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汽车主动变速器新技术聚焦

来源:UC论文发表网2019-05-26 10:07

摘要:

  跟着全球汽车工业的疾速睁开,汽车睁开阅历了三大反动性阶段,即能源反动阶段、传动反动阶段和节制反动阶段。目前各发达国度汽车正处于节制反动的阶段。节制反动阶段的本质便是实现节制的主动化和智能化。节制反动阶段的特色是由各总成的单独节制,向着模块化、一体化综合集成节制办法迈进,从一样平常化节制向智能化、网络化节制偏向睁开。此中汽车主动变速器技术的睁开,在节制反动中又占据了重要地位。分外是在机械布局、液压控...

  跟着全球汽车工业的疾速睁开,汽车睁开阅历了三大反动性阶段,即能源反动阶段、传动反动阶段和节制反动阶段。目前各发达国度汽车正处于节制反动的阶段。节制反动阶段的本质便是实现节制的主动化和智能化。节制反动阶段的特色是由各总成的单独节制,向着模块化、一体化综合集成节制办法迈进,从一样平常化节制向智能化、网络化节制偏向睁开。此中汽车主动变速器技术的睁开,在节制反动中又占据了重要地位。分外是在机械布局、液压节制和电子节制等方面也赓续从传统节制型逐渐朝着人性化节制范例迈进。


  一、全体机械布局逐渐简化


  从近几年新型主动变速器全体布局上看,机械和液压方面的布局设计似乎越来越简化,行星排数目没有增长、换挡履行元件和液压阀门数目标削减,导致错综复杂的油路变得加倍简略,但挡位传动比的数目却增多了,因此在其电子节制方面就请求越来越精确。


  全球驰名主动变速器供给商ZF公司,不驹墼勖前推出了8前速变速器,并应用在了宝马、奥迪等车系上。在其机挡季稚,8挡变速器应用了带4个行星齿轮组和5个换挡元件的全新齿轮组概念(见图1)。因为每个挡位只必要3个换挡元件节制,因此变速器内部的能量丧失大大地低落,传动简图见图2。


  二、机械元件的改良


  1液力变扭器在布局上的新改良


  2006年后新款宝马车系上所选用的新型GA6HPTU型6速主动变速器,应用了一种新型布局的液力变扭器。该种液力变扭器内装有高效扭转减振体系。装有汽油发动机的车辆上用的是一个所谓的涡轮扭转减振器(TTD),见图3;柴油发动机车辆上则用的是一个双减振器液力变扭器(ZDW),见图4。


  (1)涡轮扭转减振器(TTD)


  涡轮扭转减振器是一种经典的扭转减振器,其初级侧(发动机侧)与液力变扭器的涡轮以固定办法衔接。因此提高了初级侧的飞轮品格,从而显著改良了减振特性。变扭器锁止离合器分离时,即处于变扭器运行情势时来自涡轮的能源不像通常那样传输到变速器输入轴上。涡轮将能源传输到扭转减振器的初级侧。涡轮扭转减振器的次级侧与变速器输入轴衔接在一路。因为液力变扭器不传输振动,所以扭矩减振器不必承当减振功效。在这种环境下,其工作办法与一个钢性传动元件非常相似。变扭器锁止离合器接合时,能源间接从离合器传输到涡轮扭转减振器的初级侧。因为此时与变扭器涡轮之间为钢性衔接,因此提高了初级侧的飞轮品格。能源颠末过程涡轮扭转减振器传输到变速器输入轴上。扭转振动可以或许非常有用地过滤掉。颠末过程这个别系可以或许在不低落舒适性的环境下,使变扭器锁止离合器的接合光阴显著提前。如许可使变速器与发动机之问的衔接更间接,从而提高能源性且低落了耗油量和尾气排放量。


  (2)双减振器液力变矩器(ZDW)


