变速过程（精选7篇）
变速过程 篇1
摘要：讨论了低噪音变速器的设计方法及过程开发过程中为降低噪音应采取的措施。
关键词：变速器,噪音,控制,设计,过程
随着人们对汽车舒适性要求的提高, 汽车噪音已是人们对汽车的一项重要评价指标。在汽车中, 变速器是传递和产生噪音及振动的主要部件之一, 因此降低变速器噪音更为重要和迫切。下面就结合本人实际设计过程中的体会对低噪音变速器设计方面做一个阐述。
1 低噪音变速器的设计方法
我们知道, 齿轮噪声来源于齿轮装置的振动, 齿轮装置本身又是一个复杂的弹性振动系统, 它主要包括齿轮副的周向振动、齿轮的径向和轴向振动及箱体的振动, 其中, 周向振动产生附加的动载荷, 附加动载荷使齿轮产生径向和轴向振动, 这些振动通过轴、轴承及轴承座传到齿轮箱箱体上, 激发箱体的振动形成噪音。故在设计中需要明确噪声源和传播途径, 以利于有效地控制或弱化噪声。
1.1 把握行业趋势, 掌握新的设计思想。
我们设计变速器的时候, 往往采用标准参数的方法去选择或设计变速器, 然而通过对大量的进口变速器研究发现, 现在大多数变速器齿轮采用增高齿高 (2.5~3.0m) 、减小压力角 (140~170) 、增大螺旋角 (330~370) 、小模数 (m=1~2) 、增大齿宽等的设计思想去优化设计变速器。
1.2 优化齿轮参数设计, 降低噪音。
1.2.1优化压力角及齿高系数。噪声随着压力角的减小而减小。大的压力角, 会产生大的齿面法向力, 相应会增大节线冲力和啮合冲力, 从而导致振动和噪声值的增大。反而, 小的压力角, 可以降低轮齿啮入、啮出的载荷突变, 降低噪音。同理, 齿高系数愈大, 不仅增大了重叠系数, 而且齿变得更长, 在一定程度上减小了啮合的冲击。1.2.2优化螺旋角、齿面宽。噪声随着螺旋角及齿宽的增大而降低。噪声与螺旋角b及齿宽的关系可归结为其与重叠系数的关系。在尼曼教授的计算公式中, 噪声级与 (1-tgb/2) 成正比, 加大螺旋角 (不超过400) , 或增大齿宽, 重叠系数都增大, 因而噪声降低。但是螺旋角与齿宽对噪声的影响是有限的。这种影响同时与载荷有关, 在载荷较大时, 螺旋角愈大, 则噪声级愈小。
1.3 优化变速器箱体设计。
箱体的降噪设计是降低变速器噪声的另一有效方法, 潜力很大。噪声是固体传播和空气传播发射的总噪声, 箱体的形状、刚性、自振频率、表面辐射面积、表面上开设箱盖的位置大小及总体布局均是噪声产生共振、声压产生合成和噪声发射影响的因素。
2 低噪音变速器的过程开发方法
满足低噪声要求的变速器开发只有先进的设计还不够, 还必须采取合适的工艺方法。如, 国内目前采用多采用滚齿-剃齿-热处理及修形补偿的工艺, 部分精度要求较高的变速器采用滚齿-热处理-磨齿或滚齿-剃齿-热处理-珩齿工艺来实现噪声的改善。另外, 还必须对过程开发进行控制。如:
2.1 齿轮材料的稳定性控制。
2.2 材料等温正火处理, 确保材料组织的均匀性, 消除立方贝氏体, 保证良好的切削性能和较小的热处理变形。
2.3 滚插齿时, 采用无侧隙夹具和滚刀径跳调整装置, 保证齿形误差小及规律性, 为后续工序做好准备。
2.4 摸索热处理变形规律, 剃齿时采用反变形处理。
2.5 齿坯基准精度和端面跳动控制, 轴类零件两端中心孔的大小、同轴度、粗糙度等控制等。
参考文献
[1]张展.齿轮噪声及其控制[J].华北电力, 1996.
[2]会田俊夫, 张展译.齿轮的精度与性能[M].北京:中国农业机械出版社, 1985.
变速过程 篇2
1987年宝马推出的第一款匹配220kW V12发动机的750i时，匹配了当时最先进的4AT变速器，斗转星移，时隔20多年之后，BMW从新7系开始逐步普及了8AT变速器，变速器的挡位数实现了翻倍。回想10多年前，匹配3AT的家轿对于普通家庭来说都是奢侈之选，而今天，宝马已经把8AT变速器推广到国产宝马X1上，国产奔驰新C级也采用了7AT，使平民也有了贵族体验。放眼世界，通用和福特已经签约联手开发10AT，再回到国内，已经开发出8AT的盛瑞也已经放出豪言要推出13AT，难道步进式自动变速器的“大跃进”时代已经来临？那将是消费者的福音。
AT挡位和功能逐渐增多
步进式AT变速器的产生比手动变速器晚了19年的时间，1908年福特T型汽车最早应用了一种只有两个速率比的AT变速器，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速和改变扭矩。福特T型车可谓改写汽车历史的一款车型，不但使汽车走向了普及，还使汽车更容易驾驶了。而真正意义上的AT变速器是在1940年由美国通用开发生产，这种AT变速器使用液力耦合器和三排行星齿轮提供四个前进挡和一个倒挡。
随着发动机燃油喷射与点火装置的不断完善，AT变速器也有新的花样，如设置了“运动模式”或“雪地行驶模式”等不同的操控方式。当按下换挡杆附近的“S”按键（运动模式）后，就可以使加速时变得格外迅捷；当在冰雪路面行驶时，就可以按下印有雪花图案的按键，以采用雪地驾驶模式，可避免在冰雪路面起步时打滑。更有甚者，新一代“随机应变式”AT变速器还可以学习驾驶者的驾驶习惯，以达到更快的反应，使驾驶变得更加得心应手。
在1990年，德国保时捷公司率先在911车型上使用了Tiptronic手自一体变速器。这种变速器实际上是以AT变速器为基础增加了手动换挡程序，结果以既保持了轻松驾驶又能保证一定的驾驶乐趣使之逐步发展成了主流，几乎成了今天AT变速器的标配。而此时在节能减排和提高驾驶舒适性的要求下，4个前进挡的AT变速器已经不能再满足消费者需求。到了1989年奔驰6缸发动机车型才用上了5挡自动变速器，1995年新一代5AT才用在V12、V8发动机上。在1999年ZF公司终于推出了带6个前进挡的6AT变速器并将其安装在宝马7系轿车上，随之也引发了豪华轿车的挡位之争，在之后的几年里，先有奔驰在2003年推出了世界第一款7挡7G-TRONIC自动变速器，接着是雷克萨斯宣布在LS460h豪华轿车上装备8AT变速器，使AT变速器正式进入“8”的年代。随之宝马也加入到“8挡”行列，奥迪也以配8AT的新A8入队，就连推崇DSG的大众也在混合动力途锐上采用了8挡变速器，还有克莱斯勒，一时间8AT已经满天飞。
