電控機(jī)械自動變速器AMT概述

【摘 要】AMT是英文Automated Mechanical transmission的縮寫，中文名為手自一體變速器。這種變速器將AT和MT的優(yōu)勢結(jié)合在一起，既有自動換檔的輕松方便，又有手動換檔的駕駛體驗(yàn)，是目前最先進(jìn)的變速技術(shù)，也成為越來越多優(yōu)秀車型必備的標(biāo)準(zhǔn)配置。

【關(guān)鍵詞】 ATM;ECU;電控機(jī)械式自動變速器;AT

一、ATM的發(fā)展

車輛自動變速器可以使駕駛員在不切斷動力的情形下實(shí)現(xiàn)自動換檔，世界汽車生產(chǎn)大國自30年代就開端不遺余力地對此進(jìn)行研討并提出很多計(jì)劃。70年代中期，德國奔跑汽車公司采用由電子控制的半自動操縱方法實(shí)現(xiàn)換檔，這是第一代AMT。該產(chǎn)品沒有實(shí)現(xiàn)完整的自動化，即換檔時(shí)駕駛員仍要踩下離合器踏板，電子裝置提醒駕駛員何時(shí)為最佳的換檔時(shí)刻，但它具有傳動效力高、成本低、易制作等長處，從此成為自動變速器發(fā)展的一個(gè)主要方向。1984年日本五十鈴公司生產(chǎn)降生界上第一種全自動電控機(jī)械式自動變速器NAVI-5，到80年代末，全自動AMT進(jìn)入適用化階段。從90年代開端，美國、德國生產(chǎn)的重型汽車開始使用AMT，使在復(fù)雜多變條件下工作的車輛的換檔品質(zhì)和起步性能進(jìn)一步提高。

二、ATM工作原理

其控制過程基本是模擬駕駛員的操作?？刂茊卧妮斎胗校厚{駛員的意圖-加速踏板、檔位選擇;汽車的工作狀態(tài)-發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速等?？刂茊卧鶕?jù)換檔規(guī)律、離合器控制規(guī)律、發(fā)動機(jī)節(jié)氣門自適應(yīng)調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生的輸出，對節(jié)氣門開度、離合器、換檔操縱三者進(jìn)行綜合控制，有效配合。AMT保留了原 手動變速器傳動效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn);但是存在動力中斷，換檔平順性較差的缺點(diǎn)。

三、ATM的組成

一個(gè)完整的 AMT控制過程包括離合器控制、換檔控制和節(jié)氣門開度控制。圖1是一個(gè)電液換檔控制系統(tǒng)，離合器由三個(gè)電磁閥控制，通過油缸的活塞桿完成離合器的分離或接合?？刂茊卧‥CU）根據(jù)離合器行程的信號判斷離合器接合的程度，調(diào)節(jié)接合速度，保證接合平順、有效。一般在變速器上交叉地安裝兩個(gè)控制油缸。圖2中顯示的是5個(gè)前進(jìn)檔、一個(gè)倒檔的雙軸式變速器的換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)。選檔與換檔由四個(gè)電磁閥根據(jù)ECU發(fā)出指令進(jìn)行控制。在正常行駛時(shí)，由駕駛員直接控制加速踏板，其行程通過傳感器輸入到ECU再根據(jù)行程大小，通過步進(jìn)電機(jī)控制發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度。在換檔過程，踏板行程與節(jié)氣門開度就不一致，按換檔規(guī)律要求先收加速踏板，進(jìn)入空檔，在掛上新的檔位后，接合離合器，隨著傳遞發(fā)動機(jī)扭矩增大的同時(shí)，節(jié)氣門按自適應(yīng)調(diào)節(jié)規(guī)律加到新的開度。

四、三種電控機(jī)械式自動變速器的優(yōu)缺陷

1.電控液動ATM

電控液動AMT的換擋體系長處是：工作安穩(wěn)、操作簡便、易于實(shí)現(xiàn)安全維護(hù)、具有必定的吸振與吸沖擊的才能、起步換擋品德好以及便于空間安排;毛病是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它包括液壓油油箱，油泵及驅(qū)動電機(jī)，電磁換向閥（6-10個(gè)），油路比擬復(fù)雜的集成閥塊，驅(qū)動油缸，銜接油管等。它不但本錢高，而且還帶來一些節(jié)制上的困難，如液壓系統(tǒng)傳動油特征受氣溫影響，電機(jī)帶泵工作對電腦（ECU）發(fā)生干擾，換擋停止時(shí)活塞對缸體發(fā)生撞擊等。這些問題可采用油溫度傳感器，壓力傳感器在系統(tǒng)中含混控制，自適應(yīng)掌握等控制方式來解決，但成果是控制更龐雜，成本更高。而且由于零件較多，安裝保護(hù)艱苦較大，故障點(diǎn)增添。下降了工作地可靠性。

