电控机械式自动变速器在拖拉机上的应用

王文明 雒安 孙利明

摘 要：在当前技术不断发展的背景之下，各行各业在技术渗透和应用下都得到了很大的发展与进步。变速箱是拖拉机中较为重要的设备，自动变速器凭借其良好的燃油经济性以及具有较好的性能，因此在拖拉机中应用地较为广泛。对拖拉机的变速箱控制系统进行一定的改造就能够实现自动控制的功能。本文对三种形式的操纵控制系统进行了对比分析，并且简单阐述了各类电控液动控制系统的原理，侧重于介绍电控液动AMT在拖拉机上的应用，具有一定参考价值。

关键词：拖拉机;自动变速器;电控机械式变速器应用

过去拖拉机上使用的都是传统的手动变速箱，仅由拖拉机的驾驶人员个人的驾驶经验来判断换挡的时机，相对来说具有一定的不稳定性，驾驶人员的驾驶技术对拖拉机燃油效率和拖拉机运行效果有较大的影响。电控机械式自动变速器是当前技术进步在自动变速器上地体现，通过在传统变速箱上进行改造，实现选挡和换挡上的自动化。电控机械式自动变速器领域内也称之为AMT，在拖拉机中有较大的应用空间，通过使用自动化换挡技术，能够让驾驶员的操作得以简化，从而能够提高使用效率和操作的稳定性。当然，目前国内拖拉机大多还是使用的传统手动变速箱，但不可否认的是AMT在拖拉机未来发展上有很好地应用前景，本文也主要就此进行介绍。

一、电控机械式自动变速器控制系统类型

当前AMT中的自动换挡系统主要有三种类型，即电控液动、电控气动以及电控电动，在这之中，前两者应用的相对较多以下，下面进行对这三种形式进行具体介绍。

（一）电控液动操纵控制系统

当前在三种AMT形式当中，应用最广泛的就是电控液压AMT。它不仅换挡速度相当快，并且与其他液压系统之间的配合协作是比较好的。液压系统，简单来说就是通过对电控单元的指令进行响应，来对电磁换向阀进行控制，从而自动完成换挡等动作。电控液动AMT在拖拉机上应用时，相对其他形式也较有优势，主要体现在液压源可以由拖拉机的液压泵提供。

下图为电控液动AMT的结构示意图，图中的1指的是选挡油缸，2指的是换挡油缸，而3则指的是离合器控制阀组和油缸。

（二）电控气动操纵控制系统

电控气动AMT控制实现是由气动系统来实现。气动系统在控制上和液压系统是一样的，也是通过对电控单元的指令进行响应，而后传递控制信号，使得操作的执行机构来完成换挡和离合器的分离和结合等工作。气动系统利用气体体积的可压缩性来实现控制，能够实现自动换挡，但是换挡速度相对较慢。当然它也有它自己的优点，即不需要增加调压设备以及蓄能器等，在一定程度上降低了经济成本同时也实现了自动换挡等操作。

（三）电控电动操作控制系统

电控电动AMT使用电机来完成控制操作，同样也是对电控单元的指令响应传达到执行机构，而后自动完成离合器的分离、结合以及自动选挡和换挡操作。电控电动AMT当前在价格上以及实际应用的质量上看都还算可以，但是相对其他两种形式来说，调整起来相对困难，因此在应用上还不能够实现大规模的应用和生产。

二、电控液动系统在拖拉机上的应用

电控液动AMT主要由动力组件，压力控制阀，变速箱，离合器控制阀以及执行结构构成。它们分别实现对主变速杆和离合器分离结合的控制。下面对部分结构控制的执行进行简单介绍。

（一）离合器执行器

离合器执行器使用的是单作用油缸，主要由Mv3456四个电磁阀来实现对其的控制，执行器的控制模式主要有4种，一是分离，二是保持分离状态，三是接合，四是保持接合状态。在分离模式中，仅开放Mv3电磁阀，而其他三个电磁阀都保持关闭状态，压力油进入执行器使离合器分离，这是完成正常换挡操作的必要程序。在接合模式当中，电磁阀的状态恰恰相反，仅关闭Mv3电磁阀，另外三个电磁阀则需要打开，可以选择分别或者同时打开的方式，EC进行脉宽调频，根据执行器的执行实际行程进行反馈，而后根据最佳接合规律来进行相应的调整，最终配合拖拉机完成起步和换挡等操作。而在状态2与状态4即状态保持模式当中，四个电磁阀均关闭，也不进行各类执行操作。

（二）选挡、换挡执行器

变速箱的选挡和换挡的执行器集成为一个模块，同样选挡油缸和换挡油缸也可以用一套联动机构连接起来，从而能够实现两个操作之间的连贯。采用平行式的布置结构来设备选挡和换挡执行器，需要4个换挡油缸来组成执行器，而如果采用正交式的布置结构的话仅仅需要两个换挡油缸，不仅结构更为紧密，在成本上也得到了一定的控制。

三、拖拉机自动换挡策略的简单介绍

拖拉机自动换挡策略是自动换挡系统的理论核心，当前拖拉机自动换挡系统当中采用的策略主要有两种，一是利用车速和油门开度的双参数换挡，二是利用车速，油门开度以及拖拉机加速度的三参数换挡。拖拉机运作和普通车辆其实有较大的区别，可能用于田间作业，也可能是路面运输。实现自动换挡的时候，相对来说，拖拉机要考虑的因素要更多一些，而且因为控制也相对复杂，所以在实际生产和应用的时候更应该要针对拖拉机的特點进行自动换挡的设计。

四、结束语

电控机械式自动变速器也在不断地技术升级和进步当中，使用电控机械式AMT有许多的优点，例如利用计算机能够存储和处理很多的信息并进行拖拉机换挡策略的选择，能够实现更为复杂的更针对拖拉机特点的控制方式。当然，目前在应用上还有待进一步的发展，在今后研究当中，可以综合考虑拖拉机控制的多种因素，最终实现自动换挡，这对未来拖拉机的发展和进步也有重要意义。

参考文献：

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作者简介：王文明（1991-3）男，民族：汉族，籍贯：河南省洛阳市，职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：研究拖拉机。