关于AMT变速箱换挡过程中的设计分析

张志亮

摘要：随着科学技术的发展，传统的机械汽车也得到了极大的进步。近年来电控式自动变速器（AMT）技术也发展的越来越成熟和完善，受到了广大的消费者的欢迎。就AMT技术而言，由于其可以实现汽车的自动变速，同时具有结构简单制造成本低的优点，而越来越被广泛的使用与汽车的制造当中。

关键字：AMT离合器接合;局部恒转速;模糊控制;换档规律

引言：进入21世纪之后汽车行业发展十分迅速，其中自动变速器（AMT）的出现和应用就是一个典型的代表。自从AMT技术的出现，汽车的自动化水平有了飞速的提升，通过AMT技术的应用，大大降低了降低驾驶员操作汽车的成本，也很大程度的提高了驾驶舒适度和安全性以及燃油经济性[1]。

1.自动变速器概述

目前自动变速器具有很多种分类方式，其中最为常见的分类方式为根据汽车的传动方式进行分类，这样的分类方式可以将汽车的变速器分为三种不同的类型分别为：液力机械式自动变速器（AT）、连续可变传动比的无级自动变速器（CVT）以及电控机械式自动变速器（AMT）。这三种变速器之间的的差别和和优缺点，目前也有许多的学者对其展开了研究和讨论[1]，本文通过查阅相关文献和笔者自身的工作经验对其进行了以下的概括：

首先是液力机械式自动变速器（AT），AT变速器的系统是在传统的机械离合器的基础之上进一步研发出来的，这种变速器的动力传动是通过液力变矩器来进行齿轮的控制实现变速的目的。对于AT变速器而言一般可以将其系统按照各部件的功能来进行划分，目前AT变速器的功能大致可以划分为液力变矩器、液压控制系统、行星齿轮变速器、电子控制系统和冷却系统这五大部分[2]。AT变速器相较于传统的手动变速器（MT）离合器，具有十分很大的优势和长处，AT变速器的换挡过程是通过液力变矩器结合星齿轮来共同完成汽车的自动换挡，一般来说AT变速器具有更加平稳的换挡过程，同时其汽车的操作难度也是最为简单的，大大的降低了驾驶员的操作流程复杂程度。AT变速器的组织结构如图1所示。

另外，目前市场上的无级自动变速器（CVT），按照变速器的功能和各部件的相互组成关系可以分为主动轮组、从动轮组以及金属传动带。在这三大部件当中主、从动轮组一般狗屎通过可动锥形轮和固定锥形轮组来组成的，具体结构如图2所示。所以，对于CVT而言，可以轻松的实现传动比的连续变化，也就是所谓的无级变速。从图2我们可以发现CVT具有体积小、质量轻的优点，同时其在动力传输过程当中也会具有动力持续不断的输出，这也会大大的提高车辆的乘坐舒适性;同时也能够在很大程度上提高变速器的环境适应能力，最大程度的挖掘出变速器的潜能。但是需要指出的是，CVT也具有很多明显的缺点和短处：其中最为常见的一个问题就是CVT传动带易坏同时传动带和手动变速器之间具有很差的继承性。

最后，便是电控机械式白动变速器（AMT），AMT变速器是目前技术最为全面的，其不仅仅完美的传承了传统的MT离合器的结构，同时又摒弃了MT车辆上的离合器踏板，另外其还结合了AT和MT这两种自动变速器的各自优点，使其自身不仅仅具有MT的结构简单、传动效率高等优点，同时又很好的实现了AT的自动变速功能。但是对于AMT技术而言，其换挡过程并不是十分的连续，具有明顯的卡顿的缺点，另外AMT具有比较高昂的研发和投入成本，AMT结构图如图3所示。

2.AMT系统起步过程的控制方式和换挡过程

AMT技术具有很多关键技术问题，如起步过程的离合器控制、发动机控制、换挡规律、系统可靠性等技术问题。其中起步过程的离合器控制方法以及换挡规律是最为核心和关进的技术，本文将详细对这个问题进行分析[3]。

2.1 起步过程的离合器控制

首选，需要指出的是起步过程的离合器控制技术一直是AMT自动变速器的核心问题和亟需解决的问题。如何实现车辆在起步及行驶时，离合器的自动控制这一问题成为目前AMT变速器最为关注的问题之一。一般而言，AMT自动控制器对起步过程的离合器控制的好坏将会直接关系着车辆在起步过程当中的具体乘客乘坐感受以及离合器元器件的使用寿命。

车辆起步的过程中AMT的控制原理为，AMT通过将汽车的离合器摩擦片进行控制，然后借助摩擦片来实现对主动盘的控制，实现主动盘达到和摩擦片相同的转速的目的。但是，汽车在起步过程当中，其速度都是从静止状态快速的进入高速行驶状态，在这一个启动的过程当中摩擦片就会在开始接触的时候出现了非常大的的转速差值，此时如果进离合器进行了快速的结合，就会在结合的瞬间产生了巨大的冲击，显然这样的接触冲击不仅仅会给汽车带来颠簸，在很大程度上会大大的降低汽车在启动过程当中的舒适性，而且严重时还会导致发动机的熄火情况发生。与之相反的是，如果以过慢的速度进行接合也会产生摩擦片的严重磨损情况，降低了摩擦片的使用寿命。此外，对于AMT变速器而言，在起步时根据操作者的具体操作意图，来实现合适的结合速度，达到同时协调，不仅能够有助于实现起步过程的平顺性，也会大大的提高离合器的使用寿命。

2.2 换档规律

在汽车正常行驶过程当中，车辆的使用性能是通过换挡来实现的。对于AMT系统而言，如何将换挡点和和换挡进行有机的结合保证起步过程当中的顺畅度，一直以来都是ATM汽车研究的核心技术之一。在目前的 AMT变速器当中，一般都是通过换挡控制办法来对油门开度进行控制，最后实现对车速和换挡的控制。

结束语：本文对AMT起步及换挡过程中的控制方法进行了研究和讨论，旨在对提高AMT变速器的自动化水平，降低驾驶员的驾驶强度提高驾驶舒适度和安全性。

参考文献

范金龙.AMT起步过程的控制方法及换档过程研究[D].燕山大学，2013.

葛安林.车辆自动变速理论与设计[M].北京：机械工业出版社，1993，2-6.

席军强，丁华荣，陈慧岩.ASCS与AMT的历史、现状及其在中国的发展趋势[J].汽车工程，2002，24（2）：89-53.