步进AT变速器的工作原理
AT通常由液力变扭器、行星齿轮组、换挡执行机构、控制阀体和控制电脑等主要部件组成。发动机的动力通过与飞轮相连的液力变扭器将动力传递到变速器的输入轴，再通过一系列的行星齿轮机构、离合器单元、差速器将所需求的动力传递到车轮。
AT变速器的具体换挡又是怎样来完成的呢？原来是由电子控制单元收集车辆行驶速度、发动机转速、油门踏板位置等各种信息，加以分析后再向变速器控制阀体发出指令，通过阀体单元的各种电磁阀实现相应部位油压的变化以控制换挡执行机构实现指令的实行。各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位的变换。
8AT具有更强大优势
想当年ZF推出的全球首款8AT对它原有的6AT进行了大量的改进，以便提升它在发动机加速过程中的燃油经济性和效率，并降低它的制造成本。宝马这台8AT科技含量更高，可以快速加速和减速，其过渡如天鹅绒般平滑，相较于双离合变速器，这款8AT的特点是更轻的质量、更高的效率、更低廉的成本。全新的8AT配合汽油发动机在同样的路况条件下可以比目前6AT提高3%的燃油经济性，工作效率提升8%；而配合柴油发动机则燃油经济性提高了7%。虽然增加了2个更低的传动比，但它的体积仍然很紧凑，因此它所占用的车内空间与原来的6AT相当，但8AT可以传递出更大的扭矩。在提高经济性和环保性的同时，新的8AT更多的挡位、更加合理的齿比、更快的换挡时间、更平顺的挡位切换和更先进的电子管理系统将进一步提高车辆的舒适性和运动能力，这些变化对于顶级豪华车来说至关重要。
7AT、8AT成为了新起点
2013年成都车展上，新一代E级车在华上市，其4MATIC系统与7G-TRONIC PLUS完美结合使驾驶者在各种路况下得到了最充分的驾驭感。2014年上市的国产全新C180 L同样搭载了7G-TRONIC PLUS，7个前进挡的各挡位之间可以在低发动机转速增量下实现范围较广的传动比，从而以轻松平稳的转换实现具有快速响应性和燃油经济性的换挡操作。7G-TRONIC PLUS可以达到惊人的燃油效率，全新上市的C 180L的百公里油耗仅为6.1L，较前代车型大为降低。从2003年到2014年这10年间，7AT在奔驰得到了普及。
对于BMW来说，宝马为所有2012年发布的新7系车型配备了新一代8挡自动变速器，通过智能控制技术，这款8挡变速器可以实现快速换挡，并且反应时间极短，还可以直接减挡。电子变速器控制器还能根据要求改变换挡特性，选择更具运动感的模式或更舒适经济的模式。尽管整体速比范围跨距较大，但8个挡位的设置使得各挡传动比之间的距离较小，因此能够在各种情况下确保最佳传动比。密齿比能够以平顺、省油的低转速方式配合精确和强劲的加速。总之，新款8挡自动变速器既能提供凌厉的动态加速和顺畅换挡，还能让驾驶者获得非常经济的油耗。
对于北美生产厂家来说，在2014年初，通用发布的2015款Corvette Stingray和Corvette Z06上搭载了通用自己设计的全新8L90 8挡自动变速器。通用表示其换挡速度完全可以媲美最出色的双离合变速器，变速器控制单元以每秒160次的速度分析并执行换挡指令。全油门时，比保时捷911上的双离合变速器的升挡速度要快8/100s。比起上一代的6AT来虽然齿轮更小了，可传递的扭矩和效率都更高了，通过方向盘上的手动换挡拨片带来了完全手动控制的驾驶快感。采用了4组齿轮和5套离合器，紧凑的结构使其在体积上只相当于上代6AT。更多铝制材料的应用使其重量比6AT还要轻了4kg。降低摩擦设计使其比前一代6AT的效率提升了5%。全新高性能8挡自动变速器也使科尔维特车型的卓越性能拉升到了全新的高度。
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奔驰9AT走上前台
2014年3月，梅赛德斯一奔驰宣布了E 350BlueTEC将匹配全新一代9G-TRONIC 9挡变速器，并在2014年4月，举行了一个小型的庆祝会，以庆祝9G-TRONIC 9挡自动变速器的诞生。这是汽车界的第一款9挡步进式变速器，使E 350 BlueTEC成为同级别6缸柴油发动机车辆中燃油效率最高的车型，在欧洲NEDC循环下，185kW柴油发动机每100km油耗只有5.3L。而这款9AT带来的驾驶平顺性是超出想象的，其中噪声要下降4dB。从1挡到9挡的传动比变化范围达到了9.15，可以使发动机的工作转速降到更低，使能力效率更高，驾驶更舒适。在手动模式和运动S模式下，带来了更显著的驾驶激情。如挂9挡在120km/h行驶时，发动机转速只有1350rpm。尽管增加了两套齿轮，且最大传递扭矩可以达到1000Nm，可变速器体积并没有增加，重量反而比7G-TRONIC还要轻。在结构上也采取了最简化，只有4组行星齿轮和6组换挡单元。3个转速传感器在监视着变速器的运转以提升变速器效率。
为了适应新能源车型的发展，变速器配备了两个油泵，一个很小的机械式高效叶轮主油泵，就在主轴附近，并采取链条驱动，还有一个电子辅助油泵，使这款9AT也适合于起/停系统和滑行功能。当等红灯，发动机停止时电子油泵就会启动，以保证变速器内的基本油压和必要的润滑。当变速器温度过高时电子油泵也会启动以增加降温效果。相比于上一代始于2003年的7G-TRONIC的变扭器效率只有85%，9AT高效的变扭器效率达到了92%，对提升效率起了很大帮助。第二代低阻力润滑油的采用使这款9AT即使是在北极圈内也可顺利启动工作。高效油泵和低阻润滑油大大提升了效率。扭振阻尼器和变扭器锁止离合器提升了舒适性。电磁阀直接驱动液压换挡，速度更快、效率更高，奔驰强调9G-TRONIC的换挡速度完全可以与DCT双离合变速器匹敌。在这款堪称完美的9G-TRONIC变速器身后也蕴藏着舍弗勒工程师们的汗水，变速器中的液力变扭器减振器和轴承都是舍弗勒的杰作。
在2015年6月，这款9G-TRONIC 9挡自动变速器首先安装在了针对BMW X6的GLE跨界跑车上，190kW柴油发动机（GLE 350d 4MATIC）和245kW汽油发动机（GLE 4004MATIC）与9G-TRONIC相配合带来了更灵敏的响应。这款9G-TRONIC 9挡自动变速器还适合于后轮驱动和四轮驱动的混合动力、插电混合动力系统，必将成为今后几年奔驰的主力。近两年除了奔驰外，变速器主机厂ZF推出的9AT变速器也已经应用在揽胜极光和JEEP自由光上。
