АНАЛИЗ МЕТОДА ПРОВЕРКИ СОСТОЯНИЯ СОЛЕНОИДА

ANALYSIS OF THE METHOD FOR CHECKING THE STATE OF THE SOLENOID

Vadim Baranichenko

undergraduate, Department of Electrical Engineering and Electronics, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

Igor Griban

undergraduate, Department of Electrical Engineering and Electronics, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

Alexey Shcherba

student, Department of Informatics and Computer Engineering, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены современные методы ремонта и обслуживания соленоида, которые используют множество тестеров для повышения эффективности контроля. Рассмотрены основные типы и режимы работы соленоидов. Исследован метод обнаружения неисправностей соленоида, одновременно отслеживающий состояние электрической конструкции, и отказ механической конструкции соленоида.

ABSTRACT

The article discusses modern methods of repair and maintenance of the solenoid, which are used by many testers to improve the effectiveness of control. The main types and operating modes of solenoids are considered. A method for detecting solenoid failures simultaneously monitoring the state of the electrical structure and the failure of the mechanical structure of the solenoid is investigated.

Ключевые слова: автоматическая коробка передач, соленоид, обслуживание соленоида, эффективность контроля.

Keywords: automatic transmission, solenoid, solenoid maintenance, control efficiency.

Введение

Соленоиды являются наиболее важными компонентами в автоматических коробках передач. Они используются для управления моментами переключения, сцеплением блокировки или регулировки давления автоматических коробок передач. Поскольку количество, тип и порядок соленоидов различаются в зависимости от производителей, сделать точное определение нормального/ненормального состояния для соленоидов очень сложно, так как это может снизить качество обслуживания, привести к материальным затратам и даже снизить безопасность вождения.

Автоматическая коробка передач

АКПП является ключевым компонентом колесных транспортных средств; она автоматически осуществляет переключение между передачами автомобиля. В настоящее время автомобили с автоматическим переключением используют автоматические коробки передач с электронным управлением (ECAT). Этот тип автоматической коробки передач может использовать различные датчики для информирования управляющего компьютера о рабочем состоянии двигателя; бортовой компьютер затем отправляет сигналы для приведения в действие различных соленоидов в гидравлической системе управления для замены масляного канала в АКПП для управления передачами или регулировки давления. В ECAT соленоиды могут управлять моментами переключения и блокировкой сцепления или регулировать давление в трубопроводе.

Ремонт и обслуживание соленоида

Как показывает опыт практического ремонта и обслуживания, неисправность АКПП в большинстве случаев связана с неисправностями или неисправностями соленоидов. Когда соленоид неисправен, то в основном общий ремонт заключается в том, чтобы демонтировать все соленоиды с автомобиля один за другим для проверки, чтобы профессиональный обслуживающий персонал мог идентифицировать неисправный соленоид в соответствии с опытом для последующей замены и ремонта. Однако в АКПП разных марок используется разное количество, типы и порядки соленоидов. Следовательно, обслуживающему персоналу трудно определить, неисправность соленоида, что приводит к серьезным трудностям в обслуживании и ремонте, к затратам рабочей силы и материальных ресурсов и даже к снижению безопасности вождения.

В настоящее время разработано множество тестеров соленоидов для повышения эффективности контроля. Однако существующие испытательные системы в основном рассматривают разницу между испытательной кривой гидравлического давления и нормальной кривой гидравлического давления в качестве основы для определения того, исправен ли соленоид; возможности проверки неисправностей явно недостаточно, поскольку каждый раз можно проверять только один канальный соленоид, а эффективность проверки ограничена. Фактически, соленоид можно разделить на электромагнитную конструкцию и конструкцию корпуса механического клапана, а неисправности включают в себя отказ электрической конструкции и отказ механической конструкции. Следующие пункты могут быть проверены путем измерения тока, потребляемого соленоидом:

1. импеданс катушки для проверки размагниченного состояния старения;
2. фиксируется ли рабочее положение магнитного сердечника в течение номинального времени;
3. сломана ли катушка или деактивирован ли сердечник.

Давление на входе/ выходе соленоида измеряется для проверки в первую очередь для того, не повреждено ли закрытие седла клапана или не загрязнено ли оно, и во-вторых, не слишком ли стареет пружина седла клапана для полного открытия или полного закрытия.

В соответствии с режимом управления управляющим компьютером соленоиды АКПП можно разделить на типы ВКЛ/ВЫКЛ и тип рабочего цикла (рисунок 1).

