艾里逊3000-4000系列变速箱应用与安装

3000-4000系列变速箱简介２０10．5．14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

3of10

型号3000ProductFamily30003000SP32003200MH3200ORS3200SP35003500ORS3500SP37003700SP4000ProductFamily40004000MH4000ORS4000SP42004200ORS44304430SP4430ORS444045004500ORS4500SP4600ORS47004700OFS4700SP48004800SP变扭器TC411,TC413,TC415,TC417TC521,TC531,TC541,TC418,TC419.TC421TC551,TC561变速箱结构和工作原理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3000-4000系列变速器附件ShiftSelectorTCMHarness变速箱结构和工作原理7of10变速箱结构和工作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行星齿轮和动力输出3K-4K6SPEED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行星齿轮组和动力输出

C1

C3

C2C4C5

P1P2P3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):C3和C5离合器作用空档(N):仅一组离合器(C5)作用3K-4K系列PTO发动机驱动，PTO与变扭器壳连接，１０个螺栓ｘ２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变速箱结构和缓速器工作原理(选装)DriverControls变速箱结构和缓速器工作原理(选装)AirfromAuxairTankMUSTbeCLEANandDRYAllAirlinesmustbecleanedoutpriortoassemblyBrakePedal(PressureSwitches)and/orLeverOptionalSumpCoolersAvailableEnableSwitchRMR变速箱结构和缓速器工作原理(选装)减速器能量变速箱结构和缓速器工作原理(选装)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)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)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-siteBasedSystemforComputerizedApplicationANalysis)的缩写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Allison计算机辅助分析系统iSCAANiSCAAN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2Allison计算机辅助分析系统iSCAAN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iSCAAN

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变扭器吸收图Allison计算机辅助分析系统iSCAAN

发动机与变扭器的匹配举例Allison计算机辅助分析系统iSCAAN

输入扭矩(N.m)输出扭矩(N.m)Allison计算机辅助分析系统iSCAANAllison计算机辅助分析系统iSCAAN

输入功率(kw)输出功率(kw)Allison计算机辅助分析系统iSCAAN发动机外特性（加速扭矩曲线ACCL）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1700rpm–2800rpm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%

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Allison计算机辅助分析系统iSCAANS1（实线）/S9（虚线）换档模式比较

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T系列变速箱可提供后辅助支撑变速箱的安装固定传动系统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传动系统Allison的计算软件辅助传动系的设计冷却系统变速器的工作温度最小启动温度,TranSynd®:-35C油底壳最小连续工作温度:40C油底壳常规连续工作温度:93C油底壳最大连续工作温度:121C变扭器最大断续输出温度:149C减速器最大断续输出温度:165C变速器外壳容许最大温度:121CT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冷却系统Allison推荐的变速器的油冷却器布置冷却系统冷却系统冷却系统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-15749of10

安装输出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装变速箱传动轴连接法兰

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参考图：3000AS66-441和AS66-442变速箱总长度计算53of10变速箱与发动机连接

发动机连接1000/2000系列

标准匹配--------SAENo.３号飞轮壳和SAENo.２号3000系列

标准匹配--------SAENo.2号飞轮壳可采用过渡方式连接SAENo.1号飞轮壳

4000系列标准匹配--------SAENo.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.

54of10发动机连接示意图

55of10变速箱的安装

变速箱的安装有如下方式：１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．２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．３利用变速箱变扭器壳上的安装孔．４“摇篮式”安装．５远距离安装．对于客车大都采用第一种方式注意：远离热源２００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变速箱的方便性．安装角度要求见TransmissionData．计算参考文件

58of10后支撑60of10１安装角度要求２传动轴运动校核参考文件：ＴＤ１６７和drivelinedesign

传动轴的安装61of10

冷却系统的安装油冷却器的选择

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。

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.

缓速器控制系统

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：ＡＳ６６－４０６

缓速器系统安装

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1000/2000示意图3000/4000示意图68of10电控系统安装要求ＴＣＭ电脑安装要求１最佳安装位置在在驾驶室内，易于接近和维修．２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．３ＴＣＭ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．４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：CONTROLSCOMPONENTINSTALLATION注意：车辆焊接操作一定要分离ＴＣＭ和主线束插头．继电器盒VIM安装要求VIM为选装项，如果选用，安装位置与ＴＣＭ在同一个区域．１1000/2000换档器23000/4000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３０度倾角．在车辆行驶过程中方便驾驶员观察和操作换档器．尽量避免换档器上积累灰尘有足够的间隙安装＼拆卸线束接头．70of10变速箱线束１变速箱线束长度的确定２线束的布置和捆扎应保证在车辆的使用寿命期间２.1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：１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．２避免与尖锐物体和活动物体直接接触．３所有接头处线束须留有活动余量．４每隔200-400mm的距离要有捆扎．５线束不应捆绑过于紧，更不能折叠捆绑过紧．６不能将线束捆扎在液体管路和水管上．７远离热源200mm以上，否则加隔热装置．８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：CONTROLSCOMPONENTINSTALLATION72of10油门位置传感器73of10

基本接线输入和输出功能接线线束规格要求及散线防护ＣＡＮ总线.

车辆电器系统的接口74of103000/4000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）TCM电源线和接地线的接法情况１：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２：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：从蓄电池的正极极柱分开电子电路和电气电路，ＴＣＭ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．10