對汽車自動變速器的操縱系統(tǒng)的研究

1、    對汽車自動變速器的操縱系統(tǒng)的研究    李紅偉 單士睿摘要:在當(dāng)今對車輛燃油經(jīng)濟性和排放要求越來越高的國際形勢下,汽車工業(yè)進入了迅速發(fā)展的嶄新時期,自動變速器技術(shù)也不斷得到完善和進步?；谧詣幼兯倨鞑倏v系統(tǒng)的工作原理,本文對自動變速器的電控式操縱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能進行研究,分析了自動變速器的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞:自動變速器 電控式操縱系統(tǒng)汽車變速器的任務(wù)是傳遞動力,并在動力的傳遞過程中改變傳動比、擴大驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍,以調(diào)節(jié)或變換發(fā)動機的特性,適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件(如起步、加速、上坡等),同時使發(fā)動機在有利(功率較高而耗油率較低)的工況下

2、工作。變速器可按操縱方式的不同分為:手動操縱式、自動操縱式和半自動操縱式。本文只介紹自動操縱式變速器的操縱系統(tǒng)。自動變速器的操縱是自動操縱系統(tǒng)。所謂自動操縱是指汽車前進行駛過程中,駕駛員按行駛需要控制加速踏板,變速器即可根據(jù)發(fā)動機負荷和汽車速度的變化,自動的換入不同檔位工作。自動操縱可是駕駛操作大為簡化輕便,有利于安全行駛,并使換檔過程中速度變化平順,從而提高了汽車的加速性和舒適性。因此,雖然自動操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工藝要求高,但目前在國外的轎車上已經(jīng)得到了比較普遍的應(yīng)用。自動變速器的操縱系統(tǒng)可以分為液控式(全液壓)操縱系統(tǒng)和電控式操縱系統(tǒng)。本文重點研究電控式操作的電子控制系統(tǒng)。自動變速器的電控

3、式操縱系統(tǒng)包括液壓操縱系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)。一、液壓操縱系統(tǒng)液壓操縱系統(tǒng)包括動力源(供油系統(tǒng))、執(zhí)行裝置、控制裝置和換檔品質(zhì)控制裝置以及濾清冷卻系統(tǒng)。1.動力源:也稱供油系統(tǒng),是變速器正常工作的保障。2.執(zhí)行裝置:控制裝置根據(jù)汽車不同行駛條件,分別在執(zhí)行裝置中建立或卸除油壓,從而得到自動變速器的不同檔位。包括換檔離合器、換檔制動器和單向離合器等。3.控制裝置由主油路系統(tǒng)、換檔信號系統(tǒng)和換檔閥系統(tǒng)組成。4.換檔品質(zhì)控制裝置:保證換檔過程平順柔和、無沖擊。二、電子控制系統(tǒng)(一)電子控制單元(ecu)電子控制單元(ecu)根據(jù)傳感器傳來的電信號(車速和發(fā)動機負荷等參數(shù)轉(zhuǎn)變的電信號),按照設(shè)定的換檔程序

4、對這些信號進行比較計算,作出是否需要換檔的判斷。當(dāng)需要換檔時通過電磁閥操縱液壓的換檔閥去控制執(zhí)行裝置的油路,實現(xiàn)換檔。(二)傳感器1.節(jié)氣門位置傳感器它是將測得的節(jié)氣門開啟角度轉(zhuǎn)換成電信號輸入給ecu,以作為控制自動器換檔的依據(jù)。通常采用線性可變阻型傳感器。線性可變阻型傳感器由一個線性電位計和一個怠速開關(guān)組成。節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)動時,滑動觸點改變位置。節(jié)氣門處于不同位置時電位計具有不同電阻。節(jié)氣門開度的變化被轉(zhuǎn)換成電阻或電壓信號出送給ecu。ecu根據(jù)不同形式條件,按照設(shè)定的換檔程序?qū)@些信號進行處理,判斷是否發(fā)出換檔的指令。2.車速傳感器它是安裝在自動變速器輸出軸附近的測量輸出軸轉(zhuǎn)速的電磁感應(yīng)式的轉(zhuǎn)