Рисунок 1. Сигналы напряжения для включения соленоидов: (а) сигнал ВКЛ/ВЫКЛ; (б) рабочий цикл 40% (частота 200 Гц)

1. Соленоид типа ВКЛ/ВЫКЛ: когда соленоид включен, игольчатый клапан включается, и давление в линии сбрасывается напрямую. Когда соленоид выключен, игольчатый клапан плотно закрыт, линия закрыта, и сброс давления невозможен. Как правило, ход включения игольчатого клапана составляет исправленный сигнал управления напряжением показан на рисунке 1(а); этот тип соленоида часто используется для управления переключением передач.
2. Соленоид рабочего цикла: соленоид может изменять ход включения игольчатого клапана в соответствии с соотношением времени включения, поэтому количество сбрасываемого масла является переменным; сигнал управления напряжением показан на рисунке 1(б). Этот тип управления известен как широтно-импульсная модуляция и соленоид PWM; его режим управления обычно использует фиксированную частоту. Этот тип соленоида часто используется для регулирования давления в линии.

Анализ метода обнаружения неисправностей соленоида

Для проблем и ограничений, связанных с тестерами соленоидов, исследуется метод обнаружения неисправностей соленоидов, который одновременно учитывает, как возможный отказ электрической конструкции, так и отказ механической конструкции соленоидов. В основе этого метода положена многоканальная система проверки соленоидов с возможностью обучения. Она может проверять соленоид ВКЛ/ВЫКЛ и соленоид ШИМ в качестве решения вышеупомянутых проблем и ограничений. С точки зрения этого метода обнаружения неисправностей соленоида, напряжение может подаваться в соответствии с кривой управления напряжением, чтобы измерить изменение кривой потребляемого тока, в координации с подачей давления масла для измерения давления на входе и выходе для работы. Разница между кривой испытательного гидравлического давления и стандартной кривой гидравлического давления, а также разница между кривой испытательного тока и стандартной кривой тока в то же время, что значительно повышает способность распознавать неисправности соленоида. С точки зрения конструкции системы проверки соленоида исследуется система проверки с возможностью обучения, которая может установить стандартные кривые соленоида неизвестной модели, изучив тестовую работу соленоидов модели. Статистика результатов тестирования для всех проверенных соленоидов канала формируется автоматически. Пользователь может выполнять комбинаторный анализ различных тестовых кривых с помощью гибкой функции отображения системы, чтобы установить ненормальные условия и возможные причины отказа соленоида.

Преимущества данного метода заключается в том, что система позволяет пользователю протестировать нормальный соленоид неизвестной модели, чтобы установить стандартные условия модели соленоида. Данный метод даёт наиболее полную оценку состояния соленоида, т. к. исследует сразу возможный отказ электрической конструкции, так и отказ механической конструкции соленоидов.

К недостаткам относится необходимость постоянной очистки соленоида, т.к. его диагностика будет проходить в масляной среде, а также необходимо контролировать температуру масла проверочного стенда. Сложность при мониторинге состояния метода обучения приводит к тому, что каждую новую модель необходимо исследовать оператору, чтобы избежать машинной ошибки.

Заключение

Для решения проблем и ограничений существующих тестеров соленоидов автоматических трансмиссий исследуется метод проверки состояния соленоидов, который одновременно рассматривает как возможный отказ электрической конструкции, так и отказ механической конструкции соленоидов. Этот метод может измерять изменение кривой потребляемого тока и выходного давления соленоида в соответствии с кривой управления напряжением, чтобы сравнить кривую испытательного давления со стандартной кривой давления и сравнить кривую испытательного тока со стандартной кривой тока; поэтому возможность обнаружения нормальности/ненормальности соленоида может быть значительно улучшена.

Список литературы:

1. Бай Ш., Магуайр Дж., Пэн Х. Динамический анализ и проектирование системы управления автоматической трансмиссией. SAE International, Уоррендейл, Пенсильвания, 2013 г.
2. Васильев В. Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований алгоритмов управления автоматическими трансмиссиями колесных машин. Журнал ААИ, Vol. 102, выпуск 1, 2017, с. 12-19.
3. Дуглас А., Тодд А., Джеффри Л. Метод изменения точек переключения автоматической коробки передач. Патент США 5806370, 1998 г.
4. Наунхаймер Х., Бертше Б., Рыборц Дж., Новак В. Автомобильные трансмиссии. Спрингер, Берлин, Гейдельберг, 2011.
5. Пановко Ю.В. Введение в теорию механических колебаний: Учебник. 3-е издание, Наука, Москва, 1991.
6. Саламандра К., Тайвс Л. Интегральный принцип в задачах динамического анализа переключения передач в автоматических коробках передач. Журнал машиностроения и надежности, Vol. 46, выпуск 5, 2017, с. 434-441.
7. Фишер Р., Кучукай Ф., Юргенс Г., Найорк Р., Поллак Б. Книга автомобильных трансмиссий. Спрингер, Чам, 2015.
8. Hu MS, Huang KD and Liau CD. The Development of An Automatic Transmission Solenoid Inspection System, Proceedings of the Taiwan Precision Technology Workshop (TPTW 2017), National Formosa University, Huwei, Yunlin, 24 November, 2017, pp. 25–30, Taiwan Society for Precision Engineering.