關(guān)于AMT變速箱換擋過程中的設(shè)計(jì)分析

張志亮

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械汽車也得到了極大的進(jìn)步。近年來電控式自動(dòng)變速器（AMT）技術(shù)也發(fā)展的越來越成熟和完善，受到了廣大的消費(fèi)者的歡迎。就AMT技術(shù)而言，由于其可以實(shí)現(xiàn)汽車的自動(dòng)變速，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單制造成本低的優(yōu)點(diǎn)，而越來越被廣泛的使用與汽車的制造當(dāng)中。

關(guān)鍵字：AMT離合器接合;局部恒轉(zhuǎn)速;模糊控制;換檔規(guī)律

引言：進(jìn)入21世紀(jì)之后汽車行業(yè)發(fā)展十分迅速，其中自動(dòng)變速器（AMT）的出現(xiàn)和應(yīng)用就是一個(gè)典型的代表。自從AMT技術(shù)的出現(xiàn)，汽車的自動(dòng)化水平有了飛速的提升，通過AMT技術(shù)的應(yīng)用，大大降低了降低駕駛員操作汽車的成本，也很大程度的提高了駕駛舒適度和安全性以及燃油經(jīng)濟(jì)性[1]。

1.自動(dòng)變速器概述

目前自動(dòng)變速器具有很多種分類方式，其中最為常見的分類方式為根據(jù)汽車的傳動(dòng)方式進(jìn)行分類，這樣的分類方式可以將汽車的變速器分為三種不同的類型分別為：液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（AT）、連續(xù)可變傳動(dòng)比的無級(jí)自動(dòng)變速器（CVT）以及電控機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）。這三種變速器之間的的差別和和優(yōu)缺點(diǎn)，目前也有許多的學(xué)者對(duì)其展開了研究和討論[1]，本文通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)和筆者自身的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了以下的概括：

首先是液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（AT），AT變速器的系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的機(jī)械離合器的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步研發(fā)出來的，這種變速器的動(dòng)力傳動(dòng)是通過液力變矩器來進(jìn)行齒輪的控制實(shí)現(xiàn)變速的目的。對(duì)于AT變速器而言一般可以將其系統(tǒng)按照各部件的功能來進(jìn)行劃分，目前AT變速器的功能大致可以劃分為液力變矩器、液壓控制系統(tǒng)、行星齒輪變速器、電子控制系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)這五大部分[2]。AT變速器相較于傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器（MT）離合器，具有十分很大的優(yōu)勢和長處，AT變速器的換擋過程是通過液力變矩器結(jié)合星齒輪來共同完成汽車的自動(dòng)換擋，一般來說AT變速器具有更加平穩(wěn)的換擋過程，同時(shí)其汽車的操作難度也是最為簡單的，大大的降低了駕駛員的操作流程復(fù)雜程度。AT變速器的組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。

另外，目前市場上的無級(jí)自動(dòng)變速器（CVT），按照變速器的功能和各部件的相互組成關(guān)系可以分為主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組以及金屬傳動(dòng)帶。在這三大部件當(dāng)中主、從動(dòng)輪組一般狗屎通過可動(dòng)錐形輪和固定錐形輪組來組成的，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。所以，對(duì)于CVT而言，可以輕松的實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)變化，也就是所謂的無級(jí)變速。從圖2我們可以發(fā)現(xiàn)CVT具有體積小、質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其在動(dòng)力傳輸過程當(dāng)中也會(huì)具有動(dòng)力持續(xù)不斷的輸出，這也會(huì)大大的提高車輛的乘坐舒適性;同時(shí)也能夠在很大程度上提高變速器的環(huán)境適應(yīng)能力，最大程度的挖掘出變速器的潛能。但是需要指出的是，CVT也具有很多明顯的缺點(diǎn)和短處：其中最為常見的一個(gè)問題就是CVT傳動(dòng)帶易壞同時(shí)傳動(dòng)帶和手動(dòng)變速器之間具有很差的繼承性。

