簡析電控機械自動變速器AMT作用機理

楊奕 王辭舒

摘 要：電控機械式自動變速箱 Automated Mechanical Transmission，簡稱 AMT。它是在傳統(tǒng)的手動齒輪式變速器基礎(chǔ)上改進而來的。它是揉合了 AT 和 MT（手動）兩者優(yōu)點的機電液一體化自動變速器。從世界范圍來看，它是自動變速的一個重要發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：傳動技術(shù)；自動變速

1.引言

汽車傳動技術(shù)是汽車的核心技術(shù)，其中自動變速技術(shù)又是汽車傳動技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)容。當今手動 變速器制造工藝的成熟性、相對的低成本，及結(jié)構(gòu) 簡單帶來的維護便利和手動變速器帶來的駕乘樂趣是手動變速器仍然占據(jù)一定市場份額的主要原 因。但在降低駕駛員的工作強度，擴大駕乘人員的 范圍及提高駕乘的安全性，優(yōu)化動力裝置的工作特 性方面，實現(xiàn)智能駕駛（包括自動巡航），自動變速 器具有不可比擬的優(yōu)勢，使得自動變速器在變速器 市場上牢牢地占據(jù)著另一份穩(wěn)定的市場份額，并且成為整車廠及零部件生產(chǎn)商重點關(guān)注的關(guān)鍵汽車零部件。汽車自動變速器目前已經(jīng)實現(xiàn)工程化并且批量化裝配汽車的包括 3 種：機械式自動變速器（AMT）、液力自動變速器（AT）、無級變速器（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)我國的實際情況，實現(xiàn)自動變 速器的自主開發(fā)及產(chǎn)品工程化是目前國內(nèi)汽車變速器行業(yè)關(guān)注的焦點。從上述 3 種變速器的綜合比較來看，電控機械式自動變速器（AMT）在國內(nèi)實現(xiàn)工程化方面具有較大優(yōu)勢。

2.ATM電控系統(tǒng)的工作原理簡介

如上圖電控自動變速器的基本工作流程圖，大致為利用車速傳感器檢測車輛行駛速度，并利用節(jié)氣門位置傳感器檢測車輛動力負荷，再將這些信息轉(zhuǎn)變成電信號，傳送給計算機，計算機再將這些數(shù)據(jù)處理成為換擋信號傳給電磁閥，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現(xiàn)自動換擋。電控機械式自動變速器（A M T），是在傳統(tǒng)手動變速箱主體的基礎(chǔ)上改造而來的，增加微型計算機處理器，而不是靠操控離合器、變速器，就可以實現(xiàn)自動換擋。電控機械式自動變速器不 但效率高，安全，而且更加經(jīng)濟便捷并可以保證燃 充分燃燒保護環(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換擋信號開始后迅速分離離合器，所需時間取決于離合器執(zhí)行器響應時間和動作部件慣性，越短越好。此時發(fā)動機負荷突然下降，輸出負荷僅需滿足發(fā)動機自身、空調(diào)、發(fā)電等要求，需及時減小節(jié)氣門開度。

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

（3）選掛新檔階段t3～t4換擋執(zhí)行器摘空擋后，按照TCU指令，同步器順勢掛入新?lián)趸蜻x其它同步器掛入新?lián)酰綍r間受主、被動齒輪之間的轉(zhuǎn)速差和同步器具體結(jié)構(gòu)的影響。調(diào)節(jié)發(fā)動機的動態(tài)特性，優(yōu)化換擋點、擋位之間的速比和設(shè)計結(jié)構(gòu)合理的同步器，能在減小同步時間的同時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)合過程中對發(fā)動機有很高的動力輸出配合要求，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)及恢復供油控制方面。

4.電控自動變速器的控制系統(tǒng)

4.1傳感器系統(tǒng)

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

4.2電子控制單元

（1）輸人電路

電控機械式自動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，電控機械式自動變速器的輸人電路就是這個過程中間的橋梁。輸人信號一般為電信號，輸人電路需要將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號輸送給電控機械式自動變速器的中央處理器，進行計算處理。

（2）中央處理器與存儲器

同一班計算機一樣，中央處理器是電控機械式自動變速器電子控制系統(tǒng)的核心，能夠感知傳感器的信號，并能夠?qū)υ撔盘栠M行處理，并發(fā)出相應的指令，完成車輛自動變速。而電控機械式自動變速器的存儲器顧名思義就是存儲電控機械式自動變速器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表格以及系統(tǒng)軟件。

（3）輸出電路

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

4.3執(zhí)行機構(gòu)

電控機械式自動變速器的執(zhí)行機構(gòu)的職能就是依據(jù)電子控制元件將輸人數(shù)據(jù)處理后的信息對油路進行開閉。電控機械式自動變速器的電子控制元件控制1號電磁閥和2號電磁閥的開關(guān)，進而控制檔位。車輛變速系統(tǒng)的3號電磁閥的開閉控制車輛離合，車輛變速系統(tǒng)的的4號電磁閥可以掌控各離合器和制動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，使各個檔位切換平穩(wěn)。當車輛需要進行變速處理時，計算機會根據(jù)傳感器收集的參數(shù)進行計算處理，然后發(fā)布相應得命令指令給控制器的4個電磁閥，進而控制檔位、油門、離合。并保證該過程進行順利、平穩(wěn)、有序、高效，并且節(jié)約資源，安全有效。

5.結(jié)論

電控機械式自動變速器不但改良車內(nèi)環(huán)境使之更加方便舒適，還能減輕車輛傳動系統(tǒng)的負荷。電控機械式自動變速器的引人使車輛的操控更加方便簡潔，并且負荷目前機械更加輕便小巧的要求，更加安全。如果能夠電控機械式自動變速器進行進一步的深人研究，那么我國的車輛行業(yè)也會實現(xiàn)更加迅速的發(fā)展。

參考文獻

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（作者單位：四川省成都市郫縣紅光鎮(zhèn)西華大學）