汽車電子技術(shù):變速器的電子控制
自動(dòng)換擋變速器(AST)
自動(dòng)換擋變速器(AST,Automatic Step Transmission),也稱自動(dòng)機(jī)械變速器(AMT,Automatic Manual Transmission)可假話變速器的操縱和提高燃油經(jīng)濟(jì)性。以前的手動(dòng)換擋變速器的換擋過程現(xiàn)在通過氣動(dòng)、液壓或電動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。
離合器電子管理(EKM)用于自動(dòng)換擋變速器(AST),并補(bǔ)充了兩個(gè)選擋和換擋的伺服電機(jī)。帶有AST的伺服電機(jī)在不需要更多費(fèi)用時(shí),可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和提高方便性。所需的電子控制信號(hào),按系統(tǒng)情況可直接來自駕駛員操縱的換擋桿或來自串接的電子控制。
在最簡(jiǎn)單的AST系統(tǒng)中,遙控代替機(jī)械拉桿。換擋桿(輕擊桿或H換擋圖的換擋桿)只送出信號(hào),起步過程和離合器結(jié)合如同手動(dòng)換擋變速器那樣操縱。在全自動(dòng)的AST系統(tǒng)中,變速器和汽車起步部件是自動(dòng)化的。駕駛員的操縱部件是換擋桿或按鍵開關(guān)。為了對(duì)常用的變速器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,需要有一個(gè)綜合性的換擋策略,包括考慮汽車當(dāng)前的行駛阻力,如負(fù)載和路面情況,在換擋牽引力中斷時(shí),為保證變速器的同步,電控發(fā)動(dòng)機(jī)要短時(shí)、自動(dòng)地端由。
其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為:1、基本結(jié)構(gòu)同手動(dòng)換擋變速器。2、通過(啟動(dòng)、液壓或電機(jī))控制器和電子控制,操縱離合器和換擋。
優(yōu)點(diǎn):傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、可適應(yīng)現(xiàn)有的手動(dòng)換擋變速器、操縱簡(jiǎn)單、有效的換擋策略以達(dá)到最佳的燃油經(jīng)濟(jì)型、比有級(jí)自動(dòng)變速器或無級(jí)自動(dòng)變速器更便宜。而其缺點(diǎn)就是在換當(dāng)中會(huì)發(fā)生牽引力中段。
之前我們已經(jīng)介紹過手動(dòng)換擋變速器以及自動(dòng)換擋變速器(AST),今天繼續(xù)介紹另外兩種變速器的類型,他們分別是:雙離合器變速器(DKG)和自動(dòng)變速器(AT)。這兩種是較為常見的變速器,下面我們來簡(jiǎn)單的介紹一下它們。
雙離合變速器
雙離合器變速器(DKG)
雙離合器變速器是自動(dòng)換擋變速器(AST)的發(fā)展,它沒有AST變速器在換擋時(shí)牽引力中斷的主要缺點(diǎn)。并且比AST變速器省油是DKG的一大優(yōu)點(diǎn)。在換擋舒適性和功能性方面相當(dāng)于AST。DKG變速器主要用于高檔汽車。
DKG同樣滿足汽車制造廠家按模塊化設(shè)計(jì)要求。模塊化設(shè)計(jì)理念就是手動(dòng)換擋變速器和自動(dòng)換擋變速器可以再同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)。其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有基本結(jié)構(gòu)與手動(dòng)換擋變速器一樣。齒輪組支承在三根軸上。兩個(gè)離合器。通過變速器控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)操縱離合器和換擋機(jī)構(gòu)。
液力變矩器
其工作原理是將排列各擋的齒輪分為偶數(shù)擋齒輪和奇數(shù)擋齒輪兩組。盡管與常規(guī)的中間軸換擋變速器的基本排列相似,但它們間的根本區(qū)別是DKG的主軸是分開的,一根是實(shí)心軸,一根是套在實(shí)心軸外的空心軸。實(shí)心軸與空心軸靠齒輪組連接在一起。在變速器輸入端的實(shí)心軸和空心軸都裝有離合器。因?yàn)樵趽Q擋時(shí)嵌入兩個(gè)檔位(即主動(dòng)擋和預(yù)選的相鄰擋位),所以能在兩個(gè)擋位間迅速換擋,如同自動(dòng)變速器那樣而沒有牽引力中斷。
在性能方面,DKG的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為:工作效率高、有與AST相近的舒適性、換擋時(shí)沒有牽引力中斷、能跳過一個(gè)擋位。缺點(diǎn)則是體積要比AST大并且支承力大、結(jié)構(gòu)粗實(shí)。
行星齒輪
自動(dòng)變速器(AT)
自動(dòng)換擋變速器(AT Automatic Transmission)起著起步、選擇速比和自動(dòng)換擋的功能。利用簡(jiǎn)單的換擋,自動(dòng)變速器可以通過接通和切斷換擋機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)跳擋。自動(dòng)變速器的起步部件為液力變矩器。
在結(jié)構(gòu)上,許多4擋自動(dòng)變速器基于大家熟知的拉維尼亞(Ravigneaux)行星齒輪組。多于4個(gè)前進(jìn)擋的自動(dòng)變速器無法換擋。5擋自動(dòng)變速器則是需要另一個(gè)基本變速器,或者需要在4擋自動(dòng)變速器前面或后面再接上一個(gè)行星排。發(fā)過工程師萊普迪爾發(fā)現(xiàn)了5擋或更多擋換擋的巧妙辦法。他在雙軸拉維尼亞行星齒輪組上加了一個(gè)前行星排,以便用另一個(gè)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速來驅(qū)動(dòng)該行星排。起步部件的數(shù)目不變。對(duì)增加的擋只是多次使用。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于體積小,質(zhì)量輕,成本低。
液力變矩器
剛才提到變矩器,而變矩器的作用是幫助汽車起步,它在汽車起步過程中起著附加擋的作用。在要求舒適性的大多數(shù)自動(dòng)變速器上采用液力變矩器作為起步部件。由于液力變矩器是液體機(jī)構(gòu),所以 它是理想的起步部件并可以吸收震動(dòng)。為提高液力變矩器在高速比工況下的傳動(dòng)效率,在變矩器的泵輪和渦輪上跨接了一個(gè)離合器,從而構(gòu)成一個(gè)帶鎖止離合器的液力變矩器。避免由于液力變矩器的滑動(dòng)轉(zhuǎn)而造成功率損失并增加油耗。
片式離合器可保證換擋時(shí)不會(huì)出現(xiàn)牽引力中段現(xiàn)象而仍能傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。在換擋過程,離合器襯片和鋼片以及換擋制動(dòng)器承受了動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩,并在換擋以后傳遞負(fù)載力矩。
行星變速器是自動(dòng)變速器的核心部件,其功能是調(diào)整傳動(dòng)比和保證不間斷傳遞動(dòng)力。行星變速器是由布置在中心的一個(gè)齒輪,即太陽(yáng)輪。多個(gè)行星輪。一個(gè)內(nèi)嚙合齒輪共同組成的。
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