簡(jiǎn)析電控機(jī)械自動(dòng)變速器AMT作用機(jī)理

楊奕 王辭舒

摘 要：電控機(jī)械式自動(dòng)變速箱 Automated Mechanical Transmission，簡(jiǎn)稱 AMT。它是在傳統(tǒng)的手動(dòng)齒輪式變速器基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的。它是揉合了 AT 和 MT（手動(dòng)）兩者優(yōu)點(diǎn)的機(jī)電液一體化自動(dòng)變速器。從世界范圍來看，它是自動(dòng)變速的一個(gè)重要發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：傳動(dòng)技術(shù)；自動(dòng)變速

1.引言

汽車傳動(dòng)技術(shù)是汽車的核心技術(shù)，其中自動(dòng)變速技術(shù)又是汽車傳動(dòng)技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)容。當(dāng)今手動(dòng) 變速器制造工藝的成熟性、相對(duì)的低成本，及結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單帶來的維護(hù)便利和手動(dòng)變速器帶來的駕乘樂趣是手動(dòng)變速器仍然占據(jù)一定市場(chǎng)份額的主要原 因。但在降低駕駛員的工作強(qiáng)度，擴(kuò)大駕乘人員的 范圍及提高駕乘的安全性，優(yōu)化動(dòng)力裝置的工作特 性方面，實(shí)現(xiàn)智能駕駛（包括自動(dòng)巡航），自動(dòng)變速 器具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，使得自動(dòng)變速器在變速器 市場(chǎng)上牢牢地占據(jù)著另一份穩(wěn)定的市場(chǎng)份額，并且成為整車廠及零部件生產(chǎn)商重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵汽車零部件。汽車自動(dòng)變速器目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工程化并且批量化裝配汽車的包括 3 種：機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）、液力自動(dòng)變速器（AT）、無級(jí)變速器（CVT）。3 種變速器的結(jié)構(gòu)差異大，工作原理也不相同，因此如何根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變 速器的自主開發(fā)及產(chǎn)品工程化是目前國(guó)內(nèi)汽車變速器行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。從上述 3 種變速器的綜合比較來看，電控機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)工程化方面具有較大優(yōu)勢(shì)。

2.ATM電控系統(tǒng)的工作原理簡(jiǎn)介

如上圖電控自動(dòng)變速器的基本工作流程圖，大致為利用車速傳感器檢測(cè)車輛行駛速度，并利用節(jié)氣門位置傳感器檢測(cè)車輛動(dòng)力負(fù)荷，再將這些信息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再將這些數(shù)據(jù)處理成為換擋信號(hào)傳給電磁閥，再以油壓的形式傳給控制閥和鎖止 閥，最后再以油壓的形式傳給油壓液力變矩器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。電控機(jī)械式自動(dòng)變速器（A M T），是在傳統(tǒng)手動(dòng)變速箱主體的基礎(chǔ)上改造而來的，增加微型計(jì)算機(jī)處理器，而不是靠操控離合器、變速器，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。電控機(jī)械式自動(dòng)變速器不 但效率高，安全，而且更加經(jīng)濟(jì)便捷并可以保證燃 充分燃燒保護(hù)環(huán)境，并能有效提升車輛變速系統(tǒng)的 可靠 性 和安全指數(shù)。

3.ATM換擋過程分析

（1）合器分離階段t1～t2換擋信號(hào)開始后迅速分離離合器，所需時(shí)間取決于離合器執(zhí)行器響應(yīng)時(shí)間和動(dòng)作部件慣性，越短越好。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷突然下降，輸出負(fù)荷僅需滿足發(fā)動(dòng)機(jī)自身、空調(diào)、發(fā)電等要求，需及時(shí)減小節(jié)氣門開度。

（2）空檔階段t2～t3離合器即將完全分離之前，TCU應(yīng)發(fā)出摘空擋指令，以便抵消執(zhí)行器的響應(yīng)滯后時(shí)間，使同步器及時(shí)移動(dòng)，將正在嚙合的齒輪分離，減少換擋時(shí)間，可以提高動(dòng)力性。