通用与福特联手打造10AT
早在2013年，通用和福特签署协议，将联合开发新系列节油传动系统，包括9挡和10挡自动变速器，提高旗下车型的燃油经济性和动力性能。在协议下，通用和福特将共同研发新一代先进技术9挡和10挡自动变速器。根据福特和通用的产能预测，到2018年通用和福特合作开发的9挡与10挡变速器将各自达到100万台的年产销量。在2013年底通用汽车宣布向美国五家工厂投资近13亿美元，其中部分资金为投产全新10挡自动变速器准备。在2015年，福特向世人宣布申请了11AT变速器的专利，眼看变速器的竞争已经进入白热化。
面对未来的AT
在2012年底中国上市的第二代BMW高效混合动力7系（ActiveHybrid7）以双涡管单涡轮增压直列6缸汽油发动机加40kW同步电机，配8挡Steptronic自动变速器形成了高效动力系统。混合动力7系提供了出色的动态特性，并且出色地平衡了高性能和低油耗。电动机通过助力功能为6缸发动机额外提供210Nm的扭矩，使其从静止加速到100km/h仅需5.7s。在2014年，BMW又推出了插电混合动力版X5，在2015年上海国际车展上这款BMW X5 xDrive 40e也来到了国内消费者面前。像混合动力7系一样，同步电机集成于8挡自动变速器中。插电混动X5的0～100km/h加速时间仅为6.8s，其最高时速由电子限速限制在210km/h，而在纯电动模式下，车辆的最高时速为120km/h，可行驶31km。
在2010年奔驰开发的第六代变速器7G-TRONIC PLUS在2013年被安装在了E300 BlueTEC HYBRID上，20kW电机被安装在变扭器壳内开启了传统变速器的新能源之旅。在2015年上海车展上我们也看到了奔驰展出的S500eL插电式混合动力轿车，以6缸汽油发动机（245kW/480Nm）匹配传统7G-TRONIC PLUS变速器，85kW/340Nm电机协助发力，使系统扭矩达到650Nm，从静止加速到100km/h只用时5.2s。在电机的转子中心装有一个湿式离合器，在纯电动行驶或刹车状态下，湿式离合器能切断汽油发动机和传动系统之间的拖拽效应。在纯电动行驶模式和高速公路滑行时，离合器的切断是很有必要的，在这种情况下，车辆几乎没有传动系统阻力，只有电动机偶尔短促的推动作用。电机内部还包含一个线控停车锁和一个电子辅助油泵，电子辅助油泵在起/停模式下和电动运行状态下为变速器提供油压。
在2015年，伴随着新一代奥迪Q7的面世，Q7 e-tron quattro也走上了市场，它是奥迪第一款带quattro四驱系统柴油发动机的插电式混合动力SUV，3.0L TDI柴油发动机在8挡Tiptronic和电机的配合下，也就是说275kW和700Nm扭矩的系统输出在8AT配合下，在6s内完成0～100km/h的冲刺，最高车速达到225km/h。当电池充满电后可以纯电动行驶56km。纯电动行驶时，从静止加速到60km/h用时6.1s。对于大马力豪华轿车来说，发展混合动力系统依然需要大马力变速器的配合，于是步进式自动变速器同样在混合动力车型中扮演着重要角色。
2014年中国的盛瑞公司宣布了在盛瑞8AT的技术基础上将开发横置布局的13AT计划，让人们深深感到步进式自动变速器的“大跃进”时代已经来临。
变速过程 篇3
在机械式自动变速器研究制造中, 起车的离合器控制可以说是一项研究的重点与难点, 其在应用中不仅需要对车辆起车时离合器的平顺性进行提升, 在延长离合器使用寿命的同时降低离合器滑摩, 还需要保证发动机能够以稳定的方式进行运转, 如果离合器过于接合, 不仅会对起步所具有的平稳性进行破坏, 还会因为发动机自身转速较大而使其出现抖动现象。可以说, 离合器滑摩以及起步平稳性这两个指标具有着一定的矛盾现象, 如何对两者进行合理的控制则成为了现今行业人们最为关注的一项问题。
1 机械式自动变速器概述
变速器是汽车传动系中的一个重要装置, 其目的是用来传递和改变由发动机传到驱动轮上的扭矩和转速, 它直接决定着整车性能。纵观汽车的发展史, 变速器和其他任何机械装置一样, 都同过去发生了很大的改变, 结构越来越机电一体化, 控制系统越来越电子化和自动化。
常见的手动换档机械式变速器 (MT) 是由若干组齿轮组成的机械结构有级变速器, 只有通过齿轮或者人工操作结合套的移动才能实现换挡。这种变速器存在很多缺点, 比如由于机械结构等限制, 导致其变速比级数有限, 通常是3-5档, 重型车是3-10档, 所以要想得到与发动机最匹配的档数是很难的。另外该变速器由于是机械换挡, 很容易造成摩擦、冲击等, 导致零部件寿命减少, 再加上人工手动换挡, 由于需要频繁的在各个踏板之间进行转换, 对驾驶员的车技要求是很高的。
自动变速器 (AT) 是指按照车辆的行驶条件而自动改变传动比和转矩的变速器。该变速器是在1939年被首次提出来的, 现在已经逐步的发展成熟, 主要包括以下三种类型:无级变速自动变速器 (CVT) 、液力机械自动变速器 (HMT) 和机械式自动变速器 (AMT) 。
随着60年代末第一台分立元件硬接线电子控制的AT开发, 我们进入了AT控制电子化时代, 尤其是进入80年代后, 在上述基础上又加入了自动变速器, 真正使数字控制和传动技术结合在了一起, 实现了产品的机电一体化。虽然变速器机电一体化的发展时间较短, 但是意义非凡, 它标志着变速器正在逐步满足市场对车辆各方面的要求。
变速器主要由三部分组成, 分别是离合器、机械变速器和电液操纵换挡机构。电子控制单元 (ECU) 是电液操纵换挡机构的核心, 信号拾取传感器是该机构的输入部分, 输入部分包括变速器输入轴传感器、档位传感器、油门开度传感器、发动机转速传感器、车速传感器等。执行机构, 包括发动机节气门执行器、离合器和换档执行器。汽车运行时, ECU会自动的收集和处理车速信号、选档杆位置等信息, 然后在必要的情况下, ECU便发出变速的命令, 实现换挡目的。该变速器具有较高的燃油经济性、易于操作等优势, 其基本结构和工作原理详见图1。
2 反映离合器结合两个性能指标
