商用車液力自動(dòng)變速器的控制功能研究及前景

陳文+樊波濤

摘 要：商用車的運(yùn)行會(huì)受到諸多因素的影響。為了保證商用車駕駛員的人身安全，降低交通事故的發(fā)生概率，可以將液力自動(dòng)變速器應(yīng)用在商用車中。本文從液力自動(dòng)變速器的自動(dòng)空擋功能入手，對(duì)商用車液力自動(dòng)變速器的控制功能及發(fā)展變化前景進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：商用車；液力自動(dòng)變速器；控制功能；前景

前言：液力自動(dòng)變速器的控制功能是通過(guò)變更齒輪組合以及液力傳遞的方式實(shí)現(xiàn)的。在商用車的行駛過(guò)程中，液力自動(dòng)變速器的應(yīng)用可以顯著提高車輛換擋的穩(wěn)定性水平，為乘客帶來(lái)更加舒適的乘坐體驗(yàn)。但這種變速器的維修難度較高，燃油消耗量相對(duì)較大。

一、商用車液力自動(dòng)變速器的控制功能類型

從整體角度來(lái)講，商用車液力自動(dòng)變速器的控制功能主要包含以下幾種：

（一）自動(dòng)空擋功能

液力自動(dòng)變速器的自動(dòng)空擋功能的使用條件主要包含以下幾種：第一，駕駛員在駕駛商用車的過(guò)程中產(chǎn)生空擋運(yùn)行的要求。傳統(tǒng)換擋流程需要花費(fèi)較多的時(shí)間，此時(shí)，駕駛員可以直接通過(guò)商用車的操作面板，將商用車從前進(jìn)擋狀態(tài)或倒擋狀態(tài)，快速轉(zhuǎn)換成空擋狀態(tài)。第二，在行駛過(guò)程中，當(dāng)商用車停止運(yùn)行時(shí)，駕駛員可以快速?gòu)纳逃密嚥僮髅姘逯姓业阶詣?dòng)空擋功能，以實(shí)現(xiàn)空擋狀態(tài)下的商用車靜止[1]。液力自動(dòng)變速器自動(dòng)空擋功能的啟用流程為：商用車駕駛員啟用這一功能之后，對(duì)車輛變速器的輸出軸實(shí)際轉(zhuǎn)速參數(shù)進(jìn)行合理判斷。如果轉(zhuǎn)速參數(shù)小于預(yù)先設(shè)定參數(shù)，則商用車的變速器會(huì)在該功能的作用下自動(dòng)由其他擋位變更為空擋擋位。在這種情況下，為了縮短商用車駕駛員移出空擋的時(shí)間，可以在液力自動(dòng)變速器中預(yù)先設(shè)計(jì)一種合理的移出條件。例如，可以將商用車的空擋移出條件設(shè)定為腳制動(dòng)。

（二）PTO功能

這種功能是指，在商用車中安裝液力自動(dòng)變速器之后，液力自動(dòng)變速器可以對(duì)商用車中變速器控制器的輸出信號(hào)產(chǎn)生良好的控制功能，使得控制轉(zhuǎn)移到液力自動(dòng)變速器的PTO直接進(jìn)行工作。以消防車這種商用車為例，液力自動(dòng)變速器可以通PTO功能合理控制車輛云梯的張開(kāi)與收縮。結(jié)合PTO功能的實(shí)踐應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)商用車的變速器輸出軸轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超出對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，PTO會(huì)受到損害，進(jìn)而無(wú)法正常動(dòng)作。為了避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象，駕駛員在使用PTO功能之前，應(yīng)該合理判斷商用車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速參數(shù)是否符合PTO功能的使用要求。

（三）擋位保持功能

在商用車駕駛過(guò)程中，駕駛員可以利用液力自動(dòng)變速器的擋位保持功能，將變速箱穩(wěn)定保持在當(dāng)前擋位水平上[2]。當(dāng)變速器的擋位為前進(jìn)擋時(shí)，駕駛員可以利用液力變速器的保持開(kāi)關(guān)啟動(dòng)這一功能，進(jìn)而將商用車的擋位合理保持在最高擋位狀態(tài)。

（四）空擋換擋抑制功能

結(jié)合商用車駕駛過(guò)程的分析可知，在商用車的駕駛過(guò)程中，由于某些突發(fā)因素的影響，駕駛員可能會(huì)將商用車的擋位誤從空擋狀態(tài)中移出。這種現(xiàn)象可能會(huì)引發(fā)交通事故，威脅駕駛員的人身安全。液力自動(dòng)變速器的應(yīng)用可以為商用車提供良好的空擋換擋抑制功能。在實(shí)際駕駛過(guò)程中，駕駛員可以根據(jù)自身的需求，在商用車面板中以如下方式使用空擋換擋抑制功能：第一，禁止商用車擋位從空擋狀態(tài)轉(zhuǎn)換成倒擋狀態(tài)；第二，抑制商用車擋位由空擋狀態(tài)變更為前進(jìn)擋狀態(tài)[3]。第三，同時(shí)禁止商用車擋位從空擋狀態(tài)轉(zhuǎn)化成前進(jìn)擋以及倒擋狀態(tài)。

