机械式自动变速器（精选十篇）
机械式自动变速器 篇1
伴随着科学技术的进步, 自动变速技术也不断发展, 自动变速器经历着不断的改良、进化和升级。汽车动力传动系统一体化控制是结合自动变速理论和电子控制技术, 通过电子装置控制发动机的输出转矩和通过相关执行机构控制自动变速器的工作状态实现档位变换。在传统手动机械式变速器的基础上改进来的电控机械式自动变速器 (AMT-Automated Mechanical Transmission) 具有机械传动效率高、成本比较低、燃油经济性好、性价比较高等优点, 还具有无限的潜力和良好的产业化前景, 并且也是全球应用广泛的自动变速器种类之一。
1 电控机械式自动变速器
电控机械式自动变速器 (Automated Mechanical Transmission, AMT) 是在手动变速器的的基础上进行技术改进, 结构上除了运用了定轴式机械变速器和空气冷却的离合器, 还添加了电气控制技术和自动变速技术, 对变速器、离合器、发动机等利用变速器的电控单元的控制, 实现自动变速。
AT由于使用了液力变矩器, 可以承载大扭力输出并且应用范围广。CVT通过使用两个椎形盘的滑轮对和一条钢制皮带, 实现传动比的连续改变, 实现了无级变速, 继而不会出现换挡时那种顿挫感。然而, AT中的液力变矩器使用油介质实现动力传功的效率很低和CVT受到传动钢带摩擦力的限制, 无法承载大功率输出, 继而整个传动系运行效率不会很高, 表现为车辆燃油经济性差和车辆动力性差。因而, 有部分客户为了追求车辆燃油经济性和动力性, 依旧选择了手动变速器。于是, 一款既有手动变速器的良好动力性而不失高燃油经济性, 又有AT与CVT的良好的舒适性的电控机械式自动变速器 (AMT) 应运而生。
由于AMT的思路是手动变速器自动化, 所以AMT的基本原理就是在手动变速器的基础上, 对离合器和换挡操纵系统添加自动操纵系统, 实现变速器的自动化操纵。由于AMT的动力传动部分和手动变速器是相同的, 继而AMT和手动变速器的工作效率也是相同的。而且, 实现了对换挡规律的掌握、换挡时间的精确控制、和操纵控制系统的最优化, 因此能在提供比手动变速器更优燃油经济性和更好动力性的基础上, 并且实现了车辆的自动变速功能。
2 AMT的国内外发展史和研究现状
AMT的研发技术在欧美发达国家已经很成熟了。在1997年, 采埃孚公司 (ZF) 公司投产名为ASTronic的AMT产品, 以电子控制单元 (ECU) 为核心, 采集到车辆信息, 通过液压执行系统控制离合器、换挡选择级节气门调节, 实现自动控制。在2003年, 在欧洲和北美市场ASTronic被应用在公共汽车和卡车上。2001年, 沃尔沃公司投入量产的I-shift是一款12档AMT变速箱。沃尔沃I-shift能够根据坡度、加速踏板状况、行驶速度等车辆信息自动调节档位, 档位选择精确。并且在2005和2009年依次推出第二代I-shift和带三代I-shift变速器。
国内的许多企业也纷纷展开了对AMT的研发工作, 其中一汽、东风、重汽、綦江齿轮传动有限公司等厂家也取得了一定的成果。
2001年, 一汽集团才着手AMT技术的研究, 当时的主要研究方向是自主开发客车AMT产品。从2004年起, 一汽着手重型卡车AMT产品的研发。2008年12月国内首批匹配AMT系统的商用车交付使用。
2004年东风商用车公司联合高校开发重型商用车AMT。东风汽车公司开发的商用车AMT在执行机构上采用纯气动结构简单成本低。
2006年年底, 中国重汽集团正式上马AMT项目。Smart Shift就是中国重汽和德国威伯科 (WABCO) 研发的智能手自一体变速系统, 换挡过程由电控系统控制气动执行机构自动完成, 能大幅降低驾驶员劳动强度、明显提高行车经济性、舒适性。2008年装备于该公司的HOWOA7型重型商用车上。2009年实现批量生产。
此前, AMT变速器核心技术被国外垄断。而经过10年的研发, 綦江齿轮传动公司 (简称綦齿) 自主研发的AMT自动变速器已推向市场。
3 ATM的优点
AMT根据采集到的车辆信息, 以适应不同的行驶工况进行挡位的自动转换, 提高了车辆的燃油经济性和动力学, 并且延长动力传动系统的使用寿命。而且由必要的执行机构代替了原车辆的换挡操纵总成和离合器踏板等多余零部件, 通过变速器电控单元控制, 因此大大减轻了驾驶员驾驶强度, 提高车辆操纵稳定性和行车安全性, 减少事故发生。与其他自动变速器相比, 传动系运行效率的提高, 使车辆的动力性充分发挥, 燃油经济性的提高, 也有利于降低污染排放。可以在传统手动齿轮变速器上改进, 不需要改变原变速器结构。对于生产厂家, 在自动变速功能实现的条件下, 其生产变速器成本更低, 更适应我国国情, 有广阔的发展前景。
4 结束语
AMT还有一些关键技术如离合器的控制, 换挡规律的制定, 发动机与传动系统的协调控制等, 若能很好的解决, 对于我国自主AMT技术的发展与产业化推广具有重要的开拓意义。
参考文献
[1]郭彦颖.重型卡车AMT系统关键技术的研究.长春:吉林大学, 2008.
[2]王云成.重型商用车不分离离合器AMT关键技术研究.长春:吉林大学, 2010.
机械式变速器降低噪声的设计方法 篇2
本文对机械式变速器噪声的各种影响因素作了大量的分析和研究,提出了有效控制措施,分析了实际工作中降低机械变速器噪声的设计原则.
