重卡自動變速器的應用及優勢簡介

史智理

摘 要：隨著電子信息技術的高速發展，人工智能設備的發明，把人們從繁重的腦力勞動和體力勞動中解放了出來，自動變速箱技術也得到了廣泛應用。作為汽車動力系統的重要組成部分之一，自動變速箱與傳統的手動變速箱相比，具有行駛平穩、操控簡單、動力性好等優勢，并且隨著近些年來電控自動變速箱新技術的不斷發展，自動變速箱的油耗大大降低。伴隨著中國人民生活水平和經濟發展水平的不斷提高，搭載自動變速箱的車型正越來越受到更多消費者的青睞。文章就自動變速箱在重卡上的應用及優勢做以簡單介紹。

關鍵詞：重型汽車;自動變速器;優勢;舒適性;可靠性

中圖分類號：U461.99 ?文獻標識碼：B ?文章編號：1671-7988（2019）23-221-03

Application and advantages of automatic transmission of heavy-card

Shi Zhili

（ Shaanxi Heavy-duty Truck Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710200 ）

Abstract： With the rapid development of electronic information technology and the invention of artificial intelligence equipment， people have been liberated from heavy mental and physical labor， and automatic transmission technology has also been widely used. As one of the important parts of automobile power system， automatic gearbox has the advantages of smooth driving， simple control and good power performance compared with traditional manual gearbox， and with the continuous development of new technology of electronic automatic gearbox in recent years， the fuel consumption of automatic gearbox is greatly reduced. With the continuous improvement of Chinese people's living standard and economic development level， the model with automatic transmission is more and more favored by more consumers. This paper briefly introduces the application and advantages of automatic gearbox in heavy truck.

Keywords： Heavy duty truck; Automatic transmission; advantages; Comfort; Reliability

CLC NO.： U461.99 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2019）23-221-03

前言

智能手自一體化變速系統（AMT）是一種在傳統機械式變速器和干式離合器技術結合的基礎上，增加電子技術模糊控制理論，用以實現離合器、選換擋協調動作，從而實現駕駛員在駕駛過程中的自動換擋。

1 重卡自動變速器的構成

在傳統機械式變速器基礎上更換中殼、前進擋撥塊、倒擋撥塊、離合器分離撥叉軸總成，并且去掉原有的小蓋總成、插分擋氣缸、范圍擋氣缸等零部件，增加變速器制動組件、范圍擋鎖、電控氣動執行元件等部分組件組成。

電控換擋系統一般主要由8個部分組成：信號采集系統、集成電子控制單元TCU的換擋手柄總成、選擋換擋執行控制單元（X-Y機構）、離合器執行控制單元（離合器助力缸-PCA）、剎車執行控制單元、油門執行控制單元、顯示儀表以及相關線束和氣管路等。

圖1

圖2

2 重卡自動變速器與傳統機械式變速器相比，具有的優勢

分流;檔位

重卡駕駛人員在駕駛過程中，可以根據實際行駛需求選擇自動或者手動模式、經濟或者動力模式以及爬行模式;變速箱的主箱、前后副箱組合式設計，體積小，重量輕，傳動效率高;取消了離合器踏板，離合器工作方式轉換為由電控系統自動控制氣動選換檔過程，由電控系統自動控制氣制動器，從而縮短換檔所需時間，與此同時降低了對換檔的沖擊，進而提高換檔品質;主箱各個檔位均由大錐角分離式齒套組成。前副箱的結構為單錐面鎖環式同步器，錐面由非金屬摩擦材料構成，后副箱的結構為增強型鎖銷式同步器，其錐面同樣由非金屬摩擦材料組成，可靠性高;采用細齒設計，嚙合平穩，噪音控制較好;雙中間軸，保證了功率有效，排列合理，速比極差較小，燃油經濟性良好。

3 重型卡車自動變速箱工作原理

依據軟件程序的設定，在車輛行駛過程中，系統會實時的采集車速、發動機扭矩、發動機轉速、當前所用擋位還有駕駛員可操作的包括手柄、離合器踏板及加速踏板等相關信號。車載電腦通過對采集到的信號進行處理和內部程序判斷，后臺會實時監測車輛的行駛狀態，并計算出當前行駛狀態下最佳的目標擋位。一旦需要換擋，車載電腦會向車輛發出換擋指令，并由CAN總線控制車輛發動機進行收油，進而使發動機轉速達到目標控制數值。