（3）選掛新檔階段t3～t4換擋執(zhí)行器摘空擋后，按照TCU指令，同步器順勢(shì)掛入新?lián)趸蜻x其它同步器掛入新?lián)?，同步時(shí)間受主、被動(dòng)齒輪之間的轉(zhuǎn)速差和同步器具體結(jié)構(gòu)的影響。調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性，優(yōu)化換擋點(diǎn)、擋位之間的速比和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理的同步器，能在減小同步時(shí)間的同時(shí)提高同步器使用壽命。

（4）離合器結(jié)合階段t4～t5這一階段是影響換擋品質(zhì)的主要階段，換擋沖擊主要在這一階段產(chǎn)生。離合器結(jié)合規(guī)律取決于所選駕駛模式，結(jié)合過程中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有很高的動(dòng)力輸出配合要求，主要表現(xiàn)在節(jié)氣門開度與離合器結(jié)合行程協(xié)調(diào)及恢復(fù)供油控制方面。

4.電控自動(dòng)變速器的控制系統(tǒng)

4.1傳感器系統(tǒng)

車輛若想通過電控機(jī)械式自動(dòng)變速器進(jìn)行自動(dòng)變速就必須先采集相關(guān)變速信號(hào)，完成這一工作的就是電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的傳感器。電控機(jī)械式自動(dòng)變速器中的傳感器有車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等，其中車速用來檢測(cè)車速的，氣節(jié)傳感器是用來檢測(cè)車輛動(dòng)力負(fù)荷。

4.2電子控制單元

（1）輸人電路

電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的傳感器主要用來收集信息，該信息要傳給處理器才可以被處理，電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的輸人電路就是這個(gè)過程中間的橋梁。輸人信號(hào)一般為電信號(hào)，輸人電路需要將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)輸送給電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的中央處理器，進(jìn)行計(jì)算處理。

（2）中央處理器與存儲(chǔ)器

同一班計(jì)算機(jī)一樣，中央處理器是電控機(jī)械式自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)的核心，能夠感知傳感器的信號(hào)，并能夠?qū)υ撔盘?hào)進(jìn)行處理，并發(fā)出相應(yīng)的指令，完成車輛自動(dòng)變速。而電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的存儲(chǔ)器顧名思義就是存儲(chǔ)電控機(jī)械式自動(dòng)變速器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表格以及系統(tǒng)軟件。

（3）輸出電路

電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的處理器輸出的信號(hào)在O至sv之間為低電平信號(hào)，該電壓范圍內(nèi)的信號(hào)并不能直接驅(qū)動(dòng)電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。所以要想順利的完成車輛自動(dòng)變速就必須增設(shè)輸出電路，將處理器的信號(hào)放大，進(jìn)而通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成變速。

4.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的職能就是依據(jù)電子控制元件將輸人數(shù)據(jù)處理后的信息對(duì)油路進(jìn)行開閉。電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的電子控制元件控制1號(hào)電磁閥和2號(hào)電磁閥的開關(guān)，進(jìn)而控制檔位。車輛變速系統(tǒng)的3號(hào)電磁閥的開閉控制車輛離合，車輛變速系統(tǒng)的的4號(hào)電磁閥可以掌控各離合器和制動(dòng)器油缸的油路出油速度，增設(shè)該電磁閥的目的是為了減小沖擊力量，使各個(gè)檔位切換平穩(wěn)。當(dāng)車輛需要進(jìn)行變速處理時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)傳感器收集的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理，然后發(fā)布相應(yīng)得命令指令給控制器的4個(gè)電磁閥，進(jìn)而控制檔位、油門、離合。并保證該過程進(jìn)行順利、平穩(wěn)、有序、高效，并且節(jié)約資源，安全有效。

5.結(jié)論

電控機(jī)械式自動(dòng)變速器不但改良車內(nèi)環(huán)境使之更加方便舒適，還能減輕車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)荷。電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的引人使車輛的操控更加方便簡(jiǎn)潔，并且負(fù)荷目前機(jī)械更加輕便小巧的要求，更加安全。如果能夠電控機(jī)械式自動(dòng)變速器進(jìn)行進(jìn)一步的深人研究，那么我國(guó)的車輛行業(yè)也會(huì)實(shí)現(xiàn)更加迅速的發(fā)展。

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（作者單位：四川省成都市郫縣紅光鎮(zhèn)西華大學(xué)）