作 者：代金利 唐睿华 张海龙 作者单位：代金利(装甲兵技术学院,吉林,长春,130117)唐睿华,张海龙(65316部队,吉林,长春,130062)
刊 名：农业与技术 英文刊名：AGRICULTURE & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2009 29(2) 分类号：U463.212 关键词：降噪 设计 齿轮★ 机械式内割刀打捞工具简介
★ 教育工作要点
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★ 求职信注意要点
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★ 古诗词要点赏析
★ 《边城》知识要点
电控机械式自动变速箱 篇3
AMT逐渐离我们远去
说出来吓你一跳，AMT技术本来是源于F1，而第一款用到AMT技术的民用车竟然是法拉利F3550这种被法拉利称为“F1”的变速箱技术，装备了后来的F360、F430、599GTB等车型，而王马莎蒂自然也采用。宝马也看好这种技术，旗下高性能的M5、M3上装备的SMG变速箱，实际上就是AMT。
虽然AMT的换挡舒适性一直没有解决，但对于超级跑车来说，性能远比舒适性重要。有意思的是，AMT在F1和超跑上是非常尖端的技术，但入门级的AMT技术并不复杂，成本也很低，所以也能装备在小排量经济车型上，最极端是奇瑞QQ。
本来看起来前景广阔的变速箱技术，但却被另一种技术的出现彻底摧毁，这就是DCT双离合。AMT动力传递效率高的优点，双离合完全拥有，因为双离合也是基于MT的一种技术；但AMT无法解决的换挡顿挫问题，却是双离合的最大优势。于是，最早发展AMT技术的法拉利和宝马，都纷纷转投双离合阵营。未来的AMT技术，除了一些国内低档经济入门车之外(例如雪佛兰赛欧)，你就只能在个别超级跑车(例如AventadorLP700-4)和赛车(例如F1)中才能见到它的身影。
优缺点
AMT保留了传统MT齿轮传动固有的传动效率高、机构紧凑、工作可靠和容易制造等优点。与AT相比，它不仅反应速度快，而且可以提升7％以上的动力，节省10～15％的燃油，即使是与CVT相比，AMT依然有此优势。
AMT也有其缺点，例如换档时单离台齿轮接合，离合分离时动力会短暂停顿，因此平顺性没有普通的AT液力接合好，这点限制了其在高档豪华车上的应用。另外和手动变速箱一样，控制油门和离合要求非常高的熟练度，做得不好会出现斜坡超步溜后等现象，因此对AMT的电脑控制系统要求很高，要加装起步辅助装置(HSA)。
工作原理
电控机械式自动变速器换挡过程控制 篇4
1 AMT换挡过程分析
在实际换挡过程中车辆冲击度为
式 (1) 表明, 离合器输出扭矩变动越大, 则换挡冲击越大, 故J较好反映了换挡过程的动力学本质。德国推荐值为:J=10m/S3;前苏联推荐值为J=31136m/S3;我国推荐值为:J=17164m/S3。
乘坐满意的冲击度最大值
由式 (2) 可知, 在离合器传递扭矩相同情况下, 挡位越高, 传动比越小, 离合器的分离和接合速度可以越快。离合器在分离或接合过程中, 大端载荷Fl与小端变形量x之间关系为
式中r、R———膜片弹簧内、外半径;E———弹性模量;△———板厚μ——泊松比;l、L———内、外承载半径;rf———小端加载半径;h———内锥高k——力臂比, k= (R-r) (l-rf) ;换挡过程中离合器的滑磨功为
式中ω———离合器从动盘角速度;tc———离合器刚开始分离时刻td———离合器完全分离时刻;te———离合器刚开始接合时刻;tf———离合器完全接合时刻。
2控制器设计
2.1离合器开始分离点与完全接合点的确定
根据相关的公式就可以求得AMT在换挡之前以及换挡之后, 离合器扭矩的具体数值, 同时, 再根据离合器对扭矩进行传递的特点和规律, 就可以得出相应的离合器开始分离点以及完全接合点的确切位置。一般来说离合器的最大扭矩是与离合器的最小形成相对应, 而离合器的接合点以及分离点也是可以通过相关的位移传感器所获得。
2.2离合器分离速度与接合速度的确定
在离合器的开档时间达到零或者是达到一定的阶段的时候, 离合器就会完成接合工序, 而且接合的速度相对较快。而随着开档时离合器传递扭矩时间的变化, 离合器的主从部分也会出现一定的变化可以说, 离合器的主从部分会受到扭矩变化的影响, 由扭矩的变化决定离合器主从的变化。在AMT换挡的过程中, 其一定会出现冲击的情况, 而这种冲击的力度却不是不可以控制的, 只要在合理的冲击范围内, 各个档位的离合器一样可以实现有效的分离以及完全的接合。在一定的阶段, 离合器的分离速度会由快转向慢, 而在另一阶段离合器的分离也会由快转向慢。有这可以看出, 离合器分离的速度主要取决于离合器的行程。
2.3离合器的控制
离合器是汽车中的重要原件, 离合器控制的合理与否, 将会直接影响到汽车的启动效果理想与否。因此, 要想使得汽车的起步过程具有较高的品质以及换挡的过程品质可以得到提升, 就需要对离合器进行有效的控制, 这样可以有效的降低电控机械式自动变速器在换挡的过程中, 所造成的冲击, 从而会使得离合器的应用寿命得到延长, 同时也可以使得汽车的座驾舒适度得到提升。在汽车的控制单元中, 主要包括离合器位移传感器、档位信号、制动信号以及发动机转速这四个控制单元, 在控制单元实现良好控制的前提下, 就可以对电磁阀进行合理的操作, 从而实现离合器液压缸的灵活运作。
2.4发动机的控制
在电控机械式自动变速器换挡的过程中, 汽车的车速并不会出现较大的变化, 离合器的转速也不会出现较大的变化, 要想能够使得离合器的使用寿命可以得到有效的延长, 就需要合理的对发动机进行控制, 这样就可以降低发动机对滑膜的影响, 从而实现滑膜功降低。而对发动机进行控制的时候, 主要就是对发动机的工作进行合理的协调处理, 在发动机转速变化相对较小的时候, 合理的对发动机的输出扭矩进行调节, 保障扭矩在合理的范围之内。而在过去的发动机控制中, 采用的控制方法主要是电子节气门控制方法, 然而, 这种方法在实际的应用中, 却还是存在严重的问题, 很难实现合理的控制。而为了能够使得发动机可以得到合理的控制, 本文通过试验提出了一种有效的控制方法, 该方法就是推迟点火提前角与停缸工作相结合的方法。下面就对这种方法的具体试验分析进行探讨。
3试验分析
AMT换挡过程控制试验是在某轿车上进行的。在传统换挡过程中, 点火提前角没有推迟, 节气门开度配合换挡过程, 由于发动机响应滞后节气门动作, 离合器在接合过程中, 发动机转速波动很大, 造成离合器磨损, 降低离合器的使用寿命, 并且有时发动机产生制动作用。主要原因是离合器在接合过程中, 发动机工作与离合器的接合不协调。而改进后的换挡过程, 节气门开度不变, 离合器分离或接合过程中, 利用点火提前角逐渐推迟或恢复以及停缸工作, 使发动机工作与离合器的分离或接合协调, 发动机转速波动小, 换挡冲击小, 离合器的磨损小。
4结论
综上所述, 要想使得AMT换挡过程可以得到有效的控制, 就需要对换挡过程所造成的冲击进行合理的掌控, 从而可以提升换挡的品质。同时, 对换挡过程进行有效的控制, 也能够使得离合器的应用寿命得到延长。而换挡过程中, 发动机的控制主要是通过转速控制来实现的, 合理的控制发动机的转速, 就能够减少发动机出现制动的情况。针对AMT换挡过程进行多方面的控制, 可以使得汽车的运行品质得到有效的提升, 也可以使得汽车的运行舒适度得以提升, 这对汽车中电控机械式自动变速器的发展具有积极的影响意义。
摘要：本文就主要针对电控机械式自动变速器换挡过程控制进行了简要的分析。文章论述了AMT换挡的控制方法, 并对其控制的约束条件进行了详见的分析, 从而实现了对离合器的分离以及接合的有效控制。利用合理的控制方法, 能够合理的调节离合器与发动机之间的工作, 从而可以形成高品质的换挡, 这样能够延长离合器的应用寿命, 希望本文的探究能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。
关键词：电控机械式自动变速器,换挡,控制
参考文献
[1]葛安林, 高炳钊, 金辉.AMT离合器结合速度的精确控制[J].机械工程学报, 2010 (10) .