2.1 冲击度j
车辆冲击度j通过加速度变化率进行表示, 其计算方式为:
在上式中, va代表的值为车速, T0代表的值为变速器输出轴转矩, r代表的值为驱动轮滚动半径, i0代表的值为变速器输出轴到驱动轮所具有的传动比, k1为普通常数, vc代表离合器结合的速度。
2.2 离合器滑摩功Wc, s
Wc, s代表的为滑摩功同离合器摩擦面积A的比值, 其计算方式为:
在上式中, ωc代表的值为发动机角速度, Tc (t) 为离合器传递转矩, tc1代表的值是车辆最初运动的时刻, tc2代表的值为离合器与角速度从ωc达到同步的时刻。Δωe, c (t) 为离合器主角速度与从角速度的差值。
3 起车过程的要求
3.1 平顺性要求
该要求可以说是实现汽车控制的最为基本的要求, 其中, 冲击度j能够对起车平顺性指标进行较为客观的反映。从之前的公式中, 我们可以较为清晰的看到离合器结合速度同冲击度之间具有着近似正比的关系, 通过对离合器结合速度的控制, 则能够帮助我们将冲击度限制控制在一个较为合理的范围之内。
3.2 发动机运转稳定性要求
若油门开度保持不变, 那么发动机所具有的输出功率也是恒定的。在实际的车辆起车过程中, 离合器具有以下两方面的作用:一是实现驱动;二是发动机所具有的负载转矩。若同发动机最大转矩相比, 离合器所传递的转矩比较大时, 那么发动机就会出现转速下降的现象;而如果与之相比, 离合器所传递的转矩比较小时, 那么发动机运转就会出现稳定性差的问题, 比如车身抖动、车辆熄火等, 并以此对起车的平顺性产生较大的影响。
3.3 操纵性能
从地面坡度情况看来, 可以根据实际情况的不同分为平路起车、下坡起车以及坡道起车这几种。在坡道起车过程中, 需要保证的是车辆发动机不会出现被憋死的情况以及不会出现后溜的情况;而在下坡起车时, 则需要发动机所具有的制动力能够满足要求;而在平路起车时, 则不具有特殊要求。
根据司机对于车速进行控制情况的不同, 我们可以将其分为低速、中速以及极低速这几种。其中, 极低速的速度处于0~2km/h间, 主要应用在车辆移库、进度以及跟车等较为特殊的情况下;低速的速度处于2km/h~4km/h之间, 主要应用在车辆爬行情况;中速的速度处于4km/h~6km/h之间, 属于正常起车速度。
根据道路所具有刑事的不同, 则可以分为进库、正常起车、移库、车轮陷住起车以及跨越障碍物等情况。对于起车控制而言, 其除了能够保证车辆在上述情况的行驶要求得到满足之外, 还需要具有较好的起步防滑功能, 即在地面所具有附着系数较小的情况下, 应当能够通过对离合器传递转矩的良好控制避免轮胎出现打滑现象而对车辆运行的稳定性产生影响。
4 起车过程的控制策略
4.1 运转稳定性
为了能顾保证发动机具有着较为平稳的运转特征, 则需要根据发动机实际输出转矩能力对离合器所传递转矩的大小进行确定, 以此使离合器转矩能够同发动机转矩良好的适应。通过该项方式的应用, 则不会由于发动机自身负荷过低而使发动机由于转速过高而出现轰鸣情况。同时, 其也可以避免发动机由于自身负荷过大而使发动机转速降低, 并以此出现发动机较为剧烈抖动、甚至熄火的情况。
发动机带所具有的负荷能力可以通过对发动机转速、输入轴转速以及油门开度这几项因素对其进行估计。离合器转矩方面, 由lc进行表示, 该值也是离合器的结合量值。该值越大, 车辆离合器在运行中所传递的转矩就越大, 发动机所具有的负荷值也就越大。而在油门开度方面, 其则能够对发动机输出功率进行体现, 当油门开度值较大时, 则说明发动机所具有的输出功率也较大。而为了能够对离合器转矩同发动机间所具有的平衡性进行良好的保证, 离合器结合两则需要紧密联系油门开度, 当油门开度值增大时, 该结合量的值也需要加大。但是, 由于发动机进气系统在实际运行中具有着较为明显的滞后性, 其所具有的输出功率同油门开度相比则具有着较大的滞后特点, 并不适合将该值作为我们对结合量进行确定的主要参数, 因为如果其在实际运行中出现反应滞后的情况, 则很可能因此导致发动机出现转速过高甚至是发动机熄火情况, 对此, 我们仅能够将其作为一个辅助量进行计算。
发动机转速方面, 其转速的高低情况将对发动机负荷大小产生影响, 且对于离合器所具有的滑摩功也会产生影响。当发动机转速提升时, 离合器所具有的结合量也会因此提升, 并希望通过同离合器间的结合使发动机转速得到降低。通过该种方式的应用, 不仅能够起到降低离合器滑摩功的作用, 对于减小起步噪声来说也是一种有效的降低。同时, 由发动机转速所确定的离合器结合量也需要进行适当的控制, 避免该值过大而使发动机出现熄火情况。而通过将发动机转速控制在一个较低的范围内, 则能够在对离合器实现分离的情况下避免其出现熄火现象。此外, 由于通过发动机转速控制离合器结合量的双重作用, 所以将发动机转速作为接合量的主要确定量, 给以较高的权重。
输入轴转速方面, 该值并不能够对发动机负荷能力进行直接的反映, 而是一种对车辆状态的体现。如果其具有较高的转速, 则说明输入轴同发动机怠速间所具有的差距较小, 而离合器结合量可以增大而不会使发动机出现转速过低的情况。此外, 其也能够在对车过程进行缩短的情况下将其作为离合器结合量补偿作用。至此, 我们则可以了解到, 车辆离合器总几何量应当为油门开度辅助接合量、发动机转速所确定的主接合量以及输入轴转速所确定的补偿接合量之和。
4.2 离合器接合平顺性
对于离合器来说, 其所具有接合速度的快慢将对车辆起步的冲击性产生影响, 当油门开度较小时, 离合器应当尽可能放慢其接合速度以此实现起步的平稳性;中油门开度时, 则表明司机需要以较快的速度起步, 这就需要离合器接合速度也需要随之提升;当油门开度较大时, 则需要离合器能够以最快的速度接合, 以此对司机急速起步的需求进行满足。在此过程中, 由油门开度所确定的离合器接合速度需要随着油门开度的提升而提升。
图2为车辆起车示意图, 在0~tc1这段时间内, 汽车会一直处于总静止的状态, 此时其输入轴转速值为0。在此过程中, 即使车辆离合器以较大的速度接合, 也不会对车辆造成冲击。而当车辆开始运动后, 输入轴转速则不断增加, 此时, 则需要我们能够对离合器接合速度进行逐渐的降低, 以此在提升其所具有起步平稳性的基础上最大程度降低因车辆起步所带来的冲击。而当输入轴同车辆发动机间具有较大转速差异时, 离合器无论是在磨损方面还是冲击方面都较大, 对此, 则可以根据实际情况对结合速度进行适当的减少。
