新型復(fù)合式自動(dòng)變速器換擋規(guī)律研究

摘 要：新型復(fù)合式自動(dòng)變速器，是在原有齒輪式變速器的基礎(chǔ)上加裝無級(jí)變速系統(tǒng)，對(duì)供油調(diào)節(jié)裝置、離合器、變速箱的控制采用了電機(jī)驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)起步、選擋、換擋的自動(dòng)化控制，使汽車成為自動(dòng)在無極和有級(jí)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(diǎn)的分析，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)而利用Matlab和SimulationX 工具建立起汽車的整車動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)提出的兩參數(shù)換擋規(guī)律進(jìn)行仿真，其結(jié)果和跳擋換擋規(guī)律仿真結(jié)果進(jìn)行分析比較，驗(yàn)證了所提出方案的有效性和可行性。

關(guān)鍵詞：復(fù)合式自動(dòng)變速器；動(dòng)力學(xué)模型；換擋規(guī)律

無級(jí)變速器可以通過改變主、被動(dòng)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(dòng)比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。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(dǎo)致傳遞功率小，傳遞效率低，特別是高速大負(fù)荷行駛時(shí)功率損失較大。為解決這一問題。

本文設(shè)計(jì)出一種新型復(fù)合式自動(dòng)變速器，結(jié)合無級(jí)變速器和有級(jí)變速器的優(yōu)點(diǎn)，提高車輛行駛時(shí)的整體性能。該變速器工作原理如下：當(dāng)汽車低速行駛時(shí)，無級(jí)變速離合器分離，無級(jí)變速器不工作，有級(jí)變速離合器結(jié)合，有級(jí)變速器工作，提高車輛低速行駛時(shí)的動(dòng)力性；當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，有級(jí)變速離合器分離，有級(jí)變速器不工作，無級(jí)變速離合器結(jié)合，無級(jí)變速器工作，提高車輛高速行駛時(shí)的經(jīng)濟(jì)性。

1 最佳換擋規(guī)律的建模與仿真

“發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源泉，其動(dòng)力是以轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速形式輸出的，建立發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型就是要根據(jù)汽車的運(yùn)行狀況計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)所輸出轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速值”[2]。發(fā)動(dòng)機(jī)模型是整個(gè)汽車系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)。“由于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程受轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、燃油供給、點(diǎn)火時(shí)刻等諸多因素的影響，所以要建立精確的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；α—油門開度。

在仿真軟件simulationX中可得到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的曲線，通過發(fā)動(dòng)機(jī)的部分特性轉(zhuǎn)矩模型，再進(jìn)一步仿真，可擬合出基于車速和油門開度兩參數(shù)最佳動(dòng)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(shí)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(shí)間的增加，車速也在增加，換擋點(diǎn)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(yàn)證動(dòng)力性換擋規(guī)律的合理性。

參考文獻(xiàn)

[1]雷雨龍等.機(jī)械式自動(dòng)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(jí)變速器電液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)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(jī)械式自動(dòng)變速器換擋規(guī)律的研究.[D].吉林大學(xué)，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。