重卡自动变速器的应用及优势简介

史智理

摘 要：随着电子信息技术的高速发展，人工智能设备的发明，把人们从繁重的脑力劳动和体力劳动中解放了出来，自动变速箱技术也得到了广泛应用。作为汽车动力系统的重要组成部分之一，自动变速箱与传统的手动变速箱相比，具有行驶平稳、操控简单、动力性好等优势，并且随着近些年来电控自动变速箱新技术的不断发展，自动变速箱的油耗大大降低。伴隨着中国人民生活水平和经济发展水平的不断提高，搭载自动变速箱的车型正越来越受到更多消费者的青睐。文章就自动变速箱在重卡上的应用及优势做以简单介绍。

关键词：重型汽车;自动变速器;优势;舒适性;可靠性

中图分类号：U461.99  文献标识码：B  文章编号：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

智能手自一体化变速系统（AMT）是一种在传统机械式变速器和干式离合器技术结合的基础上，增加电子技术模糊控制理论，用以实现离合器、选换挡协调动作，从而实现驾驶员在驾驶过程中的自动换挡。

1 重卡自动变速器的构成

在传统机械式变速器基础上更换中壳、前进挡拨块、倒挡拨块、离合器分离拨叉轴总成，并且去掉原有的小盖总成、插分挡气缸、范围挡气缸等零部件，增加变速器制动组件、范围挡锁、电控气动执行元件等部分组件组成。

电控换挡系统一般主要由8个部分组成：信号采集系统、集成电子控制单元TCU的换挡手柄总成、选挡换挡执行控制单元（X-Y机构）、离合器执行控制单元（离合器助力缸-PCA）、刹车执行控制单元、油门执行控制单元、显示仪表以及相关线束和气管路等。

图1

图2

2 重卡自动变速器与传统机械式变速器相比，具有的优势

分流;档位

重卡驾驶人员在驾驶过程中，可以根据实际行驶需求选择自动或者手动模式、经济或者动力模式以及爬行模式;变速箱的主箱、前后副箱组合式设计，体积小，重量轻，传动效率高;取消了离合器踏板，离合器工作方式转换为由电控系统自动控制气动选换档过程，由电控系统自动控制气制动器，从而缩短换档所需时间，与此同时降低了对换档的冲击，进而提高换档品质;主箱各个档位均由大锥角分离式齿套组成。前副箱的结构为单锥面锁环式同步器，锥面由非金属摩擦材料构成，后副箱的结构为增强型锁销式同步器，其锥面同样由非金属摩擦材料组成，可靠性高;采用细齿设计，啮合平稳，噪音控制较好;双中间轴，保证了功率有效，排列合理，速比极差较小，燃油经济性良好。

3 重型卡车自动变速箱工作原理

依据软件程序的设定，在车辆行驶过程中，系统会实时的采集车速、发动机扭矩、发动机转速、当前所用挡位还有驾驶员可操作的包括手柄、离合器踏板及加速踏板等相关信号。车载电脑通过对采集到的信号进行处理和内部程序判断，后台会实时监测车辆的行驶状态，并计算出当前行驶状态下最佳的目标挡位。一旦需要换挡，车载电脑会向车辆发出换挡指令，并由CAN总线控制车辆发动机进行收油，进而使发动机转速达到目标控制数值。

图3

当发动机收油工作完成后，控制离合器的电磁阀组通过车载电脑给予的信号输入，通电从而将高压气路打开，在压缩空气的作用下，离合器执行器气缸的活塞将离合器分离，在整个过程中，车载电脑实時监测离合器位置，确保离合器分离彻底，从而实现传动动力的中断。

在这之后，根据要换入的不同的目标挡位，车载电脑会先后给安装在选换挡执行器上的选挡电磁阀组以及换挡电磁阀组进行通电，打开相应不同的高压气路从而控制相应气缸地运行，实现选挡和换挡动作。换挡完毕后，车载电脑输入信号，由离合器电磁阀组控制释放离合器执行器气缸内气体，之后离合器缓慢闭合。

最后通过CAN总线控制发动机来恢复燃油供给。由于整个控制过程在两秒之内就完成了，所以驾驶员不会有明显的动力中断和恢复的感觉。

4 重型卡车自动变速箱操纵部分简介

图4

4.1 重型卡车的起步

（1）车辆处于静止状态并且将手刹拉起;

（2）启动车辆发动机，使得车辆整车制动系统压力达到6bar以上;

（3）选取起步档位：在按功能按钮F的同时，往前推动手柄挂入前进档或者往后拉动手柄挂入倒档。第一次启动车辆的默认起步档为前进档F4，倒档R1。 一段时间后，起步档位根据整车质量在F1～F6档之间自动选取。驾驶员可以在F1-F8或R1-R4档范围内更改起步档位：直接前推或后拉换挡手柄每次增加或减少两个档位;按着功能键F的同时，向前推动或后拉动换挡手柄可以每次增加或者减少一个档位。

（4）松开手刹，踩下油门踏板，车辆实现起步动作。

4.2 行驶

（1）自动档模式

在自动档模式下，自动变速箱（AMT）依据车辆的运行状况及驾驶员采集的信息自动选择所需档位并进行换档。驾驶员亦可以通过操纵换档手柄来随时干预档位的选择：直接向前推或后拉手柄每次至少增加或减少一个档位，在按着功能键F的同时向前推或者后拉动手柄可以每次增加或减少一个档位;注意： 在驾驶过程中，驾驶员所要求的档位只有在符合车辆当前实际行驶状况的条件下才会被执行，并且该手动干预只能在一定的时间内对自动变速箱（AMT）起作用，即驾驶员的手动干预也不会退出自动模式。

（2）手动档模式

手动档模式下档位的请求皆为驾驶员自身发出，即由驾驶员自身来进行档位选择：直接前推或后拉手柄每次至少增加或减少一个档位，按着功能键F 同时向前推动或后拉动手柄可以每次增加或减少一个档位。挡位的切换和离合器的控制则是由自动变速箱（AMT）系统来自动完成的。

注意： 若驾驶员所要求的档位不适用于车辆当前的实际行驶状况，则自动变速箱（AMT）系统将会拒绝该次换档请求，或自动切换到另一个合适的档位。

5 总结

本文从重型卡车自动变速箱的构成、优势、工作原理三个方面对重卡自动变速器的应用及优势做了简单介绍。对重卡自动变速箱在我国的推广具有理论和实际意义。

参考文献

[1] 赵鑫鑫，杨耀东.液力机械自动变速箱 Maplesim仿真研究[J].机械设计与制造，2013（8）：57-60.

[2] 王望予.汽车设计[M].机械工业出版社，2004.

[3] 刘振军，秦大同，胡建军.重型车辆自动变速技术及发展趋势[J].重庆大学学报（自然科学版）. 2003（10）.

[4] 李春芾，陈慧岩，孙文涛，赵熙俊.重型车辆液力机械自动变速器综述[J].汽车工程. 2009（09）.

[5] 周扬斌.重载车辆AMT换挡测试试验台研究[D].浙江大学，2013.