[2]赵国奇, 李华, 姚进.重型车辆动力换挡过程离合器结合动作时序控制[J].中国西部科技, 2012 (6) .
《自动变速器检修》教案9 篇5
学习任务
自动变速器打滑故障诊断
计划学时
职业能力目标
专业能力
社会能力
方法能力
自动变速器故障诊断方法的应用 汽车全车线路的基本检修步骤 汽车线路图读识
团队工作能力 沟通能力
小组成员的协作能力
扩展相应的信息收集能力 制定工作计划
能独立使用各种媒介完成学习任务 工作结果的评价与反思
学习情境描述
某客户投诉，其驾驶的捷达轿车行驶中加速不良，要求服务站修复此轿车。客户经理接到投诉后，学员从服务总监接受任务，要求学员找出故障原因，修复此车。
教学环境分析
汽车自动变速器理实一体化教室、自动变速器实验台、捷达轿车、万用表、汽车维修手册、维修资料光盘、学习软件、可以上网查阅资料的电脑工作台、拆装工具等
教学方法
采用采用角色扮演法交代任务；用引导文和小组讨论法完成决策和计划的制定，采用项目法实施工作任务
教学组织
分组，分工，协作共同完成，分成6个小组，每个小组5人 要做好记录，各小组选组长展示学习结果 评议各小组展示的学习成果
教师要对每个小组及每个学生进行监视，做好记录，作为成绩评定依据。
实施步骤
资讯（50分钟）
引入自动变速器打滑出现的各种情况 分析打滑可能出现的各种原因
分析自动变速器打滑故障诊断的步骤和方法
随着车辆的使用，自动变速器及其相关系统的状态会发生变化，如变速器内部的摩擦片会变薄，各轴密封圈及活塞的泄漏量会增大，液压滑阀及电磁阀因磨损而造成调节压力发生偏离等等，电控系统会识别这些变化并采取相应措施来适应这些变化。1．自动变速器内部打滑的故障原因分析 打滑也是自动变速器最常见的故障之一，打滑的结果将导致自动变速器内部离合器片或制动带烧毁，严重的会烧坏钢片或离合器鼓。如果自动变速器存在以下现象，说明内部存在打滑的故障：
起步时踩下加速踏板，发动机转速很快升高，但车辆行驶缓慢； 车辆行驶过程中，发动机转速很高，但车速缓慢；
车辆在上坡或急加速时，发动机转速很快升高，但车辆行驶缓慢；
当车辆行驶过程中换入某个挡位时，发动机转速突然升高，但车速提高缓慢；
造成自动变速器打滑的根本原因在于当前工作元件（离合器、制动器或单向离合器）有过量滑动，有过量的滑动就会迅速产生大量的摩擦热，使执行元件很快烧损。所以，在自动变速器出现打滑故障时，要立即停车，不能再继续行驶，以免故障扩大。自动变速器内部打滑的故障原因可以从执行元件本身和控制油压两个大的方面分析：
（1）离合器、制动器或单向离合器本身严重磨损，产生打滑。如果是新大修自动变速器，要考虑离合器片组间隙是否正确或制动带间隙调整是否正确。
（2）添加或更换了非指定用油。从某种意义讲，自动变速器是先基于某种油液设计的，在一定的片数、摩擦面积和特定的压力下，所能传递的力矩是确定的。如果更换了不同型号的油液，如果摩擦系数变大，就会出现换档冲击，如果摩擦系数变小，就会出现打滑。某些劣质油液还可能造成变速器内部密封件的老化、膨胀或失效，造成打滑。
（3）主油过低造成的打滑。如果自动变速器液面过低、滤清器堵塞、油泵严重磨损、主有路泄露、主调压阀或压力控制电磁阀不良，会使主油压过低，主油压过低可造成多个执行元件的打滑、烧损。
（4）单个执行元件的工作油压过低。该执行元件的或塞密封圈损坏、油路密封圈损坏、蓄压器泄露、节流装置堵塞等都会造成对应工作元件的打滑和烧损，在相应档位出现打滑，这种打滑还往往伴有冲击，即先打滑后冲击。
（5）全液控自动变速器节气门操纵机构调整不当。对于全液控制变速器，节气门操纵系统控制着换挡点和主油压，节气门拉线调整过松，或节气门阀不良，会造成换挡过早和主油过低，换档过早会增大发动机和传动系统负荷，主油压过低会造成离合器或制动带打滑。2.自动变速器内部打滑故障的诊断步骤与排除
如果在维修中，只是更换因打滑而烧坏的离合器片或钢片，而没有找到真正的打滑原因，则会出现反复打滑、烧片。因此，对于打滑、烧片的自动变速器应仔细检查，找出造成打滑的真正原因。（1）检查油面。如果自动变速器油有泄露，造成油面过低，可通过补加后调整油面至正常，然后连接油压表试车，若不再出现打滑且油压正常，可不必拆修自动变速器，否则，要解体自动变速器。
（2）检查ATF品质。如果TAF油液已变色且有烧焦味，说明自动变速器内部有离合器或制动器摩擦片烧坏，要慎重试车，避免做失速试验，以免进一步损坏。可先放出自动变速器油，拆下自动变速器油低，检查是否有更多的磨屑：黑、棕色颗粒是脱落下来的摩擦材料；银色粉末是磨下来的钢片或金属壳体材料；红、棕色粉末是磨下来的铜套材料。这种情况需对变速器解体检查，并实行大修。
（3）测量油压。大多数自动变速器都留有主油压测试口，也有些自动变速器还有各离合器或制动器的油压测试口油压测试口。油压测试口位置及标准值可参见相应资料，油压测试是判断打滑故障的最直接、有效的手段。如果测量油压偏低，可先拆下变速器油底壳，检查ATF滤清器是否堵塞，某些型号自动变速器的滤清器没有螺栓固定，如果装用劣质配件，常常造成滤清器脱落。如果滤清器正常，应拆检阀体，清洗油路，检查或试换油压调节阀。如果经一少经以上处理无效，需解体变速器，检查油泵或各密封件是否良好。（4）路试检查
通过路试可以判断打滑的档位，从而分析出打滑的部件，使后续的修理有的放矢。路试检查要连接诊断工具和油压表，诊断工具可以在试车的同时读取相关参数，如果主油压过低就不要再进行路试了。对于打滑自动变速器的路试一定要慎重，不宜急加速或再做失速试验，以免自动变速器进一步损坏。路试结果分析要参考该自动变速器的动力传递路线如图15所示，不同档位各执行元件的状态如表4所示。若前进档和倒档都打滑，说明输入离合器C3或单向离合器F2打滑；如果前进档正常而只有倒档打滑，说明倒档制动器B2打滑。如果在D位1档打滑，可将换挡杆放在l位1挡。如果不打滑，说明低速挡单向离合器F3打滑；如果在1位1挡仍打滑，说明前进制动器B4打滑；如果是2挡，同时伴有4挡打滑，说明2挡离合器C1打滑；如果3挡打滑，说明3挡离合器C2或3挡单向离合器F1打滑；如果只有4挡打滑，说明4挡制动器B1打滑；如果4挡且同时伴有2挡打滑，说明2挡离合器C1打滑。如果各挡位都有打滑现象，说明主油压过低。(5)修理或更换损坏部件 根据以上的检查步骤，可基本判断出打滑部件，对于行驶里程不多的车辆，可针对故障部位，按上面的原因分析作进一步检查、修理对于行驶里程较长的自动变速器，建议对自动变速器解体大修。
实施步骤
决策与计划（30分钟）
引导学生完成“任务工单3”的1-2项，熟悉工作任务 1．接受任务
2．变速器打滑故障诊断和排除
监视学生进行小组讨论，并作出决策和计划 1．对故障原因进行决策
2．制定检修计划（提交计划，组长汇报）3．对学员制定计划进行可行性分析
实施步骤
学习工作任务的实施（100分钟）
指导学生完成实车故障维修任务，对每一个所完成工作步骤进行记录和归档 1．按照维修计划实施学习工作任务 2．完成“任务工单3”的4-5项 3．检查完成情况
实施步骤
检查与评估（20分钟）
检查学生工作任务是否完整完成？ 归档是否完整？
自动变速器换挡曲线的研究 篇6
摘 要：本文利用作图法，基于车辆的整车参数、发动机特性参数、变速箱参数，对车辆的动力性和经济性换挡曲线进行了设计；并根据驾驶经验对换挡曲线进行优化。通过仿真计算表明，动力性换挡曲线使车辆具有较好的加速性能；在整车循环工况下，经济性换挡曲线使车辆具有较好的燃油经济性。
关键词：车辆；发动机；换挡曲线；动力性；经济性
中图分类号：TH17 文献标志码： A 文章编号：1005-2550（2014）03-0038-06
A Study on Shifting Curve of Automated Transmission
GUO Hai-peng， WEI Qing-feng
