新型復合式自動變速器換擋規(guī)律研究

摘 要：新型復合式自動變速器，是在原有齒輪式變速器的基礎(chǔ)上加裝無級變速系統(tǒng)，對供油調(diào)節(jié)裝置、離合器、變速箱的控制采用了電機驅(qū)動或液壓驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)起步、選擋、換擋的自動化控制，使汽車成為自動在無極和有級變速器變速的汽車。根據(jù)汽車變速器的結(jié)構(gòu)與工作特點的分析，結(jié)合發(fā)動機特性與汽車的使用在高擋行駛過程中采用基于油門和車速兩參數(shù)的換擋規(guī)律；進而利用Matlab和SimulationX 工具建立起汽車的整車動力學模型，并對提出的兩參數(shù)換擋規(guī)律進行仿真，其結(jié)果和跳擋換擋規(guī)律仿真結(jié)果進行分析比較，驗證了所提出方案的有效性和可行性。

關(guān)鍵詞：復合式自動變速器；動力學模型；換擋規(guī)律

無級變速器可以通過改變主、被動帶輪的直徑從而在一定的數(shù)值范圍內(nèi)連續(xù)改變傳動比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、噪音低等優(yōu)點。但由于摩擦面的摩擦系數(shù)和零件承受單位壓力的限制，加之工藝和控制上的問題，導致傳遞功率小，傳遞效率低，特別是高速大負荷行駛時功率損失較大。為解決這一問題。

本文設(shè)計出一種新型復合式自動變速器，結(jié)合無級變速器和有級變速器的優(yōu)點，提高車輛行駛時的整體性能。該變速器工作原理如下：當汽車低速行駛時，無級變速離合器分離，無級變速器不工作，有級變速離合器結(jié)合，有級變速器工作，提高車輛低速行駛時的動力性；當汽車高速行駛時，有級變速離合器分離，有級變速器不工作，無級變速離合器結(jié)合，無級變速器工作，提高車輛高速行駛時的經(jīng)濟性。

1 最佳換擋規(guī)律的建模與仿真

“發(fā)動機是汽車的動力源泉，其動力是以轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速形式輸出的，建立發(fā)動機仿真模型就是要根據(jù)汽車的運行狀況計算發(fā)動機所輸出轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速值”[2]。發(fā)動機模型是整個汽車系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)。“由于發(fā)動機的工作過程受轉(zhuǎn)速、負荷、燃油供給、點火時刻等諸多因素的影響，所以要建立精確的發(fā)動機模型是非常困難的。因此，在滿足仿真要求的條件下，建立了發(fā)動機的部分特性轉(zhuǎn)矩模型”[3]。

kktqetqnananaaTnT++++==L2210），（α擬合階數(shù)：k =4，ai —擬合系數(shù)，i=0，1，2…9；Ttq—穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩；ne—發(fā)動機轉(zhuǎn)速；α—油門開度。

在仿真軟件simulationX中可得到發(fā)動機轉(zhuǎn)矩隨時間變化的曲線，通過發(fā)動機的部分特性轉(zhuǎn)矩模型，再進一步仿真，可擬合出基于車速和油門開度兩參數(shù)最佳動力性換擋規(guī)律的matlab仿真曲線。

2 仿真結(jié)果與分析

在50s的仿真時間里，車速v的變化曲線如下圖所示

從圖2.6可以看出隨著時間的增加，車速也在增加，換擋點處的車速變化平緩，沖擊力小，有利于提高舒適性，從而可以驗證動力性換擋規(guī)律的合理性。

參考文獻

[1]雷雨龍等.機械式自動變速器換擋綜合智能控制[J].汽車工程，2001.5

[2]楊亞聯(lián)，秦大同.金屬帶式無級變速器電液控制系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究.汽車技術(shù)，2002，（11）： 15～18

[3]盧新田等.AMT 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及國外主要 AMT 新產(chǎn)品介紹.汽車技術(shù)，2004.5

[4]劉文營.重型商用車電控機械式自動變速器換擋規(guī)律的研究.[D].吉林大學，2009.4

作者簡介

李振（1988-），男，碩士研究生，研究方向：液罐車轉(zhuǎn)向側(cè)向穩(wěn)定性。