電控機(jī)械式自動(dòng)變速器在拖拉機(jī)上的應(yīng)用

王文明 雒安 孫利明

摘 要：在當(dāng)前技術(shù)不斷發(fā)展的背景之下，各行各業(yè)在技術(shù)滲透和應(yīng)用下都得到了很大的發(fā)展與進(jìn)步。變速箱是拖拉機(jī)中較為重要的設(shè)備，自動(dòng)變速器憑借其良好的燃油經(jīng)濟(jì)性以及具有較好的性能，因此在拖拉機(jī)中應(yīng)用地較為廣泛。對(duì)拖拉機(jī)的變速箱控制系統(tǒng)進(jìn)行一定的改造就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的功能。本文對(duì)三種形式的操縱控制系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)比分析，并且簡(jiǎn)單闡述了各類電控液動(dòng)控制系統(tǒng)的原理，側(cè)重于介紹電控液動(dòng)AMT在拖拉機(jī)上的應(yīng)用，具有一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：拖拉機(jī);自動(dòng)變速器;電控機(jī)械式變速器應(yīng)用

過(guò)去拖拉機(jī)上使用的都是傳統(tǒng)的手動(dòng)變速箱，僅由拖拉機(jī)的駕駛?cè)藛T個(gè)人的駕駛經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷換擋的時(shí)機(jī)，相對(duì)來(lái)說(shuō)具有一定的不穩(wěn)定性，駕駛?cè)藛T的駕駛技術(shù)對(duì)拖拉機(jī)燃油效率和拖拉機(jī)運(yùn)行效果有較大的影響。電控機(jī)械式自動(dòng)變速器是當(dāng)前技術(shù)進(jìn)步在自動(dòng)變速器上地體現(xiàn)，通過(guò)在傳統(tǒng)變速箱上進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)選擋和換擋上的自動(dòng)化。電控機(jī)械式自動(dòng)變速器領(lǐng)域內(nèi)也稱之為AMT，在拖拉機(jī)中有較大的應(yīng)用空間，通過(guò)使用自動(dòng)化換擋技術(shù)，能夠讓駕駛員的操作得以簡(jiǎn)化，從而能夠提高使用效率和操作的穩(wěn)定性。當(dāng)然，目前國(guó)內(nèi)拖拉機(jī)大多還是使用的傳統(tǒng)手動(dòng)變速箱，但不可否認(rèn)的是AMT在拖拉機(jī)未來(lái)發(fā)展上有很好地應(yīng)用前景，本文也主要就此進(jìn)行介紹。

一、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)類型

當(dāng)前AMT中的自動(dòng)換擋系統(tǒng)主要有三種類型，即電控液動(dòng)、電控氣動(dòng)以及電控電動(dòng)，在這之中，前兩者應(yīng)用的相對(duì)較多以下，下面進(jìn)行對(duì)這三種形式進(jìn)行具體介紹。

（一）電控液動(dòng)操縱控制系統(tǒng)

當(dāng)前在三種AMT形式當(dāng)中，應(yīng)用最廣泛的就是電控液壓AMT。它不僅換擋速度相當(dāng)快，并且與其他液壓系統(tǒng)之間的配合協(xié)作是比較好的。液壓系統(tǒng)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)對(duì)電控單元的指令進(jìn)行響應(yīng)，來(lái)對(duì)電磁換向閥進(jìn)行控制，從而自動(dòng)完成換擋等動(dòng)作。電控液動(dòng)AMT在拖拉機(jī)上應(yīng)用時(shí)，相對(duì)其他形式也較有優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在液壓源可以由拖拉機(jī)的液壓泵提供。

下圖為電控液動(dòng)AMT的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的1指的是選擋油缸，2指的是換擋油缸，而3則指的是離合器控制閥組和油缸。

（二）電控氣動(dòng)操縱控制系統(tǒng)

電控氣動(dòng)AMT控制實(shí)現(xiàn)是由氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。氣動(dòng)系統(tǒng)在控制上和液壓系統(tǒng)是一樣的，也是通過(guò)對(duì)電控單元的指令進(jìn)行響應(yīng)，而后傳遞控制信號(hào)，使得操作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)完成換擋和離合器的分離和結(jié)合等工作。氣動(dòng)系統(tǒng)利用氣體體積的可壓縮性來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)換擋，但是換擋速度相對(duì)較慢。當(dāng)然它也有它自己的優(yōu)點(diǎn)，即不需要增加調(diào)壓設(shè)備以及蓄能器等，在一定程度上降低了經(jīng)濟(jì)成本同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)換擋等操作。

（三）電控電動(dòng)操作控制系統(tǒng)

電控電動(dòng)AMT使用電機(jī)來(lái)完成控制操作，同樣也是對(duì)電控單元的指令響應(yīng)傳達(dá)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而后自動(dòng)完成離合器的分離、結(jié)合以及自動(dòng)選擋和換擋操作。電控電動(dòng)AMT當(dāng)前在價(jià)格上以及實(shí)際應(yīng)用的質(zhì)量上看都還算可以，但是相對(duì)其他兩種形式來(lái)說(shuō)，調(diào)整起來(lái)相對(duì)困難，因此在應(yīng)用上還不能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用和生產(chǎn)。

