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商用车自动变速器简介

2009-08-03 07:43:00 薛文祥

    在商用车上实现自动换档是车辆发展的必然趋势,商用车AMT是非常适合我国国情的机电一体化高新技术产品。 AMT自动变速器是在传统手动变速器的基础上增加自动变速操纵系统形成的(见图1)。由电脑控制执行机构来代替人力完成选换档和离合器的操作,从而实现手动变速器的自动变速操纵。

商用车自动变速器简介

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图1 AMT自动变速器构成

●  操作说明

    配备AMT自动变速器的商用车有手动和自动两种变速操作模式,可通过手柄面板上A/M按钮切换。

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2 手柄面板示意图

AMT自动变速器档位介绍
实心黑圈手柄可以停留的位置
空心黑圈手柄可以到达但不能停留的位置
箭头手柄回弹方向
D前进挡
+升档
-降档
N空挡
R倒档
A/M手自切换按钮。默认自动,按下变手动
制表 360che.com 卡车之家

    自动模式下,起车时驾驶员踩下刹车踏板,将手柄杆置于“D”位置,当仪表显示换档完成后,松开刹车踏板踩下油门踏板加油,车辆即可自动起步;行车过程中,驾驶员只需要控制油门踏板和刹车踏板即可,换档动作由电脑自动完成。

    自动模式下允许驾驶员随时通过操作手柄到“+”、“-”、“N”进行人工升降挡或摘空挡干预(自动模式下的所有人工干预换档动作首先经过电脑判断,确认不会影响行驶安全后方可进行换挡,否则电脑不会响应人工干预动作。)。

    手动模式下,起车方式和自动模式一样;行车过程中,驾驶员除控制油门踏板和刹车踏板外,还需操作手柄发出换挡指令,离合器分离结合动作、变速箱换挡动作由电脑控制完成。

    商用车AMT系统保留了离合器踏板,不论是自动还是手动模式,都允许驾驶员踩下离合器踏板按照传统手动变速箱进行换挡。

●  工作原理

    按照动力源不同AMT可分三类:液压操纵控制、气动操纵控制和电机驱动。商用车AMT自动变速器多采用气动操纵控制,工作原理见图3。

商用车自动变速器简介

图3  AMT工作原理

    在车辆行驶过程中,电脑根据软件程序的设定,实时地采集车速、发动机转速和扭矩、当前挡位以及驾驶员可操作的手柄、加速踏板和离合器踏板等信号。

    通过对采集的信号进行处理和判断,电脑可以实时感知车辆行驶状态,给出当前行驶的最佳目标挡位。需要换挡时,电脑发出换挡指令并通过CAN总线控制发动机收油,使发动机转速达到目标控制值。

    发动机收油完成后,电脑通过控制离合器电磁阀组通电将高压气路打开,离合器执行器气缸活塞在压缩空气作用下将离合器分离,在此过程中,电脑实时监测离合器位置,保证离合器彻底分离,中断传动动力。

    之后,根据要换入的目标挡位的不同,电脑先后控制装在选换挡执行器上的选挡电磁阀组与换挡电磁阀组通电,打开不同的高压气路并控制相应的气缸动作,从而实现选挡、和换挡动作。换挡完成后,电脑控制离合器电磁阀组使离合器执行器气缸内气体释放,离合器缓慢结合。

    最后通过CAN总线控制发动机恢复供油。整个控制过程在2秒之内完成,且驾驶员无明显的动力中断和恢复的感觉。

    商用车载荷变化范围大,工作环境恶劣,工况复杂。为保证驾驶安全,AMT系统保留了离合器踏板。允许驾驶员在任何时候按照传统手动变速箱换挡方式进行换挡。根据驾驶员的手柄输入,在保证换入目标挡位安全的前提下,电脑响应驾驶员的换挡请求,通过控制选换挡执行器上电磁阀组进行换挡。换挡完成后,通过仪表上的挡位显示和蜂鸣器鸣叫提示换挡完成,驾驶员可以结合离合器。

●  AMT自动变速器的优点

    1、动力性、经济性好

    在行车过程中,电脑根据载荷、路况以及车辆运行状况(包括车速、发动机转速、油门等参数)的不同。实时地给出最佳的动力性或经济性目标挡位。并按照该目标挡位在较短的动力中断时间内自动完成换档。

    由于是自动换挡,因此换挡频率大于手动换档频率,且换入的是动力性或经济性最佳的挡位。使得动力性优于手动车辆,整车油耗比手动车辆低,比AT更低;此外,机械传动传递效率高,更利于充分发挥车辆的动力性,也提高燃油经济性,降低排放污染。

    2、操纵方便,减轻劳动强度

    传统手动变速器通过手柄操纵机械软轴换档,换档力大。且在换档过程中需要控制离合器分离结合。装备AMT系统后,驾驶员只需操纵刹车踏板和油门踏板即可。换档动作指令和换档动作由电脑控制完成,若驾驶员想手动换档,操作手柄也仅仅需要克服手柄的手感力。简化了操作,更减轻了驾驶员劳动强度。

    3、安全性和可靠性高

    装备AMT系统后简化了车辆驾驶且降低了劳动强度,使得驾驶员把大部分精力放在路况观察与判断。因此,提高了行车安全。由于保留了离合器踏板,允许驾驶员在任何时候都可以转入手动控制换挡,进而提高了可靠性。

    4、价格便宜

    由于采用车上现成的压缩空气为动力源节省了动力源成本;此外气动系统属于洁净能源系统,无污染;气动执行元件加工精度要求相对低,加工难度和加工成本都低;AMT系统是在传统手动变速箱基础上改进的,对于变速器(手动)生产厂家来讲,在原生产线的基础上只需添置或改造很少部分设备即可实现批量生产,因此整个系统成本不会提高太多。相比AT,价格优势非常明显。

●  AMT自动变速器的市场

    商用车匹配AMT后可满足用户的期望,因此在国外被用户广泛接受。国外市场,尤其是欧洲和日本的重型多挡变速箱上,AMT都已是标准配置,市场需求逐年增加。

    在欧洲,AMT产品很受欢迎,市场需求逐年增加,且市场上以Benz公司和ZF公司的产品最多,多用于重型多挡变速箱,执行机构为气动;在日本卡车市场,主要以日产柴、三菱、日野公司AMT产品为主;在美国市场,主要以Eaton公司的产品为主。

    国外市场,AMT在商用车上的装车率逐年提高。各大公司在AMT产品开发方面的投入越来越大。各大汽车厂家均有自己独立自主知识产权的AMT产品。市场上Benz、Eaton、Volvo、ZF、Nissan Diesel均有成熟且市场认知度较高的产品。

    在国内市场,重型载货汽车AMT产品有需求,但还是空白,目前还没有自主研发的AMT产品投放市场。

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发动机变速箱AMT/AT
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