（Anhui Jianghuai Automobile Technical Center， Hefei 230601， China）
Abstract： The paper used the mapping method， dynamic and economic shifting curve of the vehicle was designed， based on the whole vehicle parameters， the parameters of engine and transmission. And the shifting curve was made to optimize according to the driving experience. Simulation results show that， the power shift curve so that the vehicle has good acceleration performance； Economic shift curve makes the vehicle has better fuel economy in the vehicle driving cycle.
自动变速器的换挡曲线是自动变速的核心，文中通过对换挡曲线进行设计和理论分析，验证了所设计的换挡曲线的合理性，并提出优化方法。
5 结论
本文通过作图法对该车型的动力性模式和经济性模式换挡曲线分别进行了设计，并根据驾驶经验进行优化设计，为后期的换挡曲线标定奠定了理论基础。
通过仿真计算，两种模式的换挡曲线的计算结果均能达到预期值；动力性换挡曲线的加速性优势较为明显；在整车动力性满足的情况下，经济性换挡曲线的综合油耗比动力性换挡曲线节油约14%，说明经济性换挡曲线具有良好的燃油经济性。
参考文献：
[1]葛安林.车辆自动变速理论与设计[M].北京：机械工业出版社，1993.
[2]丁华荣.车辆自动变速[M].北京：北京理工大学出版社，1992.
[3]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2003.endprint
摘 要：本文利用作图法，基于车辆的整车参数、发动机特性参数、变速箱参数，对车辆的动力性和经济性换挡曲线进行了设计；并根据驾驶经验对换挡曲线进行优化。通过仿真计算表明，动力性换挡曲线使车辆具有较好的加速性能；在整车循环工况下，经济性换挡曲线使车辆具有较好的燃油经济性。
关键词：车辆；发动机；换挡曲线；动力性；经济性
中图分类号：TH17 文献标志码： A 文章编号：1005-2550（2014）03-0038-06
A Study on Shifting Curve of Automated Transmission
GUO Hai-peng， WEI Qing-feng
（Anhui Jianghuai Automobile Technical Center， Hefei 230601， China）
Abstract： The paper used the mapping method， dynamic and economic shifting curve of the vehicle was designed， based on the whole vehicle parameters， the parameters of engine and transmission. And the shifting curve was made to optimize according to the driving experience. Simulation results show that， the power shift curve so that the vehicle has good acceleration performance； Economic shift curve makes the vehicle has better fuel economy in the vehicle driving cycle.
自动变速器的换挡曲线是自动变速的核心，文中通过对换挡曲线进行设计和理论分析，验证了所设计的换挡曲线的合理性，并提出优化方法。
5 结论
本文通过作图法对该车型的动力性模式和经济性模式换挡曲线分别进行了设计，并根据驾驶经验进行优化设计，为后期的换挡曲线标定奠定了理论基础。
通过仿真计算，两种模式的换挡曲线的计算结果均能达到预期值；动力性换挡曲线的加速性优势较为明显；在整车动力性满足的情况下，经济性换挡曲线的综合油耗比动力性换挡曲线节油约14%，说明经济性换挡曲线具有良好的燃油经济性。
参考文献：
[1]葛安林.车辆自动变速理论与设计[M].北京：机械工业出版社，1993.
[2]丁华荣.车辆自动变速[M].北京：北京理工大学出版社，1992.
[3]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2003.endprint
摘 要：本文利用作图法，基于车辆的整车参数、发动机特性参数、变速箱参数，对车辆的动力性和经济性换挡曲线进行了设计；并根据驾驶经验对换挡曲线进行优化。通过仿真计算表明，动力性换挡曲线使车辆具有较好的加速性能；在整车循环工况下，经济性换挡曲线使车辆具有较好的燃油经济性。
关键词：车辆；发动机；换挡曲线；动力性；经济性
中图分类号：TH17 文献标志码： A 文章编号：1005-2550（2014）03-0038-06
A Study on Shifting Curve of Automated Transmission
GUO Hai-peng， WEI Qing-feng
（Anhui Jianghuai Automobile Technical Center， Hefei 230601， China）
Abstract： The paper used the mapping method， dynamic and economic shifting curve of the vehicle was designed， based on the whole vehicle parameters， the parameters of engine and transmission. And the shifting curve was made to optimize according to the driving experience. Simulation results show that， the power shift curve so that the vehicle has good acceleration performance； Economic shift curve makes the vehicle has better fuel economy in the vehicle driving cycle.
自动变速器的换挡曲线是自动变速的核心，文中通过对换挡曲线进行设计和理论分析，验证了所设计的换挡曲线的合理性，并提出优化方法。
5 结论
本文通过作图法对该车型的动力性模式和经济性模式换挡曲线分别进行了设计，并根据驾驶经验进行优化设计，为后期的换挡曲线标定奠定了理论基础。
通过仿真计算，两种模式的换挡曲线的计算结果均能达到预期值；动力性换挡曲线的加速性优势较为明显；在整车动力性满足的情况下，经济性换挡曲线的综合油耗比动力性换挡曲线节油约14%，说明经济性换挡曲线具有良好的燃油经济性。
参考文献：
[1]葛安林.车辆自动变速理论与设计[M].北京：机械工业出版社，1993.
[2]丁华荣.车辆自动变速[M].北京：北京理工大学出版社，1992.