最后，便是電控機(jī)械式白動(dòng)變速器（AMT），AMT變速器是目前技術(shù)最為全面的，其不僅僅完美的傳承了傳統(tǒng)的MT離合器的結(jié)構(gòu)，同時(shí)又摒棄了MT車輛上的離合器踏板，另外其還結(jié)合了AT和MT這兩種自動(dòng)變速器的各自優(yōu)點(diǎn)，使其自身不僅僅具有MT的結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又很好的實(shí)現(xiàn)了AT的自動(dòng)變速功能。但是對(duì)于AMT技術(shù)而言，其換擋過程并不是十分的連續(xù)，具有明顯的卡頓的缺點(diǎn)，另外AMT具有比較高昂的研發(fā)和投入成本，AMT結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

2.AMT系統(tǒng)起步過程的控制方式和換擋過程

AMT技術(shù)具有很多關(guān)鍵技術(shù)問題，如起步過程的離合器控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、換擋規(guī)律、系統(tǒng)可靠性等技術(shù)問題。其中起步過程的離合器控制方法以及換擋規(guī)律是最為核心和關(guān)進(jìn)的技術(shù)，本文將詳細(xì)對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行分析[3]。

2.1 起步過程的離合器控制

首選，需要指出的是起步過程的離合器控制技術(shù)一直是AMT自動(dòng)變速器的核心問題和亟需解決的問題。如何實(shí)現(xiàn)車輛在起步及行駛時(shí)，離合器的自動(dòng)控制這一問題成為目前AMT變速器最為關(guān)注的問題之一。一般而言，AMT自動(dòng)控制器對(duì)起步過程的離合器控制的好壞將會(huì)直接關(guān)系著車輛在起步過程當(dāng)中的具體乘客乘坐感受以及離合器元器件的使用壽命。

車輛起步的過程中AMT的控制原理為，AMT通過將汽車的離合器摩擦片進(jìn)行控制，然后借助摩擦片來實(shí)現(xiàn)對(duì)主動(dòng)盤的控制，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)盤達(dá)到和摩擦片相同的轉(zhuǎn)速的目的。但是，汽車在起步過程當(dāng)中，其速度都是從靜止?fàn)顟B(tài)快速的進(jìn)入高速行駛狀態(tài)，在這一個(gè)啟動(dòng)的過程當(dāng)中摩擦片就會(huì)在開始接觸的時(shí)候出現(xiàn)了非常大的的轉(zhuǎn)速差值，此時(shí)如果進(jìn)離合器進(jìn)行了快速的結(jié)合，就會(huì)在結(jié)合的瞬間產(chǎn)生了巨大的沖擊，顯然這樣的接觸沖擊不僅僅會(huì)給汽車帶來顛簸，在很大程度上會(huì)大大的降低汽車在啟動(dòng)過程當(dāng)中的舒適性，而且嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的熄火情況發(fā)生。與之相反的是，如果以過慢的速度進(jìn)行接合也會(huì)產(chǎn)生摩擦片的嚴(yán)重磨損情況，降低了摩擦片的使用壽命。此外，對(duì)于AMT變速器而言，在起步時(shí)根據(jù)操作者的具體操作意圖，來實(shí)現(xiàn)合適的結(jié)合速度，達(dá)到同時(shí)協(xié)調(diào)，不僅能夠有助于實(shí)現(xiàn)起步過程的平順性，也會(huì)大大的提高離合器的使用壽命。

2.2 換檔規(guī)律

在汽車正常行駛過程當(dāng)中，車輛的使用性能是通過換擋來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于AMT系統(tǒng)而言，如何將換擋點(diǎn)和和換擋進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合保證起步過程當(dāng)中的順暢度，一直以來都是ATM汽車研究的核心技術(shù)之一。在目前的 AMT變速器當(dāng)中，一般都是通過換擋控制辦法來對(duì)油門開度進(jìn)行控制，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)車速和換擋的控制。

結(jié)束語：本文對(duì)AMT起步及換擋過程中的控制方法進(jìn)行了研究和討論，旨在對(duì)提高AMT變速器的自動(dòng)化水平，降低駕駛員的駕駛強(qiáng)度提高駕駛舒適度和安全性。

參考文獻(xiàn)

范金龍.AMT起步過程的控制方法及換檔過程研究[D].燕山大學(xué)，2013.

葛安林.車輛自動(dòng)變速理論與設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993，2-6.

席軍強(qiáng)，丁華榮，陳慧巖.ASCS與AMT的歷史、現(xiàn)狀及其在中國的發(fā)展趨勢[J].汽車工程，2002，24（2）：89-53.