时下述因素应被考虑q 最高车速q 爬坡度q 加速性q 燃油经济性q 潜在的换档循环q 减速性能q 负载工作(gngzu)循环q 乘客舒适度第22页/共85页第二十二页，共86页。AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAANiSCAAN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

14、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(chnshng)的热量 iSCAAN数据输入表1及2第23页/共85页第二十三页，共86页。AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN第24页/共85页第二十四页，共86页。发动机与变扭器的匹配(ppi)发动机与变扭器匹配(ppi)性能的计算即变扭器涡轮轴输出性能的计算AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN第2

15、5页/共85页第二十五页，共86页。 发动机外特性(txng)（试验室扭矩曲线LUG-BACK）AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN第26页/共85页第二十六页，共86页。变扭器吸收(xshu)图AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN第27页/共85页第二十七页，共86页。 发动机与变扭器的匹配(ppi)举例AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN第28页/共85页第二十八页，共86页。

16、 输入(shr)扭矩(N.m) 输出扭矩(N.m)AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN第29页/共85页第二十九页，共86页。AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN 输入(shr)功率 (kw) 输出功率 (kw)第30页/共85页第三十页，共86页。AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN发动机外特性（加速(ji s)扭矩曲线ACCL）第31页/共85页第三十一页，共86页。Allis

17、onAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN变扭器的匹配需考虑(kol)冒黑烟控制器的影响第32页/共85页第三十二页，共86页。AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN根据发动机的要求和经验选择(xunz)合适的变扭器第33页/共85页第三十三页，共86页。AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN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

18、式(msh): 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% 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(msh)适用于全程调速发动机, S5-S8换档模式(msh)适用与两极调 速发动机第34页/共85页第三十四页，

19、共86页。AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN S1（实线）/S9（虚线）换档模式(msh)比较 第35页/共85页第三十五页，共86页。AllisonAllison计算机辅助分析计算机辅助分析(fnx)(fnx)系统系统iSCAANiSCAAN 换档点的设定应本着换档前/后发动机的转速(zhun s)落在发动机峰值扭矩转速(zhun s)和靠近发动机最大功率转速(zhun s)之间 考虑城市公交客车的运行条件, 换档点可设定在靠近发动机峰值扭矩转速(zhun s)高转速(zhun s)侧但换档后发动机的转速(zhun s

20、)有可能低于发动机峰值扭矩转速(zhun s). 咨询发动机厂商以确定可接受的发动机(转速(zhun s)工作区域第36页/共85页第三十六页，共86页。系列(xli)变速箱变扭器壳承受的弯矩为：1700Nm - 2400Nm 变速箱的安装变速箱的安装(nzhung)(nzhung)固定固定第37页/共85页第三十七页，共86页。T系列变速箱可提供(tgng)后辅助支撑变速箱的安装变速箱的安装(nzhung)(nzhung)固定固定第38页/共85页第三十八页，共86页。传动系统传动系统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

21、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(yndng),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(yndng), 由U型接头驱动(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第39页/共85页第三十九页，共86页。传动系统传动系统 Allison的计算软件(run jin)辅助传动系的设计第40页/共85页第四十页，共86页。冷却系统冷却系统变速器的工作温度 最小启动温度, TranS

22、ynd : -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(rngx)最大温度: 121 CT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第41页/共85页第四十一页，共86页。冷却系统冷却系统 Allison推荐(tujin)的变速器的油冷却器布置第42页/共85页第四十二页，共86页。冷却系统冷却系统第43页/共85页第四十三页，共86页。冷却系统冷却系统第44页/共85页第四十四页，共86页

23、。冷却系统冷却系统第45页/共85页第四十五页，共86页。冷却系统冷却系统第46页/共85页第四十六页，共86页。冷却系统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(ynzhng)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第47页/共85页第四十七页，共86页。48 of 10 安装输出(shch)法兰变速箱安装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