机械式自动变速器 篇7
车辆机械自动变速器电控单元 (AMT ECU) 特指对机械变速器进行控制的电子控制单元, 简称ECU (Electronic Control Unit) , 是汽车行业十分关注的汽车电子高新技术产品, 它能减轻驾驶强度, 提高经济性和动力性, 改进舒适性和安全性, 且成本低, 制造方便, 因此在自动变速领域具有较强的竞争力和广阔的应用前景。
2 车辆机械式自动变速控制器工作原理
车辆机械式自动变速器 (Automated MechanicalTransmission, 简称AMT) 的工作原理是:将驾驶员对车辆的换档、油门控制、刹车等操作意图和当前车辆的发动机转速、车速、离合器、油门、档位等工作状态共同作为AMT的输入控制信号, 由ECU的控制软件对当前输入信号的状态和参数作出判断, 根据控制规律模拟驾驶者的操控方式控制发动机、变速箱、离合器等完成自动换档过程。图1为ECU的构成原理框图。
2.1 微控器 (MCU)
ECU的控制核心是微控器 (MCU) , 它可以是单片计算机、混合信号处理器 (MSP) 或数字信号处理器 (DSP) 等任一种智能控制芯片。多数现代的MCU配置有开关量模块、模拟量模块及串行通信模块, 有的MCU还配有USB和CAN模块, 这使得以MCU为核心进行控制电路和通信电路设计时电路的结构更简练可靠, 也使编程者在软件设计时有更多和更灵活的选择。
2.2 输入信号接口电路
图1中左上部分和左中部分, 分别是开关量输入信号接口和模拟量输入信号接口电路。信号接口电路包含有输入调理电路, 其作用是将传感器输出信号的电压等级转换为微控器可接收的电压等级。为保证电控系统的稳定可靠运行, 信号接口电路应对开关量的输入信号采取隔离耦合和消抖措施, 以减小外界干扰;对模拟量输入信号应采取高低电位的限幅措施, 防止因信号引线引入高电压造成电路的损毁。
2.3 驱动控制接口电路
ECU的输出最终要控制换档执行机构完成自动换档, 换档机构的动作往往是由直流电机或电磁阀驱动的。直流电机或电磁阀一般功率较大并且都是感性负载, ECU需要有专门的驱动控制接口电路来驱动。图1右上部分表示了驱动控制接口电路。驱动控制接口电路的输入是来自微控器 (MCU) 的控制信号, 是电压等级较低、功率较弱的脉宽调制 (PWM) 信号, 必须经过隔离耦合和功率放大后, 驱动控制接口电路的输出才可以直接驱动电机或电磁阀。
2.4 通信接口电路和电源
ATM ECU在车辆控制过程中不是孤立存在的, 需要与车辆中其他控制单元通信, 比如可能与车辆主控制器及电喷发动机、制动防抱死系统 (ABS) 、电动门窗等的控制单元交换信息。另外对ECU进行调试和校准时也必须要有信息交换的通道。图1右下部分表示了通信接口电路。
电源是电子设备不可缺少的重要电路, 图1最下部分表示了电源接口电路。
3 ECU硬件设计方案
3.1 微控制器
微控器 (MCU) 也称单片机, 是ECU控制的核心器件。生产微控器的厂商很多, 本文选择美国德克萨斯仪器仪表 (TI) 公司生产的微控器 (MCU) 。配置了微控器后, ECU在硬件设计上的重点是微控器与传感器、驱动电路、通信电路等电路的接口, 即注重硬件设计时电路的合理性、可靠性、抗干扰性等。
3.2 开关量输入接口电路
图2表示了部分开关量的输入电路。输入信号IN1～IN4经限流电阻和光电隔离输出信号OUT1～OUT4送微控器。
3.3 模拟量输入接口电路
不同类型的模拟量传感器输出信号的电量是不同的, 可能是4mA～20mA电流输出, 也可能是0V～5V或0V～10V电压量。模拟量输入信号应采取高低电位的限幅措施以防止因信号引线引入高电压造成ECU电路的损毁。模拟量接口电路需根据选定的传感器的具体情况设计。
3.4 直流电机驱动控制电路
直流电机驱动采用“H”桥结构, PWM方式驱动。H桥由4个大功率场效应管T1～T4构成, 其电路原理见图3。
大功率场效应管T1、T4导通, 电机正转。大功率场效应管T2、T3导通, 电机反转。需要注意的是必须要确保T1、T3不能同时导通, T2、T4不能同时导通, 否则会引起电源短路而产生严重后果。光耦芯片TLP250是信号隔离电路, 是集成电路IR2110大功率场效应管的驱动电路。直流电机是感性负载, 为防止电感的反冲电压对电路的损坏, 电路中设置了由二极管电容器电阻器组成的保护电路。
3.5 通信接口电路
图4为串行口RS232接口电路的原理图, 电路采用三线串口通信方式。
图4中MAX3221集成电路芯片将3.3V电平等级的串行信号转换为符合RS232协议标准电平等级的信号。电路很简单, 只需在TRS3221EIPWR外接4个0.1μF的电容器。微控器与CAN物理传输总线接口的芯片种类不少, 这里采用了PHILIPS公司的PCA82C250收发器芯片。为提高系统的安全性、可靠性和抗干扰性, 在TMS320F28035与PCA82C250芯片之间加入高速光耦芯片6N136进行电气隔离。另外与外部连接的两根CAN信号线与信号线地线之间分别接了一个瞬间高压抑制器。当信号端与地之间出现瞬变高电压干扰时, 通过瞬间高压抑制器放电可以对电路起到一定的保护作用。
3.6 电源电路
电源是电子设备不可缺少的重要电路。图5为电源主要电路的原理图。
ECU是由电压等级和功率要求不同的多个电路组合构成的电子设备, 对电源电压等级和电流输出的要求不同。图5中电源由24V输入, MC78L15将24V转换为15V供给大功率场效应管的驱动电路、集成电路IR2110等电路。24V输入经滤波器滤波由3个DC/DC变换器转换, 为微控器、通信口等对电平等级要求不同的电路提供合适的供电电源。
4 ECU软件设计
当电路硬件设计完成后, ECU的功能要完全依靠系统控制软件来实现, 软件设计的优劣决定了整个设计的成败。本设计项目的软件采取模块化的设计方法来实现。
4.1 接口软件
接口软件首先包括对微控器内嵌的各功能模块进行初始化子程序, 初始化子程序将模块功能配置为ECU电路需要的状态。比如将端口按要求配置为开关量输入或输出状态, 配置模数转换ADC模块的端口和工作方式, 为其他软件实现控制功能提供基础。接口软件还包括控制微控器进行信号采集和信号输出的子程序。这些子程序按设计要求将传感器信号采集转换后放入到预定的存储区, 供其他软件使用。
4.2 控制算法软件