2.電控電動ATM

電控電動AMT的換擋系統(tǒng)的特色是：結(jié)構(gòu)相對簡單，重量輕，另外由于直接采用易于控制、精度更高的電動機(jī)代替液壓執(zhí)行元件，使得系統(tǒng)的動作的誤差減少了，控制方法上也更簡單。毛病是：活動部件要進(jìn)行兩個(gè)方向的活動實(shí)現(xiàn)選、換擋動作，所以要解決運(yùn)動部件的干預(yù)問題，換擋時(shí)光也比擬長，另外還須要結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高精度的凸輪機(jī)構(gòu)。小功率低壓直流電機(jī)調(diào)速艱苦，很難保證高的起步換擋品德，它轉(zhuǎn)速高，須要結(jié)構(gòu)復(fù)雜的減速器?，F(xiàn)有的汽車上用的直流電機(jī)和蝸輪蝸軸減速器種類較少，為了提高離合器分別時(shí)的驅(qū)動力，還要加裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械助力裝置等。這些不但提高了本錢，也使安裝、調(diào)劑變得復(fù)雜。

3.電控氣動ATM

電控氣動AMT的換擋體系重要利用于帶有氣壓系統(tǒng)的大型客車或重型車輛場所。重型卡車中的氣源很豐盛，可以在原有手動換擋的基本上進(jìn)行簡略的改裝，便可以實(shí)現(xiàn)主動換擋。而且，構(gòu)造簡略、安裝調(diào)劑便利，工作穩(wěn)固可靠，起步、換擋性能好。但目前采取這種系統(tǒng)的換擋裝備其結(jié)構(gòu)也較為龐雜，切換擋品德不高，換擋時(shí)光稍長，未能充足施展這種情勢的上風(fēng)，影響了其正常應(yīng)用。

4.關(guān)于AT

和手動檔相比，液力自動變速箱（AT）在結(jié)構(gòu)和使用上有很大的不同。手動變速箱主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產(chǎn)生變速變矩，AT 是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩。但是由于各種輔助機(jī)構(gòu)的自動換檔能滿足行駛上的多種需要，例如停泊、后退等，所以在自動檔上還設(shè)有干預(yù)裝置即手動撥桿，標(biāo)志P（停泊）、R（后檔）、N（空檔）、D（前進(jìn)），另在前進(jìn)檔中還設(shè)有“2”和“1”的附加檔位，用以起步或上斜坡之用。由于將其變速區(qū)域分成若干個(gè)變速比區(qū)段，只有在規(guī)定的變速區(qū)段內(nèi)才是無級的，因此AT 實(shí)際上是一種介于有級和無級之間的自動變速器。

（1）AT的優(yōu)點(diǎn)

AT 不用離合器換檔，檔位少變化大，連接平穩(wěn)，因此操作容易，既給開車人帶來方便，也給坐車人帶來舒適

（2）AT的缺點(diǎn)

首先對速度變化反應(yīng)較慢，沒有手動變速箱靈敏，因此許多玩車人士喜歡開手動變速箱車。

第二是費(fèi)油，傳動效率低而且變矩范圍有限，不過近年不少車型都在自動檔里面引入了電子控制技術(shù)，這方面的問題因而有所改善，但終究還是比不上手動檔經(jīng)濟(jì)。

第三是機(jī)構(gòu)復(fù)雜，修理困難。在液力變扭器內(nèi)，高速循環(huán)流動的液壓油會產(chǎn)生高溫，所以要用指定的耐高溫液壓油，也就是平常所說的“波箱油”，另外如果汽車因蓄電池缺電不能啟動，不能用推車或拖車的方法啟動。如果拖運(yùn)故障車的話，還要注意使驅(qū)動輪脫離地面，以保護(hù)自動變速箱齒輪不受損害。

5.關(guān)于AMT（電控機(jī)械自動變速箱）

AMT 是在總體傳動結(jié)構(gòu)不變的情況下通過加裝微機(jī)控制的自動操縱系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)換檔的自動化。因此AMT 實(shí)際上是由一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)來完成操作離合器和選檔的兩個(gè)動作。目前的手自一體化自動檔基本上都是這種類型，奇瑞的QQ 就有AMT 的車型。

總結(jié)

AMT 既具有液力自動變速器自動變速的優(yōu)點(diǎn)，又保留了原手動變速器齒輪傳動的效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、易制造的長處。它揉合了二者優(yōu)點(diǎn)，是非常適合我國國情的機(jī)電液一體化自動變速器。它是在現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械變速器上進(jìn)行改造的，保留了絕大部分原總成部件，只改變其中手動操作系統(tǒng)的換檔桿部分，生產(chǎn)繼承性好，改造的投入費(fèi)用少，非常容易被生產(chǎn)廠家接受。它的缺點(diǎn)是非動力換檔，這可以通過電控軟件方面來得到一定彌補(bǔ)。在幾種自動變速器中，AMT 的性價(jià)比最高。AMT 可分為半自動與全自動變速器。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

張宇（1996-），女，漢，四川自貢，本科，研究方向：機(jī)械電子工程