24、装安装(nzhung)变速变速箱箱第48页/共85页第四十八页，共86页。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(j sun)传动轴安装校核 安装(nzhung)输出法兰或节叉第49页/共85页第四十九页，共86页。参考(cnko)图：3000 AS66-441 和AS66-442第50页/共85页第五十页，共86页。变速箱总长度计算(j sun)第51页/共85页第五十一页，共86页。52 of 10变速箱与发动机连接变速箱与发动机连接(linji) 发 动 机 连 接 1 0 0 0 / 2 0 0 0 系 列 标 准

25、匹 配 - - - - - - - - S A E N o . 号 飞 轮 壳 和 S A E N o . 号 3 0 0 0 系 列 标 准 匹 配 - - - - - - - - S A E N o . 2 号 飞 轮 壳 可 采 用 过 渡 ( g u d ) 方 式 连 接 S A E N o . 1 号 飞 轮 壳 4 0 0 0 系 列 标 准 匹 配 - - - - - - - - S A E N o . 1 号 飞 轮 壳 注 : 通 过 挠 性 盘 与 发 动 机 连 接 , 标 准 连 接 件 由 A l l i s o n 提 供 . 第52页/共85页第五十二页，共86

26、页。53 of 10发动机连接发动机连接(linji)示意图示意图第53页/共85页第五十三页，共86页。54 of 10第54页/共85页第五十四页，共86页。变速箱的安装变速箱的安装(nzhung)(nzhung) 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(kngjin)；变速箱的安装应保证拆卸变速箱的方便性

27、安装角度要求见Transmission Data计算参考文件 第55页/共85页第五十五页，共86页。第56页/共85页第五十六页，共86页。57 of 10后支撑(zh chng)第57页/共85页第五十七页，共86页。第58页/共85页第五十八页，共86页。59 of 10安装角度要求传动轴运动校核参考(cnko)文件： 和driveline design传动轴的安装传动轴的安装(nzhung)(nzhung)第59页/共85页第五十九页，共86页。60 of 10 冷却系统的安装(nzhung)第60页/共85页第六十页，共86页。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

28、-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。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(tgng), 增加的水管由OEM厂负责. 第61页/共85页第六十一页，共86页。 缓速器控制系统(kn zh x tn) 第62页/共85页第六十二页，共86页。 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

29、制油管连接 控制系统接线(ji xin)参考图： 缓速器系统(xtng)安装第63页/共85页第六十三页，共86页。 变速箱电控系统(xtng)组成 电脑(dinno)换档器 继电器盒 线束 车辆电器系统(xtng)的接口第64页/共85页第六十四页，共86页。1000/2000示意图 第65页/共85页第六十五页，共86页。3000/4000示意图 第66页/共85页第六十六页，共86页。67 of 10电控系统安装电控系统安装(nzhung)要求要求 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，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

30、散热面不是(b shi)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(hnji)操作一定要分离和主线束插头 第67页/共85页第六十七页，共86页。继电器盒VIM安装(nzhung)要求 VIM为选装项，如果(rgu)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(nzhung)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

31、免换档器上积累灰尘有足够的间隙安装拆卸线束接头第68页/共85页第六十八页，共86页。69 of 10变速箱线束第69页/共85页第六十九页，共86页。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(sh di)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

32、改破坏变速箱带的线束和插接器！参考文件：CONTROLS COMPONENT INSTALLATION第70页/共85页第七十页，共86页。71 of 10油门(yumn)位置传感器第71页/共85页第七十一页，共86页。72 of 10基本接线 输入和输出功能接线线束规格要求及散线防护(fngh)总线. 车辆电器系统(xtng)的接口第72页/共85页第七十二页，共86页。73 of 103000/4000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(cnko)文件 (包括1000/2000基本接线）第73页/共85页

33、第七十三页，共86页。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TCM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(zhngj)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(dinyun)总开关的接法第74页/共85页第七十四页，共86页。设电源(dinyun)总开关的接法第75页/共85页第七十五页，共86页。点火(din hu)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(yoqi)相同）保证该线在发动机启动和运行过程中不断电.