控制算法软件是实现车辆机械自动变速器电控单元 (AMT ECU) 的核心。控制算法软件的核心内容是采用程序或控制表模仿优秀驾驶员对车辆的驾驶过程, 通过ECU硬件实现自动换档的控制。换档自动控制是一个复杂的控制过程, 当驾驶员做出操作动作后, 就是对ECU发出了控制指令, ECU将依据接收到的各传感器的信息判断当前车辆的运动状态, 同时ECU预设的控制算法对控制指令和当前车辆的运动状态作出分析并迅速给出合理的控制判断。
4.3 通信软件
ECU在车辆控制过程中需要与车辆其他部分的控制单元交换信息, 对ECU进行调试和校准时也必须应有信息交换, 这些信息的交换由通信软件实现。CAN通信软件实现ECU与车辆内部其他部件之间的数据交换通信, 而RS232通信软件实现ECU用于调试和校准时与计算机或智能电子设备间的数据通信。
4.4 容错的考虑
相对于传感器和执行机构来说, 虽然ECU的可靠性较高, 但一旦发生故障, 后果将更加严重, 会使全部系统瘫痪和失控, 因此ECU设计中容错是必须认真考虑的问题。
5 结束语
以单片机为控制核心的系统可以实现自动换档的基本控制, 系统价格相对低廉, 适合AMT的发展方向, 应用前景广阔, 已成为开发适合我国国情的新型汽车自动变速器的热点。
摘要：简述了车辆自动变速器电控单元的软、硬件设计, 为汽车行业相关人员提供一定的参考借鉴。
机械式自动变速器 篇8
1 关键部位执行机构开发内容
1.1 换挡执行机构
本文所开发的对象是重型商用车, 为12 挡的手动变速器。其主要结构包括两个部分:一是主箱, 其中包括拨叉轴四根, 主要用于1—6 挡, 以及R挡位的调节。在主箱上, 将设置在结构上为X-Y型, 这是一种传统的选挡控制结构, 优势在于稳定性高。该结构的设置难度, 在于需要辅助的液压缸, 而且至少为四个。不过, 其结构虽然复杂, 却能够为自动控制软件更好的提升准确性。所以, 没有选择开发难度较低的平行式;二是副箱, 该位置主要用于调节高低挡, 根据重型商用车的需求, 最终选择气动控制。该形式整体简单的结构, 具有高灵敏的反应速率, 能够为自动控制的开发降低难度。在换挡执行机构上的开发, 主要是调解原有的结构, 使开发结果能够呈现出较好稳定性和安全性。所以, 在原则上应减少难度对选择的影响, 应以整体性能为基准。
1.2 离合器执行机构
结合使用安全的基本要求, AMT系统已经将离合器的物理控制取消, 即在本文所开发的车辆中, 并没有设置离合器踏板。这种情况下, 必须要将现有的离合器系统重新设计, 以达成自动化控制对高响应效率的需求。不过鉴于现有系统的协调性, 若进行过多改动, 可能会降低离合器的灵敏度。故此, 在离合器中以更换电磁阀的方式进行优化。所采用的新电磁阀, 具有高灵敏度的特征, 可以让机械快速反馈响应信息。不过, 由于电磁阀的更换, 现有的信号系统必须进行调节。目前离合器主要支持PWM型号信息, 依靠d SPACE系统实现。因此, 需要基于该系统, 尝试与新电磁阀的接驳信号, 以保障汽车可以正常使用。
1.3 执行机构驱动器开发
驱动器是指通过供电, 而实现驱动的机械环节。在被研究的汽车上, 其驱动器构成主要为磁铁、继电器和电磁阀。但是, 结合上述对电磁阀的更换, 以及自动化所要求的更大供电量来看, 现有的电压和电流, 都无法满足基本的需求。因此, 需要将驱动电路进行重新的修改。具体为:首先, 设置IGBT, 以晶体管实现导通, 进而承受更大的电流;其次, 连接电磁阀, 将一端与IGBT连接, 确定导通后, 需要测试晶体管能否通过线圈接地, 并核准电流的放大情况;最后, 进行防干扰设置, 例如光耦隔离等。
2 整车试验分析
2.1 起步试验
鉴于本文所开发的车辆为重型商用车, 其需要承担大货运量交通运输的责任。而在不同货运量下, 车辆所承受的压力有所差异。因此, 需要以不同的载量为基础, 测试系统的稳定和灵活程度, 并根据符合承受压力, 确定相关硬件的使用寿命。在具体测试内容上, 包括挡位的切换, 速度变化, 各类起步方式, 离合器的控制速度等。而测试结果发现, 系统搭建并不存在问题。在800r/min情况下的起步, 拥有较高的稳定性, 且与一般恒转的形式相同。
2.2 急速起步试验
考虑到司机的操作习惯不同, 一些司机喜欢急速起步, 即油门踩合力度较大, 使汽车可以在短时内进入工作。为了提升测试的准确性在过程中添加了载量基准。而测试内容主要为不同起步速度下的转速经测试发现, 设置自动变速控制的汽车, 无论物理起步速度压力有多大, 均维持在较低的水准。
2.3 换挡试验
试验内容为尝试不同挡起步, 汽车进入到正常行驶的状态后, 再逐渐提升挡位。测试结果发现, 汽车换挡过程中, 油门开度会同时缩小直至换挡结束后, 才恢复到正常的开度。换挡试验的目的, 在于汽车是否会在添加自动控制后, 出现换挡及时的状况。而经过相对密集的测试结果表明, 并未发生此类问题。
2.4 制动跳挡降挡试验
速度变化能否实现准确的操控, 关系到行车的安全。所以, 需要将跳挡和降挡进行独立测试。内容包括, 汽车在高速路段行驶过程中司机将其控制在10 挡位置持续行驶, 之后根据需求控制制动踏板, 将转速降低到750r/min以下。此环节为自动操作, 控制器会根据需求计算目标挡位。结合实际需求来看, 目标档位应降低到6。而最终也达成了的目标。另外, 在测试中, 系统较为平稳的实现跳挡, 并没有出现熄火的情况。数据反馈报告也指出, 离合器工作正常。
3 结论
本文主要对机械自动变速控制软件进行研究, 除了基本开发内容阐述外, 也进行了一定的试验, 以保障软件可以有效运行。上述研究内容中可以总结为:首先, 开发过程中必须要实现稳定性, 所以除了搭建和重建相关系统外, 还需要反复的试验工作, 以保证控制意图在第一时间的实现;其次, 需要确保离合器的稳定性, 由于是自动操作, 而且本文试验汽车不具备物理操作, 故而其动作的正确性, 将是考量软件是否成功的重要标准;最后, 开发结果表明, 本文基于AMT变速系统的开发, 在稳定性、灵活性和准确性上, 都达到了基本要求。
摘要：随着经济的发展, 重型商用车的增多以及司机人才的短缺, 对重型商用车的动力传动系统也越来越高。本文就重型商用车机械自动变速器控制软件开发进行研究, 并在软件开发的基础上, 就其软件进行实验分析。
关键词：重型商用车,自动变速器控制软件,实验
参考文献
[1]刘振军, 秦大同, 胡建军.重型车辆电控机械式自动变速系统设计与应用[J].农业机械学报, 2011 (08) .