  双减振器液力变扭器重要由一个前置减振器和一个涡轮扭转减振器构成。第一个减振器的初级侧与变扭器锁止离合器衔接,次级侧与第二个减振器的初级侧衔接,后者的衔接办法像带有变扭器涡轮的TTD一样为钢性衔接。变扭器锁止离合器分离时能源传输与TTD相同。能源从涡轮颠末双减振器(未颠末减振)传输给变速器输入轴。变扭器锁止离合器接合时,能源颠末过程由一个环形弹簧构成的第一个减振器传输。能源今后处传输给第二个减振器,该减振器的功效与TTD相当,也由两个环形弹簧构成。全体锁止节制过程也便是相当于两次减振处理。因为进一步改良了减振特性,因此变速器更顺应柴油发动机的转动不均匀性。


  2换挡履行元件一离合器在布局上的改良


  如今一些新式主动变速器的离合器活塞在设计时加入了一个静态的压盖,用一油封封住其外边缘,见图5。该压盖在离合器的工作侧与回位侧(弹簧力)构成一个压力均衡腔(主、副活塞之间)。工作腔内的ATF离心力与均衡腔的离心力一样,两种离心力抵消活塞在弹簧力的感化下与离合器片分离,主动片和从动片之间就有足够的间隙,就不会发生不必要的摩擦。工作时主活塞从静态均衡压盖的外油封滑过。在曩昔传统型离合器中只要一个主活塞,为了消除因转动而构成的残余压力,在离合器布局设计时,活塞上加装一个单向球。有些车型将此单向球装配在离合器鼓上,起密封感化,离合器压力释放时单向球打开将离合器因转动构成的残余压力尽快的释放掉。


  3油泵的改良


  除了机械液压离合器以外,油泵也取得了很大的改良。(大众途锐09D型主动变速器)在一些新款车型主动变速器上,新式油泵不再采纳铜套与变扭器驱动勃颈相共同,而是采纳滚针轴承,见图6。如许就大大削减了因磨损而损坏油泵的成就。也便是说这种布局的更新将使油泵的应用寿命大大提高。


  三、液压节制体系的更新


  新型主动变速器液压体系中,机械阀门的数目越来越少,有些变速器机械阀门数目甚至已不到10个。新型主动变速器中线性占空比节制式电磁阀越来越多,同时这些电磁阀必要一个比较稳固的供油压力,减压阀(也叫电磁压力调节阀)便应运而生。减压阀是一个调节式阀门,其重要感化便是为全体电磁阀供给约500kPa阁下的衡压。不论外界压力如何变更,该阀门输入压力永久都是一个恒压(弹簧力不变的环境下),所以当该阀门出现故障时(正常磨损或举动不灵敏),其输入压力不再是规定的恒压而变为错误压力,但电脑并不知道此错误的压力,仍按固有的指令程序停止节制,因此就会导致出现换挡品格的故障。


  四、传感器逐渐走向数字化


  曩昔传统型变速器的传感器大部分都是模拟信号的磁电型传感器和开关触点型传感器为主,而如今大部分新型主动变速器的传感器则被数字信号的霍尔型传感器所替代。主动变速器电脑只辨认数字信号,模拟信号则必要转换为数字信号后才被采纳,如许信息传递加倍靠得住节制越发精确。目前,一些高端车型的主动变速器不但在速率传感器上采纳数字信号,而且在地位信号和温度信号上也采纳霍尔情势的数字传感器,比如奥迪的09E或09L变速器等同时部分车型电脑与传感器采纳集成节制。


  五、履行器节制范例逐渐走向频率化


  曩昔传统型电子节制主动变速器中换挡油路的切换是靠开关型电磁阀来节制的,该油路只是一个开关型的切换油路(为使换挡履行元件接合时不必发生过大的振动,油路的缓冲节制型ǔ2纳节流和储能装配实现减缓节制),而在6挡系列变速器中的履行器多采纳6个具有高流量特色、高频率的脉宽调电磁阀,见图7,此中EDS5重要用来实现体系压力调节功效,EDS6用来实现发动机与变速器的机械衔接功效(TCC),EDS1-A、EDS2-B、EDS3-C、EDS4-E/D则分离节制着5个换挡履行元件的接合与分离,也便是说换挡油路节制由本来的开关型改变为调节型,如许就大大改良了其换挡品德。目前这款变速器重要普遍应用在宝马、奥迪、捷豹等高级轿车上。


