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分析汽车变速器技术的发展趋势
来源:本站整理  作者:佚名  2014-01-11 08:13:52


    机械结构逐渐简化:虽说新型变速器档位数在增多,但并不意味着变速器整体结构变得复杂、体积变得庞大,这是因为其机械元件的组合,由过去众多数量的换档执行元件控制多个行星排来实现简单4前1倒的变速功能,发展到5个换档执行元件控制的莱佩莱捷式行星轮组,通过逻辑组合即可实现6前1倒的变速功能,零部件数量减半。ZF公司生产6HP系列变速器就是一个例子,其结构如图7所示。

    电子控制比较人性化:在机械和液压方面越来越简化,元件少了,阀门数量也少了;但在电子控制方面,整体控制策略却越来越复杂,而且控制要求越来越精确。特别在转矩协调控制、安全保护控制、模糊逻辑控制、重叠换档控制等人性化方面更加明显。
    为了改善换档质量,体现驾驶舒适性,在自动变速器换档过程中,发动机必须实现转矩协调控制。发动机在自动变速器换档过程中,主要通过瞬间改变喷油量和延迟点火等功能来维持换档过渡平顺性能。安全保护控制主要是指当自动变速器机械、液压、电子控制等方面出现故障时,而且该故障能够对变速器构成较大威胁,为保护变速器不进一步受到伤害,自动变速器ECU通过接收各传感器信息后所启动的一项保护措施。模糊逻辑控制的是微电脑具有模仿人体大脑的功能,能够预测到驾驶人的下一个动作,并最终实现最佳换档时间控制,以及换档点的任意切换控制等。在这里重点介绍重叠换档控制,因为好多维修人员对其认识仍比较模糊。
    换挡过程实际上是摩擦元件的摩擦力交替的过程,在常见的摩擦式离合器与离合器或离合器与制动器在换档中,若摩擦力矩替换过程的定时不当,将会引起输出转矩的急剧变动。两个离合器之间或离合器与制动器之间摩擦力矩的替换,总会有或多或少的中断间隔或重叠。重叠不足或重叠过多,都会产生不应有的换档冲击。
    重叠不足是指待分离的离合器过快地泄油分离,待结合的离合器未能建立足够的油压,因而出现两个离合器传递转矩间断的现象。在这个重叠不足的时间内,输出转矩先是下降过多,随后又急剧上升,形成较大的转矩扰动。与此同时,发动机转速也得不到平稳地过渡,先是因负荷减小而增速,后又因负荷急剧增大而降速。
重叠过多是指在待结合的离合器已经能够传递很大的转矩时,应分离的离合器还没有很好地泄油分离,因而出现两个执行机构同时工作的情况。在一个短暂时间内,两个档位重叠工作,使发动机和输出轴都受到制动作用,因而输出轴有很大的转矩扰动。随后又因应分离的离合器分离,使变速器输出轴的转矩又急剧升高。重叠过多的转矩扰动比重叠不足时更严重。同时发动机的转速先是急降,后再回升,表现出不稳的情况。重叠过多的升档过程最不平稳。
    所以要对两个交替换档的执行元件的泄油、充油过程进行控制,以得到最满意的交替衔接。过去,传统自动变速器是通过换档定时控制来避免换档执行元件交替转换时出现时间差和过度重叠的现象。而在一些新式自动变速器换档控制上,允许两个元件交替转换时出现重叠,目前一些5前速和6前速变速器具有这种重叠换档控制。
    例如:ZF公司生产的6HP系列变速器在执行全部换档(从第1-6档位和从第6-1档位)时,相邻两档的换档执行元件在交替作业中,就是利用重叠换档。也就是说,在换档期间,正在传递力的离合器在释放前保持一段时间,直到相应的准换档离合器随着正在传递力的离合器压力的下降接收到适合的转矩为止。转矩的协调是通过加档时短时间降低发动机转矩,或在减档时增加发动机转矩来支持换档过程。
    重叠换档的最大优势:借助于重叠换档,使用离合器的电子液压控制几乎可以替代空转。
    执行器数量在增多的同时其控制类型也在改变:现在,自动变速器执行器电磁阀数量越来越多,开关型电磁阀少了而频率的电磁阀多了,控制油路的机械滑阀数量也越来越少了(多电磁阀控制的目的是改善换档质量)。一个滑阀可能会根据油路的转换实现多用途,一个简单的电磁阀也会实现多用途,它既可以实现换档控制,同时也可以担负油压调节控制。在过去传统型电子控制自动变速器中,换档油路的切换是靠开关型电磁阀来控制的,只是一个开关型的切换油路(为使换档执行元件接合时不必产生过大的振动,在油路的缓冲控制中,通常采用节流和储能装置实现减缓控制),而在6HP系列中的执行器中,采用6个具有高流量特点高频率的脉宽调制电磁阀,其中一个(EDS5)主要用来完成系统压力调节功能,另外一个(EDS6)用来完成发动机与变速器的机械连接功能(TCC ),剩下4个电磁阀(EDS1-A、EDS2-B、EDS3-C、EDS4-E/D)分别控制着5个换档执行元件的接合与分离。也就是说,换档油路控制由原来的开关型转变为调节型,这样就大大改善了其换档质量。

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关键词:变速器

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