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机械式自动变速器 篇9
电控机械式自动变速 (Automated Mechanical Transmission, AMT) 车辆起步过程中, 为实现良好的离合器控制品质, 需要通过对发动机转速和离合器的接合速度进行协调控制[1]。而在车辆换档过程中, 需要切断动力, 由于换档前后传动比发生了突变, 在动力切断后再次接合时, 必然会产生冲击, 若要较好的控制这种冲击, 就必须对换档过程中的发动机转速进行自动控制[2]。因此发动机转速自动控制成为了电控机械式自动变速器的一个关键问题。
目前国内外大多采用电子节气门作为执行器, 通过PID控制油门开度大小来实现发动机转速的控制。但由于发动机油门-转速之间是一个受到负荷等因素影响的非线性系统, 传统PID控制算法难以获得最佳参数, 因此不能取得令人满意的效果。神经元作为神经网络的基本单位, 具有自学习和自适应能力, 而且结构简单易于计算, 若将神经元与传统PID算法的优点相结合, 则可以在一定程度上解决传统P I D调节器不易在线实时整定参数、难于对一些复杂过程进行有效控制的不足[3,4]。本文针对发动机转速在电控机械式自动变速车辆中的控制目标, 应用神经元自适应PID的控制方法对发动机转速进行控制, 实验结果表明, 使用神经元自适应PID算法对发动机转速进行控制可以达到快速响应和较高精度的控制效果。
2 AMT系统发动机转速控制目标
2.1 起步过程的发动机转速控制目标
车辆起步过程是通过离合器的接合过程, 将发动机的动力传递给传动系统。离合器主动盘的转速为发动机转速, 从动盘转速为变速箱输入轴转速。在离合器开始接合时, 主、从动盘的转速差最大, 随着离合器接合行程的逐渐增加, 离合器传递的转矩也逐渐增大, 当转矩大于车辆阻力矩时, 车速从零开始增加, 主、从动盘的转速差逐渐减小, 直到完全同步。若要求起步阶段具有良好的起步品质, 需要保证在冲击和离合器磨损最小的情况下, 迅速平稳地完成起步过程。通常用车辆冲击度和离合器的滑磨功对车辆的起步品质进行评价。
车辆的冲击度以加速度的变化率来表示[5], 即
其中v是车速。根据式 (1) 可以进一步得到:
式 (2) 中, r为驱动轮滚动半径;It为与变速器输出轴刚性连接的整车惯量转换至输出轴的当量惯量;i0为主减速器传动比;T0为变速器输出轴转矩;k1为常数;vc为电磁离合器接合速度。
离合器的滑磨功是离合器摩擦片间滑动摩擦力所做功的大小[6], 即:
式中, t1为汽车开始运动的时刻;t2为发动机角速度与离合器从动片达到同步的时刻;Tc为离合器传递的扭矩;ne为发动机转速;nc为离合器从动片转速。
为了实现良好的离合器起步控制品质, 需要通过对发动机转速和离合器接合速度进行协调控制。目前的离合器起步控制策略中, 对于离合器接合速度的控制常采用的是发动机恒转速控制, 即将发动机转速判断阈值设定在怠速附近, 对最高转速加以控制, 最高目标转速定为各节气门开度下发动机最大转矩时的转速, 并通过控制离合器接合量、节气门开度来控制发动机实际转速与目标转速间的偏差, 使离合器接合过程中发动机转速维持一恒定值。
2.2 换档过程的发动机转速控制目标
换档过程中传动系统的传动比发生突变, 由于换档过程时间很短, 整车惯性很大, 车速下降很小, 一般认为换档期间车速不变。因而传动比的突变反映在离合器上就是从动盘转速的突变。而这一突变必然会产生冲击, 必须通过调节发动机的转速去适应。从动盘转速在换档前后分别为:
式 (4) 和 (5) 中, i0为主减速传动比;va为车速;igo为换档前变速器速比;ign为换档后变速器速比;r为车轮驱动半径。
换档前后转速突变为:
根据升档和降档工况的不同, 转速的变化也不同。要减小换档时车辆冲击度和离合器接合时的滑磨功, 就要通过发动机转速的控制, 使之适应传动比的突变。发动机转速控制的目标是:在离合器分离的同时, 使发动机转速调节到新档时离合器从动盘的转速。该转速由当时车速、新档变速器传动比及传动系参数决定[7]。
3 发动机转速控制方式
电控机械式自动变速控制系统中, 电子节气门主要是以直流电动机作为执行元件, 其系统结构如图1所示。
电子节气门系统中, 加速踏板与节气门之间没有直接机械联系, 节气门由电动执行机构驱动。通过安装在加速踏板上的位移传感器, 将加速踏板的角位移信号变为线性变化的电信号, 输入电子控制单元, 电控单元按照一定的控制规律向节气门执行机构发送信号, 通过调整节气门开度实现发动机转速控制。在车辆起步和换档过程中, 节气门开度由电控单元自动控制。车辆正常行驶时节气门开度大小只取决于加速踏板输入量的大小。
4 发动机转速控制器设计
传统的P I D控制对于线性定常系统的控制是非常有效的, 但是对于非线性时变的复杂系统和模型不清楚的系统就不能很好地控制。为了实现PID调节器的参数可以根据被控对象的变化而变化, 本文采用神经元自适应算法来实现PID参数的在线调整, 这是由于由神经元自适应算法构成的控制器可以充分利用神经元的自学习功能, 在运行中可以根据被控对象的变化, 对神经元的权重值进行调整, 使得整个系统具有自适应PID的控制特性。神经元自适应PID控制算法的系统框图如图2所示。
图2中, r (k) 为系统给定值, 本文即为发动机目标转速, y (k) 为系统输出, 本文为发动机实际转速, 状态变换器输出为神经元学习控制所需要的状态量x1 (k) , x2 (k) , x3 (k) 。这里x1 (k) 、x2 (k) 、x3 (k) 分别定义为:
神经元输出u (k) 为:
式中k——神经元的比例系数, k>0;ω1 (k) , ω2 (k) , ω3 (k) ——神经元对x1 (k) 、x2 (k) 、x3 (k) 的权重系数。
f[·]取带限幅的线性函数。
在神经元的学习算法中, 借用最优控制中二次型性能指标的思想, 从而实现对输出误差的控制取目标函数:
其中, r为给定目标值, y为实际反馈值, 为保证权重值修正以J (k) 相应于ωi (k) 负梯度的方向进行, 必须有:
式中ηi——学习速率, ηi>0。
由式 (7) 、 (8) 可以得到,
若令
因此可以得到
利用式 (10) 可以实现权重值的自学习。
对于传统的PID控制器来说, e (k) 为PID控制器的输入, u (k) 为PID控制器的输出, 可以得到:
式中KP——PID控制器的比例系数;
TI, TD——PID控制器的积分时间常数和微分时间常数;
T——采样时间。
对于神经元PID
(11) 、 (12) 两式比较可得出,
5 实验结果与分析
针对所论述的神经元自适应P I D控制算法的有效性, 在本文设计的电子节气门控制单元的基础上进行了发动机转速的阶跃响应和跟踪控制实验。在神经元自适应PID控制器中, 选取学习速率η1=0.02, η2=0.01, η3=0.01。神经元比例系数k=0.1。ω1 (0) =ω2 (0) =ω3 (0) =0.001。