（五）緩速功能

當(dāng)商用車在山路的上下坡路況行駛時(shí)，商用車的動(dòng)能即勢(shì)能被轉(zhuǎn)化成熱能。在這種情況下，商用車的制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)處于較高的熱負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。由于制動(dòng)系統(tǒng)釋放熱量的及時(shí)性較差，制動(dòng)盤溫度參數(shù)的顯著增加可能引發(fā)商用車的制動(dòng)效能受損。液力自動(dòng)變速器可以通過(guò)自身的緩速器實(shí)現(xiàn)對(duì)商用車某些行駛過(guò)程速度的控制。當(dāng)前商用車中常用的緩速器主要包含以下幾種：第一，液力緩速器。當(dāng)商用車的制動(dòng)電路開(kāi)啟之后，液力緩速器將會(huì)開(kāi)始動(dòng)作，為商用車的變速器施加一定的壓力。在壓力作用下，變速器將會(huì)產(chǎn)生一定參數(shù)的阻尼，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)商用車制動(dòng)的目的[4]。與其他緩速器相比，這種緩速器的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于：其使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)磨損問(wèn)題。但這種緩速器要求商用車增加自身的散熱能力。第二，電磁緩速器。在商用車中應(yīng)用電磁緩速器之后，當(dāng)駕駛員需要減速時(shí)，可以利用儀表盤上的開(kāi)關(guān)觸發(fā)電磁緩速器進(jìn)行動(dòng)作。此時(shí)，商用車中的傳動(dòng)軸（電磁緩速器增設(shè)位置）的運(yùn)行將會(huì)受到電磁緩速器所產(chǎn)生電磁阻力的影響，間接促進(jìn)商用車制動(dòng)目的的實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，這種緩速器的大體積常常會(huì)干擾其在商用車中的正常運(yùn)用。

二、商用車液力自動(dòng)變速器的前景

隨著液力自動(dòng)變速器的不斷更新和變化，其控制功能也會(huì)隨之產(chǎn)生一些變化。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前商用車液力自動(dòng)變速器的應(yīng)用情況進(jìn)行推斷，未來(lái)的商用車液力自動(dòng)變速器將朝向以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一）魯棒性優(yōu)化方向

液力自動(dòng)變速器的魯棒性與傳感器性能、控制器算法的計(jì)算質(zhì)量等因素有關(guān)。結(jié)合我國(guó)目前情況而言，人們?cè)趥鞲衅?、控制器算法等方面逐漸獲得了諸多新成果。因此，隨著液力自動(dòng)變速器的不斷發(fā)展，其魯棒性將變得越來(lái)越好，在商用車中的應(yīng)用價(jià)值會(huì)隨之發(fā)生增高。

（二）智能化方向

自動(dòng)化與智能化之間的聯(lián)系較為緊密。從本質(zhì)角度來(lái)講，液力自動(dòng)變速器的智能化功能需要通過(guò)信息的智能化收集、信息的智能化處理等環(huán)節(jié)產(chǎn)生。GPS技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展為液力自動(dòng)變速器智能化的實(shí)現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。以GPS技術(shù)為例，在液力自動(dòng)變速器中引入這種技術(shù)之后，無(wú)論商用車處于哪個(gè)位置，駕駛員都可以利用液力自動(dòng)變速器預(yù)先識(shí)別分析前方的道路是否存在阻礙或意外情況，并根據(jù)實(shí)際路況事先作為擋位的適宜調(diào)整對(duì)策，以此保證行駛安全[5]。從本質(zhì)角度來(lái)講，智能化功能的產(chǎn)生可以顯著降低液力自動(dòng)變速器所需的油耗。

（三）小體積方向

商用車容許安放液力自動(dòng)變速器的空間是有限的。隨著處理器、電子工藝的不斷發(fā)展，液力自動(dòng)控制器中各類組成要素的體積將不斷減小，因此，液力自動(dòng)變速器的體積也會(huì)變得越來(lái)越小。這種發(fā)展方向有利于液力自動(dòng)變速器應(yīng)用范圍的擴(kuò)展。

（四）高精度方向

隨著商用車液力自動(dòng)變速器應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的不斷增加，人們對(duì)液力自動(dòng)變速器精度的了解也將變得越來(lái)越透徹。在這種情況下，自適應(yīng)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)的分析技術(shù)、計(jì)算方法開(kāi)始逐漸被應(yīng)用到液力自動(dòng)變速器中，使得液力自動(dòng)變速器控制功能的精度發(fā)生顯著提高[6]。

結(jié)論：商用車液力自動(dòng)變速器的控制功能主要包含自動(dòng)空擋功能、空擋換擋抑制功能、擋位保持功能以及緩速功能等。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，液力自動(dòng)變速器將會(huì)朝向高精度、小體積、智能化等方向發(fā)展。對(duì)于人們而言，這些發(fā)展前景的實(shí)現(xiàn)將顯著改善液力自動(dòng)變速器的燃油消耗，為商用車乘客帶來(lái)更加平穩(wěn)、舒適的乘坐體驗(yàn)。

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