二、電控液動(dòng)系統(tǒng)在拖拉機(jī)上的應(yīng)用

電控液動(dòng)AMT主要由動(dòng)力組件，壓力控制閥，變速箱，離合器控制閥以及執(zhí)行結(jié)構(gòu)構(gòu)成。它們分別實(shí)現(xiàn)對(duì)主變速桿和離合器分離結(jié)合的控制。下面對(duì)部分結(jié)構(gòu)控制的執(zhí)行進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

（一）離合器執(zhí)行器

離合器執(zhí)行器使用的是單作用油缸，主要由Mv3456四個(gè)電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制，執(zhí)行器的控制模式主要有4種，一是分離，二是保持分離狀態(tài)，三是接合，四是保持接合狀態(tài)。在分離模式中，僅開(kāi)放Mv3電磁閥，而其他三個(gè)電磁閥都保持關(guān)閉狀態(tài)，壓力油進(jìn)入執(zhí)行器使離合器分離，這是完成正常換擋操作的必要程序。在接合模式當(dāng)中，電磁閥的狀態(tài)恰恰相反，僅關(guān)閉Mv3電磁閥，另外三個(gè)電磁閥則需要打開(kāi)，可以選擇分別或者同時(shí)打開(kāi)的方式，EC進(jìn)行脈寬調(diào)頻，根據(jù)執(zhí)行器的執(zhí)行實(shí)際行程進(jìn)行反饋，而后根據(jù)最佳接合規(guī)律來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，最終配合拖拉機(jī)完成起步和換擋等操作。而在狀態(tài)2與狀態(tài)4即狀態(tài)保持模式當(dāng)中，四個(gè)電磁閥均關(guān)閉，也不進(jìn)行各類執(zhí)行操作。

（二）選擋、換擋執(zhí)行器

變速箱的選擋和換擋的執(zhí)行器集成為一個(gè)模塊，同樣選擋油缸和換擋油缸也可以用一套聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接起來(lái)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)操作之間的連貫。采用平行式的布置結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)備選擋和換擋執(zhí)行器，需要4個(gè)換擋油缸來(lái)組成執(zhí)行器，而如果采用正交式的布置結(jié)構(gòu)的話僅僅需要兩個(gè)換擋油缸，不僅結(jié)構(gòu)更為緊密，在成本上也得到了一定的控制。

三、拖拉機(jī)自動(dòng)換擋策略的簡(jiǎn)單介紹

拖拉機(jī)自動(dòng)換擋策略是自動(dòng)換擋系統(tǒng)的理論核心，當(dāng)前拖拉機(jī)自動(dòng)換擋系統(tǒng)當(dāng)中采用的策略主要有兩種，一是利用車速和油門(mén)開(kāi)度的雙參數(shù)換擋，二是利用車速，油門(mén)開(kāi)度以及拖拉機(jī)加速度的三參數(shù)換擋。拖拉機(jī)運(yùn)作和普通車輛其實(shí)有較大的區(qū)別，可能用于田間作業(yè)，也可能是路面運(yùn)輸。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋的時(shí)候，相對(duì)來(lái)說(shuō)，拖拉機(jī)要考慮的因素要更多一些，而且因?yàn)榭刂埔蚕鄬?duì)復(fù)雜，所以在實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用的時(shí)候更應(yīng)該要針對(duì)拖拉機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)換擋的設(shè)計(jì)。

四、結(jié)束語(yǔ)

電控機(jī)械式自動(dòng)變速器也在不斷地技術(shù)升級(jí)和進(jìn)步當(dāng)中，使用電控機(jī)械式AMT有許多的優(yōu)點(diǎn)，例如利用計(jì)算機(jī)能夠存儲(chǔ)和處理很多的信息并進(jìn)行拖拉機(jī)換擋策略的選擇，能夠?qū)崿F(xiàn)更為復(fù)雜的更針對(duì)拖拉機(jī)特點(diǎn)的控制方式。當(dāng)然，目前在應(yīng)用上還有待進(jìn)一步的發(fā)展，在今后研究當(dāng)中，可以綜合考慮拖拉機(jī)控制的多種因素，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋，這對(duì)未來(lái)拖拉機(jī)的發(fā)展和進(jìn)步也有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉巖，丁玉蘭.電控機(jī)械式自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)的研究[J].重型汽車，2001，000（001）：12-13.

[2]周丹.機(jī)械式自動(dòng)變速器換擋規(guī)律研究[D].武漢理工大學(xué)，2011.

[3]何忠波，白鴻柏.AMT技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2007，38（5）：181-186.

[4]C.Rüchardt，O.Ebner，R.Keller，等.ASTronic——適用于中型貨車的ZF新變速器產(chǎn)品[J].傳動(dòng)技術(shù)，2005（2）：3-19.

作者簡(jiǎn)介：王文明（1991-3）男，民族：漢族，籍貫：河南省洛陽(yáng)市，職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：研究拖拉機(jī)。