图3为应用神经元自适应PID控制算法时, 发动机转速从1000r/min到1900r/min阶跃响应实验结果。
由图3可以看出, 发动机转速在阶跃响应过程中, 上升时间在1.3 s左右, 系统超调为0, 具有较好的动态阶跃响应特性。
6 结束语
本文在分析电控机械自动变速器发动机转速控制目标的基础上, 针对传统P I D控制对非线性系统难以设置最佳P I D参数的问题, 提出了应用神经元自适应PID控制算法对发动机转速进行控制。实验结果表明应用神经元自适应控制算法, 对电子节气门系统的非线性具有较好的适应性, 发动机转速控制具有较好的动态特性。
参考文献
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机械式自动变速器 篇10
1 液力自动变速箱的性能特点
(1) 动力性能的改善。所使用的变矩器, 其具有很多优势, 尤其是变矩特性、连续自动换挡等等, 可以在进一步加速。在自动换挡中, 如果传动系统的传递功率一直持续, 且没有进行手动换挡时, 相应的供油操作得到减少, 同时再控制过程中, 也可以充分利用发动机的功率, 这样可以使加速性能得到进一步加强, 行驶的平均速度也得以不断提高。 (2) 节油性较好。通常情况下, 液力传动效率最高为92%, 与机械传动相对来讲, 低到10%左右, 在这样的情况下, 自动变速传动效率较低同时也很费油, 但是从整车情况来讲, 自动变速器可以很好的适应行驶阻力所发现的变动, 并且在最佳的时间内, 进行换挡工作, 这样可进一步提高汽车的燃油经济性以及动力性。 (3) 减少排气污染。从手动换挡变速器上来讲, 因为需要经常换挡, 所以是需要将动力切断, 加快发动机的转速, 导致所需要排放的污染物增多。但是在应用自动变速器过程中, 可以使发动机常常在经济快速区域内加速运转, 同时也可以小范围的排放气体, 在一定程度上减少了污染。
2 液力自动变速箱起步过程动力学分析
车辆起步过程中, 主要包括发动机、变速器、车辆、泵轮、涡轮, 起步过程换档离合器动力学模型, 如图1所示。
在上述所讲的两个模型之中, 其中Tc代表了换挡离合器的传递力矩情况, J2, Je, J1代表了输出轴转动惯量、发动机-泵轮构件转动惯量、涡轮轴, xe、x2、x1分别代表了发动机、输出轴角速度和涡轮轴, Te、T2、TP、Tt分别代表了发动机转矩、输出轴转矩、泵轮转矩、涡轮转矩。如下为动力学的方程:
发动机-泵轮, 其中Te-Jeωe=TP。涡轮—变速器—车辆:Tt=K·TP, 其表达式中的K主要代表为液力变矩器的变矩比, 并且泵轮所传递出的转矩公式为:TP=ρgn2p D5。其中ρ表示工作油液的密度情况, D代表变矩器的循环园直径, np代表泵轮的转速情况。涡轮转矩可通过换挡离合器传递到输出轴之上, 并且换挡离合器在接合过程中, 负载力矩的大小是由外界负载所直接决定, 并且在换挡离合器中, 在接上骨摩之后, 主动和被动摩擦都已经联合成一个具体整体时, 这时候所传递出的负载力矩, 因为没有接触到摩擦片, 这时换挡离合器并未充分发挥其作用, 同时还有可能发生很多意外的问题, 需要解决这些问题。各摩擦片之中的空隙可能未完全消除, 这时便导致无法传递无力矩, 同时力矩的大小与摩擦片的摩擦系数与换挡离合器油缸的油压特性有着直接的关系。
3 液力自动变速箱不同档位起步过程分析
采用不同形式的档位开始进行, 同时速比之间的大小是存在着很大的不同, 发生这样的现象直接导致车辆驱动轮的动力大小也是不同的。如果车辆在刚开始行驶时, 这时候行驶员可需要直接踩油门踏板, 可直接加强发动机的转速同时发动机的转速也会得到加大, 随之泵轮的转矩也会加大, 并且按照变矩器的最初特点, 驱动力也会得到加大, 最后驱动力完全战胜在行驶中所存在的阻力, 导致车辆开始进行起步。并且在涡轮泵轮转速较小时, 在车辆的逐步起步的情况下, 涡轮的转速也会随着车速的增大而随之增大, 同时力矩系数以及变矩的变化, 根据其变化涡轮特性会随之变小。在涡轮轴上所输出的转矩也会随之加大, 这时候转矩会比发动机所传给泵轮的转矩加大, 这样可以起到减速的作用。在这样的情况下, 上述所讲的数据, 都是随着道路的阻力以及驱动力的变化而发生变化。
在路面处于良好的情况下, 选取较低的档位, 再进行起步, 这时候其速比过大, 这样就使起步换挡离合器通常与滑擦作用相结合, 所传递出来的摩擦力, 这样可使车辆逐步开始行驶, 这种起步形式, 是受到换挡离合器摩擦力矩的变化情况的影响, 但是换挡离合器的充油油压与换挡离合器的摩擦力矩之间有着很大的关系。如果汽车起步较晚, 在换挡离合器的充油过程中, 控制力度不当或者控制方式不正确, 那么将会对力矩所产生的扰动产生很大的冲击作用。所以想要使起步平稳, 那么需要对换挡离合器的充油油压展开良好的控制和管理。另外, 在路面阻力较小的情况下, 在起步时, 我们可以在运用制动器的情况下对车辆进行制动。防止在路面阻力较小情况下, 我们可充分应用制动器对车辆展开制动, 防止在车辆启动之前, 离合器的空隙之间还没有很好的结合防止车辆提前进行起步。
4 起步过程换档离合器控制
从上文所述的对起步过程的研究可了解到, 对同一档位或者不同档位的情况下, 在起步时, 如果起步较晚, 那么换挡离合器的应用应该采取不同的策略加以控制。如果起步较早或者在复杂路面上或者坡上起步, 这时候需要控制好换挡离合器, 然后使劲踩油门, 并且应用液力变矩器的增扭作用, 可使车辆稳定的起步。如果路面良好, 采用抵挡起步形式, 在这种状况之下, 需要控制好换挡离合器, 并且结合滑擦功以及冲击度这两项指标, 并且对换挡离合器的充油过程进行控制, 并且采用闭环实时方式控制, 这样做的主要目的是为了能够减少起步冲击作用。因为所输出的轴转速度信号与冲击度之间有着直接的关系, 同时在上文所分析的涡轮轴转速度, 不单单将发动机的工作情况加以反映, 同时也很好的反映出欢动离合器中所传递出来的力矩变动的情况。
5 结束语
在车辆起步过程中, 很可能由于同一档位的路面阻力情况或者不同档位的起步情况出现很大的差异。为了能够实施好的控制策略, 可提供出硬件平台的控制系统, 并且根据输出轴转速以及涡轮转速之间的关系, 对换挡离合器的电磁阀驱动展开控制。应该根据起步形式, 制定出与控制好离合器相符的策略, 才能真正实现控制好换挡离合器中的油压。
摘要：为了深入研究和分析液力机械自动变速箱所运用的不同起步形式, 以及与换挡离合器是否有着很大的影响, 不同的档位起步或者不同路面的阻力, 在起步中会存在着很大的差异。根据液力机械自动变速箱不同起步形式, 制定出相应的控制好换挡离合器的对策。
关键词：液力机械,自动变速箱,起步,控制
参考文献
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