5、速傳感器。由永久磁鐵和感應(yīng)線圈組成。當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)動時,停車鎖止齒輪切割感應(yīng)線圈的磁力線,使磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生交流感應(yīng)電壓。ecu根據(jù)感應(yīng)電壓脈沖頻率的大小計算出車速。3.控制開關(guān)(1)空檔啟動開關(guān):用以保證只有選檔手柄位于“p”或“n”檔位置時發(fā)動機才能起動,防止發(fā)動機在驅(qū)動檔位置時起動。(2)自動跳合(又稱降檔)開關(guān):用來檢測加速踏板踩下是否超過節(jié)氣門全開位置。(3)制動燈開關(guān):用來判斷汽車是否實施制動。(4)模式開關(guān):用來選擇自動變速器的控制模式,以滿足汽車在各種形式條件下的使用要求。一般有經(jīng)濟模式、動力(功率)模式和正常(標(biāo)準(zhǔn))模式。經(jīng)濟模式:以汽車獲得最佳燃油經(jīng)濟性為目標(biāo)來設(shè)計自動

6、變速器換檔規(guī)律。動力模式:以汽車獲得最高動力性為目標(biāo)來設(shè)計自動變速器換檔規(guī)律。正常模式:設(shè)計的換檔規(guī)律介于經(jīng)濟模式和動力模式之間。在設(shè)計時常將汽車的某些檔位(如3-4檔)的換檔點的車速設(shè)計成動力模式大于正常模式。這樣,可以充分發(fā)揮汽車的動力性能,有利于超車。一般講,在山區(qū)行駛或有拖掛時,自動變速器采用動力模式運行比較有利,而在其它情況下采用正常模式或經(jīng)濟模式有利于汽車的燃油經(jīng)濟性。4.執(zhí)行器執(zhí)行器是指電子控制系統(tǒng)中的各種電磁閥。(1)開關(guān)式電磁閥:通常用來控制換檔閥和變矩器鎖止離合器油路的開啟或關(guān)閉。(2)線性脈沖式電磁閥:用來控制油路中的油壓。三、電控式操縱系統(tǒng)的優(yōu)點1.因電控單元(ecu)

7、能存儲與處理多種換檔規(guī)律,所以可按車輛行駛需要選擇合適的換檔規(guī)律,故可實現(xiàn)更合理、更復(fù)雜的控制,以獲得更理想的燃油經(jīng)濟性。2.由于簡化了液壓系統(tǒng),從而使結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕。3.控制精度高、反應(yīng)快且動作準(zhǔn)確。4.如需要變更換檔規(guī)律或參數(shù)時,只要改變控制程序和某些電子元件的型號規(guī)格就可以滿足要求,而無需更換系統(tǒng)中的零件,故適應(yīng)性更強,開發(fā)周期短。5.便于整車的控制系統(tǒng)(如發(fā)動機控制、巡航控制、牽引控制、制動系統(tǒng)控制等)集成,控制系統(tǒng)兼容性好。四、總結(jié)我國的汽車工業(yè)起步較晚,雖然近年來自動變速器技術(shù)的研究取得了一定的進展,但是和國外相比仍然存在不小的差距。因此,我們只有投入更大的精力去迎頭趕進,追上并超越國際現(xiàn)有的先進技術(shù)。參考文獻:1吉林大學(xué)汽車工程系著.汽車構(gòu)造m.北京.人民交通出版社.2005.93-105;2簡曉春、仕武.現(xiàn)代汽車技術(shù)及應(yīng)用m.北京.民交通出版社.2004;3黃宗益、代鵬康等.汽車液力機械式自動變速器發(fā)展概述.上海.海汽車.998(9).19-22;4陳慧巖.4l80-e.