从上述分析我们则可以了解到, 为了能够使车辆起车具有更好的平稳性, 离合器结合速度应为油门开度所确定的接合速度、输入轴转速所确定的接合速度、转速差所确定的接合速度中的最小值。
5 试验分析
机械式自动变速器起车控制算法的试验与标定都是在特定样车中开展的, 根据经验初始离合器以及主观评价则能够对MAP图数据进行控制, 之后再通过实验的方式对车辆进行标定。对此, 我们以发动起转速对离合器接合量MAPS的控制对控制的标定过程进行一定的说明。我们设起步过程控制周期为50ms, 其MAP图形如图3所示。
在图3中, ne0标定为发动机怠速值, 低于发动机怠速。
离合器结合量为零, 以此避免其在运行中出现熄火现象。ne1代表的值为在100%开度下, 车辆1挡换2挡车速折合到发动机的转速, 并以此避免车辆在刚刚汽车就进行换挡操作。Lb0表离合器半结合点, 作用为提升车辆起步反映速度。Lb1为离合器有效形成结合量, 能够有效避免发动机在运行中出现轰响现象。
6 实证研究
我们运用上述试验方法, 在普通平坦路面上对车辆起车过程进行了实证研究。结果发现:实际起车时, 车辆转速在起车过程中需要保持在怠速以上, 转速波动小于500r/min时, 发动机的状态比较平稳。而且在起车过程输入轴转速变化平滑, 冲击度j小于4m/s3, 起车过程1.5s。总的来讲, 上述起车方法能有效保证起车平顺。
该方法有效解决了前言所述的“离合器滑摩与起步平稳性这两个指标相互矛盾”的问题, 建议将本方法进一步推广应用到实际操作中。
7 结论
从上文的论述中, 我们可以获得如下结论:第一, 车辆起车控制不仅需要能够同AMT起车要求进行满足, 还需要满足其功能性要求;第二, 根据车辆多变量进行离合器控制, 经过实际试验发现该种计算方式对离合器磨损具有着较强的逻辑能力。
参考文献
[1]林树森, 焦卫东, 曹振新, 吴江妙, 张兰春.基于逆系统方法的直驱式AMT换挡控制方法[J].农业机械学报, 2015 (05) :101-103.
[2]赵立军, 张艳芬, 刘清河.纯电动商用车机械式自动变速器综合换挡策略[J].西安交通大学学报, 2015 (06) :99-101.
[3]赵克刚, 姚伟浩, 刘延伟, 叶杰.一种纯电动汽车动力换挡式机械变速器[J].中国机械工程, 2015 (12) :44-45.
[4]陈世江, 吴晓金.基于DCTF理化性能分析的双离合自动变速器可靠性试验研究[J].公路与汽运, 2015 (04) :11-14.
变速器烦恼 篇4
对雪佛兰科鲁兹的1262件投诉中，以制动系统异响（435件）、变速器电脑板故障（389件）、变速器漏油（292件）、变速器无法换挡（146件）等问题为主要故障，其中的三大主要问题都与变速器有关，这似乎成了科鲁兹的通病。来自变速器的电脑板故障，让不少科鲁兹车主伤透了脑筋。
2011年就买了1.6SL自动挡科鲁兹的贾先生一直对爱车保养得不错，今年5月13日，贾先生在下雨天开车时，发现变速器顿挫变得极为严重，随后故障灯亮起，发动机空转无法换挡，转速超过3000转时速也只有40公里，接着车辆失速，靠拖车拉回。贾先生在4S店检测后，故障码显示为P0700，变速器模块损坏，而更换模块加上工时一共需要5700元，车辆已过保的贾先生需自费更换。贾先生在了解到不少人有同样问题后，怀疑变速器模块或变速器内部机械损坏属于厂家设计缺陷，应由厂家免费更换。
和贾先生遇到相同问题的车主有不少，但在科鲁兹车主们就变速器故障问题和4S店以及雪佛兰客服等相关方面沟通后，对方却仍以过保、未在4S店做保养、无法保修等为由拒绝免费更换。
变速器故障成通病遭投诉
记者通过调查发现，除上述变速器电脑板故障外，还有变速器机械故障，造成车辆行驶途中无法换挡、发动机空转、失速等问题发生。
来自陕西汉中的车主李先生2012年8月购买雪佛兰科鲁兹1.6SEMT手动挡汽车，当汽车行驶到37000公里时，正常行驶中突然发生挡位卡死在2挡，无法换挡或退挡。经网上查询后，李先生发现很多同类品牌汽车都出现过类似问题。随后到熟人的汽车修理厂检查，被告知换挡机构总成（一个塑料件）需更换，李先生询问4S店，得到答复是“没有遇到过此情况，需到店里检查（检查费用200元）”。
李先生认为，科鲁兹手动挡挡位卡死这个问题并非个案，应该是个设计缺陷，并非人为操作不当引起的故障。如果确实是设计缺陷，估计更换一段时间后，故障迟早也会重现，问题始终不能得到彻底解决。
认定后可向质检部门投诉
值得一提的是，针对雪佛兰科鲁兹故障中的制动系统问题，今年2月，上海通用汽车有限公司根据《缺陷汽车产品召回管理条例》的要求，向国家质检总局备案了召回计划，决定自2015年2月13日起，召回2014年4月16日至2014年12月12日期间生产的部分2015年款雪佛兰新科鲁兹汽车，共计22508辆。但此次召回并未涉及变速器问题，记者随即致电雪佛兰客服中心和部分4S店方面了解相关情况，得到的回复是“该故障尚处在调查研究当中，暂时无法召回，也无法免费更换变速器”。然而，记者经过调查整理发现，通用曾经两次在北美地区的召回都涉及科鲁兹变速器故障问题，但中国的科鲁兹车主们，目前却尚未接到上海通用因科鲁兹变速器故障而发起的任何一起召回。
在处理质量问题时，相比庞大的车企和经销商集团来说，消费者总是较为弱势的一方，集体反映出现的问题更容易获得媒体和厂家的关注和重视。有关专家表示：出现问题的科鲁兹车主可以向具有相关资质的第三方检测机构，最好是质检部门认定的检测机构提出检测申请，再将问题车的检测报告交给质检部门，集体对4S店或汽车厂商提起投诉。
截至发稿前，家用汽车3.15合作平台车质网的数据显示：雪佛兰科鲁兹用户的满意度评分仅为2.6分，而厂家回复率则低至15.3%。变速器问题频发危及消费者的行车安全，这样的服务态度伤害的不仅是消费者的心，更是让科鲁兹这一经典车型臭名昭著。
变速过程 篇5