  六、电子节制上的更新


  1智能型节制


  新式电子节制主动变速器中的智能化节制新技术,将使驾驶汽车变得加倍轻松,其履行将带来机械传动领域的数字反动。因为智能化节制新技术具有一定的“聪慧”,而且具有模仿人体大脑功效及决定功效,其传感器可以或许或许主动感知分歧驾驶员的驾驶性情、分歧路况,辨认出行驶阻力、上坡、下坡等路况信息。并将相干信息奉告“大脑”――中央节制器,中央节制器则根据传感器供给的信息主动地在最佳光阴停止换挡变速,并同步节制发动机输入恰当的扭矩和转速。驾驶员只需任意操纵加快踏板,就可实现主动换挡变速。新型智能化主动变速器的履行将带来机械传动领域的数字反动,将把传统的汽车升华成骑在轮子上的“计算机”。


  2自顺应节制


  就新型主动变速器而言,除一些其它新式节制范例外,大部分主动变速器的“顺应性节制”意义都比较大。顺应性节制功效根据其节制范例大致分为静态节制和稳态节制。


  静态节制重要用于监控换挡时的传动比的变更,这种反馈式节制重要用于精确的节制换挡油压。而稳态节制重要是考虑换挡履行元件摩擦片资的摩擦系数发生变更时带来的影响。一是温度的影响,计算机颠末过程变速器内部的油温传感器感知ATF温度的变更,使资的摩擦系数随油温升高而变更的因素能在计算机节制程序中加以修正。二是摩擦系数低落的影响,摩擦系数低落有两方面的原因,首先是可能的泄漏,离合器的泄漏会构成容量下降,引起摩擦片打滑、发热,进而使摩擦系数进一步低落最终导致变速器摩擦片烧损;其次是自然磨损,离合器、制动器中的摩擦片长光阴摩擦必然构成磨损。磨损后导致元件冲油光阴加长继而使摩擦系数低落。通用公司大部种动变速器所采纳的节制办法是:当一个挡位状况确定后,计算机颠末过程输入及输入轴转速传感器监控齿轮传动比,如果不是所请求的传动比(与计算机内部存储数据停止比较获得),比如说离合器或制动器打滑即会获得错误的传动比,如许为了维持换挡压力颠末过程微电脑节制电磁阀使油压进一步升高,直至获得该正确传动比。这个调节程序对传动比的偏离非常灵敏,可以或许或许起到掩护主动变速器的感化,也使得油泵能在最小所需压力下工作,有利于提高经济性。这便是一些美国车系的主动变速器闭关键制。


  3模糊逻辑节制


  对付模糊节制它不依赖于体系精确的数学模子,它采纳的探究式节制规矩本质上是线性,而且模糊节制对过程参数改变不敏感,这对付经常在分歧工况下工作的主动变速器来说是非常重要的。利用模糊实践停止节制的关键是模糊节制器纳杓啤模糊节制器是模拟人类节制特征的一种语言节制器,其设计重要包含模糊节制器的布局抉择、模糊规矩的选、确定模糊节制器模糊化和解模糊办法及模糊节制器输入和输入变量的论域等,中央是模糊规矩的选取,总结一下模糊节制的功效说白了便是微电脑具有模仿人体大脑的功效。可以或许或许预测到驾驶者的下一个举动,并最终实现最佳换挡光阴节制取


  主动变速器自己布局比较复杂,维修工艺和本钱高,是集机、电、液一体化的高技术产品,其故障率较手动变速器要高,也是汽车维修中的难点和热门。新型主动变速器全体布局技术及节制技术的变革,定将对变速器的维修带来一定的艰难。而且必要大批专业设备和专业技师能力实现诊断和修复功课。因此学习和节制新型主动变速器新技术对其故障诊断及维修要领势在必行。作者: 薛庆文

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