液力機械自動變速箱起步過程的控制方法

摘 要：為了深入研究和分析液力機械自動變速箱所運用的不同起步形式，以及與換擋離合器是否有著很大的影響，不同的檔位起步或者不同路面的阻力，在起步中會存在著很大的差異。根據液力機械自動變速箱不同起步形式，制定出相應的控制好換擋離合器的對策。

關鍵詞：液力機械；自動變速箱；起步；控制

目前很多汽車上所引用的自動變速箱，基本都是通過齒輪組合方式以及傳遞液力方式來實現變速變矩液力。對于液力機械自動變速箱的組成主要包括三個部分，分別是液力變矩器、電子液壓控制系統、行星齒輪。從傳統模式的機械式自動變速箱上來講，液力機械自動變速箱的應用范圍還是較廣的，適用于不同形式的車型，并且也不會受到傳遞功率各方面因素的限制，換擋較平穩，也無振動或者沖擊，在這樣的情況下，自動換擋是很容易控制的，對于轉速變化來講，動力較高，起步較平穩并且能夠很好的適應各種路面的阻力。

1 液力自動變速箱的性能特點

（1）動力性能的改善。所使用的變矩器，其具有很多優勢，尤其是變矩特性、連續自動換擋等等，可以在進一步加速。在自動換擋中，如果傳動系統的傳遞功率一直持續，且沒有進行手動換擋時，相應的供油操作得到減少，同時再控制過程中，也可以充分利用發動機的功率，這樣可以使加速性能得到進一步加強，行駛的平均速度也得以不斷提高。（2）節油性較好。通常情況下，液力傳動效率最高為92%，與機械傳動相對來講，低到10%左右，在這樣的情況下，自動變速傳動效率較低同時也很費油，但是從整車情況來講，自動變速器可以很好的適應行駛阻力所發現的變動，并且在最佳的時間內，進行換擋工作，這樣可進一步提高汽車的燃油經濟性以及動力性。（3）減少排氣污染。從手動換擋變速器上來講，因為需要經常換擋，所以是需要將動力切斷，加快發動機的轉速，導致所需要排放的污染物增多。但是在應用自動變速器過程中，可以使發動機常常在經濟快速區域內加速運轉，同時也可以小范圍的排放氣體，在一定程度上減少了污染。

2 液力自動變速箱起步過程動力學分析

車輛起步過程中，主要包括發動機、變速器、車輛、泵輪、渦輪，起步過程換檔離合器動力學模型，如圖1所示。

在上述所講的兩個模型之中，其中Tc代表了換擋離合器的傳遞力矩情況，J2，Je，J1代表了輸出軸轉動慣量、發動機-泵輪構件轉動慣量、渦輪軸，xe、x2、x1分別代表了發動機、輸出軸角速度和渦輪軸，Te、T2、TP、Tt分別代表了發動機轉矩、輸出軸轉矩、泵輪轉矩、渦輪轉矩。如下為動力學的方程：

發動機-泵輪，其中Te-Jeωe=TP。渦輪—變速器—車輛：Tt=K·TP，其表達式中的K主要代表為液力變矩器的變矩比，并且泵輪所傳遞出的轉矩公式為：TP=ρgn2pD5。其中ρ表示工作油液的密度情況，D代表變矩器的循環園直徑，np代表泵輪的轉速情況。渦輪轉矩可通過換擋離合器傳遞到輸出軸之上，并且換擋離合器在接合過程中，負載力矩的大小是由外界負載所直接決定，并且在換擋離合器中，在接上骨摩之后，主動和被動摩擦都已經聯合成一個具體整體時，這時候所傳遞出的負載力矩，因為沒有接觸到摩擦片，這時換擋離合器并未充分發揮其作用，同時還有可能發生很多意外的問題，需要解決這些問題。各摩擦片之中的空隙可能未完全消除，這時便導致無法傳遞無力矩，同時力矩的大小與摩擦片的摩擦系數與換擋離合器油缸的油壓特性有著直接的關系。

3 液力自動變速箱不同檔位起步過程分析

采用不同形式的檔位開始進行，同時速比之間的大小是存在著很大的不同，發生這樣的現象直接導致車輛驅動輪的動力大小也是不同的。如果車輛在剛開始行駛時，這時候行駛員可需要直接踩油門踏板，可直接加強發動機的轉速同時發動機的轉速也會得到加大，隨之泵輪的轉矩也會加大，并且按照變矩器的最初特點，驅動力也會得到加大，最后驅動力完全戰勝在行駛中所存在的阻力，導致車輛開始進行起步。并且在渦輪泵輪轉速較小時，在車輛的逐步起步的情況下，渦輪的轉速也會隨著車速的增大而隨之增大，同時力矩系數以及變矩的變化，根據其變化渦輪特性會隨之變小。在渦輪軸上所輸出的轉矩也會隨之加大，這時候轉矩會比發動機所傳給泵輪的轉矩加大，這樣可以起到減速的作用。在這樣的情況下，上述所講的數據，都是隨著道路的阻力以及驅動力的變化而發生變化。

在路面處于良好的情況下，選取較低的檔位，再進行起步，這時候其速比過大，這樣就使起步換擋離合器通常與滑擦作用相結合，所傳遞出來的摩擦力，這樣可使車輛逐步開始行駛，這種起步形式，是受到換擋離合器摩擦力矩的變化情況的影響，但是換擋離合器的充油油壓與換擋離合器的摩擦力矩之間有著很大的關系。如果汽車起步較晚，在換擋離合器的充油過程中，控制力度不當或者控制方式不正確，那么將會對力矩所產生的擾動產生很大的沖擊作用。所以想要使起步平穩，那么需要對換擋離合器的充油油壓展開良好的控制和管理。另外，在路面阻力較小的情況下，在起步時，我們可以在運用制動器的情況下對車輛進行制動。防止在路面阻力較小情況下，我們可充分應用制動器對車輛展開制動，防止在車輛啟動之前，離合器的空隙之間還沒有很好的結合防止車輛提前進行起步。

4 起步過程換檔離合器控制

從上文所述的對起步過程的研究可了解到，對同一檔位或者不同檔位的情況下，在起步時，如果起步較晚，那么換擋離合器的應用應該采取不同的策略加以控制。如果起步較早或者在復雜路面上或者坡上起步，這時候需要控制好換擋離合器，然后使勁踩油門，并且應用液力變矩器的增扭作用，可使車輛穩定的起步。如果路面良好，采用抵擋起步形式，在這種狀況之下，需要控制好換擋離合器，并且結合滑擦功以及沖擊度這兩項指標，并且對換擋離合器的充油過程進行控制，并且采用閉環實時方式控制，這樣做的主要目的是為了能夠減少起步沖擊作用。因為所輸出的軸轉速度信號與沖擊度之間有著直接的關系，同時在上文所分析的渦輪軸轉速度，不單單將發動機的工作情況加以反映，同時也很好的反映出歡動離合器中所傳遞出來的力矩變動的情況。

5 結束語

在車輛起步過程中，很可能由于同一檔位的路面阻力情況或者不同檔位的起步情況出現很大的差異。為了能夠實施好的控制策略，可提供出硬件平臺的控制系統，并且根據輸出軸轉速以及渦輪轉速之間的關系，對換擋離合器的電磁閥驅動展開控制。應該根據起步形式，制定出與控制好離合器相符的策略，才能真正實現控制好換擋離合器中的油壓。

參考文獻

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