因电网故障引起的风电机组脱网会对电力系统带来严重影响,因此电力相关部门对风电机组提出了电网频率控制、无功功率控制、低电压穿越控制等要求。为了满足电力系统对风电机组的低电压穿越性能的要求,目前主要采用短路撬棒保护电路实现低电压穿越运行,但是该保护电路动作后,双馈机组从电网吸收无功励磁功率,不利于电网电压的恢复。目前已有很多文献对于提高低电压穿越性能进行分析。文献[1]阐述了用于提高机组低电压穿越性能的几种方法,包括采用撬棒短路保护电路、快速桨距角控制以及无功补偿等; 以上方法都在一定程度上改善了机组的低电压穿越性能。快速桨矩角控制通过调整PI控制器的参数减少在电压跌落期间从风机吸收的能量,该方法能在一定程度上提高风电机组的低电压穿越能力。另外也有不少文献对于电网电压跌落时双馈机组内部发生的电磁暂态过程进行分析。文献[2,3]表明电机磁路饱和对于电机暂态运行性能影响较为显著; 文献[4]推导了电压跌落时转子电流的解析表达式,分析了电网电压对称跌落情况,但没有分析不对称跌落。大多文献都是基于park方程进行研究的[5,6],但是park方程没有考虑电机的内部结构及磁路的饱和对定转子电流的影响,而电机的电感参数随着磁路饱和程度的变化而变化。
本文在Maxwell软件里搭建双馈感应发电机的二维电磁场模型,采用场路耦合的方法仿真了电网电压跌落时电机的电磁暂态过程,分析了定转子磁链、转子电流的变化规律,揭示了电压跌落时转子侧大电流产生机理。
2 变速恒频双馈发电机运行原理
双馈型异步发电机在结构上类似绕线式异步电机,具有定转子两套绕组。在正常工作时,双馈电机的定子绕组接入工频电网,转子绕组由一个频率、幅值、相位都可以调节的三相变频电源供电。双馈电机定子侧连到频率为f1的电网上,定子电流形成一个转速为n1的旋转磁场。它们之间的关系为: n1= 60f1/ p,其中p为发电机的极对数。同样在转子绕组中通入三相对称交流电时,将在气隙中产生旋转磁场; 由电机学原理可知,为了实现稳定有效的机电能量转换,电机中定、转子旋转磁场必须保持相对静止,也即满足f1= pnr/60 + f2,其中nr为转子旋转速度,f2为转子所加电流频率。当发电机转速变化时,可通过调节转子励磁电流频率保持定子输出电流频率恒定,当发电机亚同步运行时( nr< n1) ,转子电流相序与定子相同,因此有n1= nr+ n2; 当发电机超同步运行时( nr> n1) ,改变转子电流的相序,则其所产生的旋转磁场转速n2的转向与转子相反,因此有n1= nr- n2; 当发电机同步运行时,转子进行直流励磁[7]。
3 双馈感应电机的场路耦合模型
采用有限元计算双馈感应电机的磁场时,为了简化分析[8,9],假定:
( 1) 忽略位移电流,即电磁场是似稳场,电机有效长度内的磁场按二维场来处理,铁磁外缘的散磁忽略不计;
( 2) 定、转子端部效应以常值计入;
( 3) 材料为各向同性,忽略铁磁材料的磁滞效应,定子载流导体和铁心中的集肤效应忽略不计;
( 4) 忽略电导率σ和磁导率μ 的温度效应。
用矢量磁位A描述磁场,在x-0-y坐标平面,瞬变电磁场的边界问题可以表述为:
式中,μ为磁导率; σ为电导率; - σd A/dt为涡流密度; Jz为有源电流密度; l-,l+为交界面的两侧; n为交界面的法向方向。
式( 1) 的偏微分方程采用有限元数值分析法求解,且有电流密度Jz转化成绕组相电流,其离散化方程为:
式中,K为节点系数矩阵; C为电流密度Jz与绕组相电流I之间的转化矩阵; T为形状函数合成矩阵;
定、转子相绕组的电压方程为:
式中,U为电压向量; I为电流向量;R 为相绕组电阻矩阵; L为相绕组端部漏电感矩阵; E为相绕组有效部分的感应电动势向量。
由文献[4]可知:
式中,p为极对数; Lef为电机的轴向有效长度。
将式( 4) 代入式( 3) 可得:
将瞬变电磁场方程式( 2) 和绕组电压方程式( 5) 耦合得[10]:
将式( 6) 采用Crank-Nicolson( 克伦克-尼克尔森) 方法进行时间离散后可计算出矢量磁位和电流量。
4 计算结果及分析
4. 1 电网电压对称跌落仿真
本文以一台Y系列IP44的绕线式异步电机为例,应用有限元方法对不同电压跌落情况下的电磁性能进行分析计算。电机参数如下: 极对数为2,fN= 50Hz,额定转速为1480r / min,额定功率为75k W。定、转子绕组均为双层叠绕组,定子绕组为星形接法,转子绕组为三角形接法。
为进行电机性能分析,首先需要建立电机的有限元分析模型,然后在此模型的基础上,经过赋予材料特性、设定边界条件以及激励源的加载后进行剖分求解。电机处于次同步运行状态,转子转速为1350r / min,在0. 04s时电机磁 力线分布 如图1所示。
电网电压跌落时,电机内部电磁暂态过程仿真分为两种情况: 1忽略电流环动态响应,即认为在电网电压故障所激起的双馈电机电磁过渡过程中双馈电机的转子电流能够始终跟随其指令值; 2转子端电压保持不变。两种情况下均不考虑电机的机械动态过程,即设定电机以1350r/min匀速运行,因此转子电流的转差频率为5Hz。
4. 1. 1 忽略电流环动态响应时的仿真
忽略电流环动态响应,在0. 04s时电压跌落至额定值的30% ,定子电压、定子磁链以及转子感应电动势波形如图2所示。
由图2可知,在0. 04s时,定子电压发生阶跃跌落,定子磁链通过一段时间渐变然后到达稳态值,转子感应电动势在0. 04s时幅值急剧增加,随后以指数形式衰减。若使转子电流保持不变,必须使转子电压跟随转子感应电动势变化。
4. 1. 2 转子电压保持不变时的仿真
在转子电压保持不变情况下,从0. 04s开始电压对称跌落至额定值的15% ,维持了0. 625s后电压恢复,仿真结果如图3所示。图3( a) 为电机在次同步( 转速为1350r/min) 运行状态下的转子电流,图3( b) 为超同步( 转速为1650r/min) 运行状态下转子电流。
由图3可以看到,在次同步运行情况下,转子A相电流在 故障发生 后0. 005s时达到最 大值1500A; 而在超同步运行情况下,转子A相电流在故障发生后0. 001s时即达到最大值3000A。由此可知,在超同步情况下,转子侧的电流值增加得更快,而且数值更大,这给转子侧的变流器带来更为严峻的挑战。
4. 2 电网电压不对称跌落