圖3

當發動機收油工作完成后，控制離合器的電磁閥組通過車載電腦給予的信號輸入，通電從而將高壓氣路打開，在壓縮空氣的作用下，離合器執行器氣缸的活塞將離合器分離，在整個過程中，車載電腦實時監測離合器位置，確保離合器分離徹底，從而實現傳動動力的中斷。

在這之后，根據要換入的不同的目標擋位，車載電腦會先后給安裝在選換擋執行器上的選擋電磁閥組以及換擋電磁閥組進行通電，打開相應不同的高壓氣路從而控制相應氣缸地運行，實現選擋和換擋動作。換擋完畢后，車載電腦輸入信號，由離合器電磁閥組控制釋放離合器執行器氣缸內氣體，之后離合器緩慢閉合。

最后通過CAN總線控制發動機來恢復燃油供給。由于整個控制過程在兩秒之內就完成了，所以駕駛員不會有明顯的動力中斷和恢復的感覺。

4 重型卡車自動變速箱操縱部分簡介

圖4

4.1 重型卡車的起步

（1）車輛處于靜止狀態并且將手剎拉起;

（2）啟動車輛發動機，使得車輛整車制動系統壓力達到6bar以上;

（3）選取起步檔位：在按功能按鈕F的同時，往前推動手柄掛入前進檔或者往后拉動手柄掛入倒檔。第一次啟動車輛的默認起步檔為前進檔F4，倒檔R1。 一段時間后，起步檔位根據整車質量在F1～F6檔之間自動選取。駕駛員可以在F1-F8或R1-R4檔范圍內更改起步檔位：直接前推或后拉換擋手柄每次增加或減少兩個檔位;按著功能鍵F的同時，向前推動或后拉動換擋手柄可以每次增加或者減少一個檔位。

（4）松開手剎，踩下油門踏板，車輛實現起步動作。

4.2 行駛

（1）自動檔模式

在自動檔模式下，自動變速箱（AMT）依據車輛的運行狀況及駕駛員采集的信息自動選擇所需檔位并進行換檔。駕駛員亦可以通過操縱換檔手柄來隨時干預檔位的選擇：直接向前推或后拉手柄每次至少增加或減少一個檔位，在按著功能鍵F的同時向前推或者后拉動手柄可以每次增加或減少一個檔位;注意： 在駕駛過程中，駕駛員所要求的檔位只有在符合車輛當前實際行駛狀況的條件下才會被執行，并且該手動干預只能在一定的時間內對自動變速箱（AMT）起作用，即駕駛員的手動干預也不會退出自動模式。

（2）手動檔模式

手動檔模式下檔位的請求皆為駕駛員自身發出，即由駕駛員自身來進行檔位選擇：直接前推或后拉手柄每次至少增加或減少一個檔位，按著功能鍵F 同時向前推動或后拉動手柄可以每次增加或減少一個檔位。擋位的切換和離合器的控制則是由自動變速箱（AMT）系統來自動完成的。

注意： 若駕駛員所要求的檔位不適用于車輛當前的實際行駛狀況，則自動變速箱（AMT）系統將會拒絕該次換檔請求，或自動切換到另一個合適的檔位。

5 總結

本文從重型卡車自動變速箱的構成、優勢、工作原理三個方面對重卡自動變速器的應用及優勢做了簡單介紹。對重卡自動變速箱在我國的推廣具有理論和實際意義。

參考文獻

[1] 趙鑫鑫，楊耀東.液力機械自動變速箱 Maplesim仿真研究[J].機械設計與制造，2013（8）：57-60.

[2] 王望予.汽車設計[M].機械工業出版社，2004.

[3] 劉振軍，秦大同，胡建軍.重型車輛自動變速技術及發展趨勢[J].重慶大學學報（自然科學版）. 2003（10）.

[4] 李春芾，陳慧巖，孫文濤，趙熙俊.重型車輛液力機械自動變速器綜述[J].汽車工程. 2009（09）.

[5] 周揚斌.重載車輛AMT換擋測試試驗臺研究[D].浙江大學，2013.