在转子电压保持不变的情况下,定子A相电压不变,B、C相电压在0. 04s时跌落至 额定值的56% ,维持了0. 5s后电压恢复正常。图4是双馈机组定子电压、定子电流的动态波形,图5是转子电流的动态波形及其频谱。
从图4可以看到,在0. 044s时,定子电流C相达到负的最大值 - 500A,B相电流达到正的最大值780A,而A相电流几乎不变。然后三相电流幅值以指数衰减在0. 18s后达到新的稳态值。
由图5可知,转子电流的变化与定子电流不同,转子电流在0. 04s时都发生了急剧变化,而且波形发生严重畸变。从转子电流频谱分析图可以看到,转子电流除含有5Hz的主要分量外,还含有45Hz和95Hz的分量。
4. 3 电机端 部漏抗值对电压跌落时暂态过程的影响
由上述仿真可以看到,转子产生过电压、过电流的主要原因是在定子电压跌落时,定子暂态磁链出现直流分量。因此,本文仿真了定子绕组端部漏感变化前后的定子磁链,图6和图7分别为定子回路串电感前后的定子C相磁链频谱图。
由图6和图7可以看到,在定子回路没有串联电感时定子磁链中的直流分量为0. 12,定子回路串联电感后,磁链中的直流分量大幅减少,仅为0. 04。同时串联电感后磁链中的工频分量有一定值的增加,所占份额为0. 9,比没有串联电 感时增大 了0. 22。
在基于暂态磁链补偿控制的LVRT控制策略中,其主要思想就是“灭磁”控制,针对电网电压对称、不对称跌落故障下双馈感应电机内部定子暂态磁链的特点,适当控制转子励磁电压,使之产生出与定子磁链暂态直流和负序分量反相位的转子电流空间矢量以及相应的漏磁场分量,通过所建立的转子漏磁场来抵消定子磁链中的暂态直流和负序分量。但是其控制效果受到变流器容量的限制,补偿力度直接由定子、转子漏感决定。从提升机组低电压穿越能力出发,在电机设计时可适当加大定子、转子漏磁。在保证电机稳定运行的前提下,增大端部漏感可以通过增加并绕匝数、适当放大线圈、选择深度较大的槽型实现。
5 结论
( 1) 在电压发生对称跌落时,转子侧出现了转速频率分量。要抑制转子侧电流脉振,除在转子电压中加转差频率分量,还须有转速频率分量。电机超同步运行与欠同步运行相比较,转子电流在电压跌落瞬间幅值增加更大,因此对转子逆变电路提出了更为严峻的挑战。在电网电压不对称跌落情况下,定转子电流出现很大的浪涌电流,而且畸变严重,对于转子电流可以根据其频率分量特征分别加以抑制。
( 2) 在电压跌落期间,转子电流波形畸变很小。为了提升低电压跌落能力,针对这一特点,在电压跌落期间可以把重点放在电压的回升及大电流的抑制,在电压恢复后主要对谐波进行抑制,抑制的谐波频率此时以转速频率与工频加转速对应频率为主,尤其要注重后者。
( 3) 定子端部漏磁的变化对于暂态过程中定子磁链分量影响很大,定子漏磁的增加,可以大幅削减磁链中的直流分量。
摘要：为了详细分析电压跌落时电机内部的电磁性能,根据变分法和电磁场理论建立了变速恒频感应发电机的数学模型,电机的端部效应以常值计入,仿真了电网电压不同跌落情况及运行状态发生变化后电机的暂态过程,分析了暂态过程中电机内部各电、磁量的变化规律。仿真结果表明定子端部漏感的大小对于定子暂态磁链影响很大,研究结果为制定提高低电压穿越能力的控制策略提供了理论依据。
传统变速器的无级变速及本安方案 篇6
1. 交通事故隐患的根源与解决方案
机动车制动踏板与加速踏板都由司机右脚来操作, 用一只脚来操作两个可能造成重大错误的、而外形及位置极其相似的矛盾踏板, 这本身是造成事故的关键前提, 重大隐患。我们业已成熟的设计思想与规范标准是对两个矛盾的事件给以相互矛盾、对立的提示或标志、对多个相互对立的事件给以区别明显的对立的提示或标志, 以示区别以避免发生误操作, 如交通指示灯的停与行, 用区别最明显的红灯与绿灯区别, 电力线的A、B、C三相电缆用黄、绿、红颜色来区别, 敌对的两军的标志也尽量做得不同, 以防误伤, 而想让对方发生误伤或执行特工等特殊任务以达“珠混鱼目”之目的时才采用与对方一样的标志与形象用以混淆视听, 当我们想做任何提示、标志或告示时都要把标的物做得尽量与环境不同而与之区别开, 以示警醒, 以免遗漏、发生事故。如果将电缆三相用饱和度很接近的颜色区分、停与行指示灯用颜色很接近的信号灯指示, 显然, 其人身、财产交通事故将不计其数。
而我们的制动踏板与加速踏板正是犯的这种低级错误。制动与加速这两个逻辑、动作相反的踏板紧邻, 且都由右脚操作, 在紧急情况, 尤其对于新手, 常常“慌不择路”, 非常容易误操作, 造成矛盾对立的动作, 从而引发交通事故, 造成生命、财产的损失, 害人害己。且这样的踏板负荷分配不均, 尤其自动挡, 左脚处于闲置状态, 从生物工程学分析, 不利于人体健康, 而右脚负荷过重, 尤其关键关头, 由油门踏板变更为制动踏板的反应灵敏度远远迟滞于左脚操作制动踏板, 而大脑指令对制动的操作由多任务的右脚执行的错误率远远高于由专职任务的左脚执行的。
而这个制动任务也不能由手来完成, 手的解放使人类的诞生成为可能, 从此告别了茹毛饮血, 风餐露宿的洪荒远古, 从此地球生物开创了暂新的文明时代并将继往开来, 重新将手束缚于没有意义的工作是错误的指导思想, 没有生产资料的相对过剩与部落稳定就没有文明, 同样没有阶级分化、专业分工也不会有文明。
目前踏板的布置完全是历史原因及传统习惯势力的沿袭, Kart Friendrich Benz的制动与油门不能同时踩踏的逻辑思想, 从机动车安全运行出发, 植根工业革命时代, 传承至今。我们还应以人为本, 并非都由右脚操作具有不可比拟的优势, 而由于踏板的误操作和迟滞操作造成的交通事故自动挡甚至更多。
由此解决方案水到渠成, 制动与离合踏板布置在司机左侧 (或者二合一) , 油门踏板在司机右侧, 尤其对于自动挡机动车, 左脚制动、右脚油门, 分工明确, 动作清晰, 易学易操作, 根绝误动作即事故隐患, 同时提高发动机、制动片性能、寿命, 节油环保不冒黑烟、永不熄火。具体实施方案可参见发明专利《丽莎系统机动车制动装置201110094877.8》。
2. 齿轮变速器的卓越动力性能与遗憾
传统的手动挡机动车, 齿轮变速, 动力性好, 无动能流失, 是其它变速装置无以匹敌的, 但因为是有级变速, 换挡时速度阶跃变化, 有顿挫感, 不适合高级轿车, 即具优良的动力传输性能, 又具有无级变速特性的变速装置, 一百多年来一直是世界众多汽车厂商追求的梦想, 也因此开发出了众多的变速装置:机械式自动变速器AMT, 液力耦合变速器AT、双离合变速器DCT/DSG、皮带式及金属链条式无级变速器CVT等, 但或多或少存在着不尽人意的缺陷, 不是变速不够平顺, 就是动力显得不足, 也正是这样的缺陷、矛盾与追求才是事物发展的真正动力, 促使汽车变速装置不断地向前发展, 在遭遇诸多困境后, 人们又掉过头来顾望机械式齿轮变速装置, 迷惑于它的优良动力特性, 竞相开发齿轮式无级变速装置。上世纪60年代首先出现了ASG变速器, 接着相继出现有电动式、液力式、气动式, 根据机动车所具有的资源优势, 选择动力方案, 但不足之处仍然是换挡不平顺问题, 鉴于此, 齿轮式变速装置即使自动化了, 也被列入低挡行列, 久久沉冤于地下, 不登大雅之堂。
齿轮变速器速度的阶跃变化主要来自于以下几个方面, 换挡时车速与新挡位等效车速之差带来的车速的突然变化, 换挡后自动控制节气门的供油量与踏板控制节气门的行程开度对应的供油量之间的差异带来的发动机供油量的突然变化, 崎岖坎坷路况带来的踏板难以控制、失控带来的发动机供油量的变化。制动、事故等带来的顿挫感不在本文论述、讨论范围。
基于上述原因分析, 本文提出了针对性的解决方案、控制程序, 先进的人机对话HMI任意设置界面, 以及为了保留轿车手动拨干的真实感、可操控感与动力感而设计的手自一体式变速杆。
二、齿轮箱无级变速等解决方案
因为上述前后两个速度阶跃扰动量比较容易理解, 计算机程序也比较容易实现, 本文重点介绍中间一个扰动量以及部分主控逻辑程序, 其它2、3挡及任意挡起车等功能详细分析及计算机程序请参见发明专利《手自一体机械式变速装置201210014010.1》。
1. 部分主控逻辑
图1为PLC内部逻辑, 实现制动踏板与油门踏板对机动车的起、停及低速运行的操作。
当有啮合命令Q0.3时, 使POS0_RUN有效, 在上升沿脉冲P起动下, 存有motion profiles的POS0_RUN读取VB228中的包络表, 该表可以包含两步运动曲线:离合片接触前以最快速度运动, 开始接触后以一个合适的速度运动直至完全啮合, 此速度主要保证动力的传输及离合片的寿命。
在符合条件时Q0.3命令通过Aclth实数寄存器输出实数控制离合伺服电机运动到位, 啮合到位信号END2结束POS0_RUN对电机的控制, 伺服电机应具有具有断信号、断电保位功能。
本段Aclth寄存器与下述两个Aclth公用一个寄存器, 通过D/A转换模块输出4～20mA、1～5VDC、pulse等标准工程量控制离合伺服电机。
本段主要用于非起车阶段及车速大于X0.1的换挡动作。
本段用于起车及低速时的离合器啮合速度曲线的控制。VB388存储的包络表主要包括啮合速度较快而时间较短的第一段、速度较慢而时间较长的第二段, 以及速度较快而时间较短的第三段, 总的啮合时间约2～8s, 根据车辆起动时及低速 (
较长时间的半联动产生液力耦合效应, 使起车平稳, 不易熄火。
通过变量QXBLD用户可选择半联动或全联动起车。
通过变量DSRD用户可选择低速蠕动或低速全联动。
2.3回路PID控制方案及计算机程序
在自动、手动模式调节, loop2用于克服踏板给油与loop1-PID调节输出给油切换衔接时的偏差, 从而克服人为的顿挫感, 即在换挡完并不马上将油门切换为“脚动”, 而是用PID调节节气门使供油量跟踪并平稳尽快地与油门踏板行程对应的供油量相同, 在达到误差限值后将节气门控制权交由手动, 注意此PID参数设置应该取消微分调节, 比例带设定1, 积分时间适中, 尽量使节气门开度按单值斜率曲线尽快接近油门踏板行程对应的节气门开度, 避免供油震荡, 以使换挡平顺, 这个调节时间主要取决于司机对油门的操控程度, 如果换挡后油门踏板抖动比较激烈, 这个时间就会比较长, 但这个没关系, 因为已经换挡完毕, 不存在动力不足问题, 这个环路PID的存在相当于滤波器 (稳压器) , 平滑、优化了踏板供油的阶跃、抖动等的扰动, 不存在换挡延时与动力流失的概念。
图2为换挡后油门PID控制回路, 该回路设定值为油门踏板行程电阻值Rfuel对应的供油量Ls, 过程量PV为实际供油量Lp, 通过测量得到, 在loop1调节完毕马上介入, 其输出M2用于调节节气门。
当然变速比的变化同样的油门车速将发生变化, 发动机转速与供油量单值递增关系, 某些段落的特性曲线接近线性, 所以在向高挡位换挡时应当收点油, 在向低挡位换挡时应该加点油, 低挡位多点、高挡位少点 (变速比落差大小不同) , 无论自动手动换挡, 都不应该怠速, 与没换挡时的加减速一样操作油门即可, 性能可直逼AT、CVT, 换挡将相当平顺, 实际无论自动手动模式, 换挡时油门是由PID控制的, 保持加油姿势并非真加油, 只是感觉并保持供油量以减少顿挫感。实际即使纯手动挡MT按此操作油门, 如果把握得好, 同样可以克服换挡顿挫感。
3. 人机对话HMI设计理念
本装置设有用户维护 (参数设置) 人机接口HMI子程序, 在驾驶室设置触摸屏, 或与导航仪等设备共用, 在任何时候可输入密码对以下参数进行设置:密码修改, 起车半联动与全联动选择, 低速制动强制分断离合车速设值, 低速蠕动功能选择, 起车选挡及起车后挡位强制在4、5挡使能及其强制锁定时间设定, 换挡车速及其确认时间设置, 换挡车速同步PID使能, 啮合跟踪PID使能, 供油稳压滤波PID使能, 自动跳挡选择及其加速度阈值以及供油加速度阈值设定, 跳高挡或跳低挡后挡位锁定时间设置, 停车挂空挡时间设置, 手动开关起车选择, 恢复出厂值;即时生效即时运行, 重新启动微机将读取上次设置参量。
4. 手自一体的手动变速杆
图3为本装置的莲花换挡手柄, 端部3-4个莲花瓣式微动电气离合开关形成半封闭壳体覆盖手柄上端, 调节微动开关的动作力度, 使之适手、不误动、不惰动;此开关用于换挡和模式切换, 在计算机程序中使用其逻辑“或”信号, 具有脉冲保持功能, 直到分断或啮合到位为止, 并可相互闭锁, 在无低速强制分断离合信号时手动模式下按下开关离合分断, 松开离合啮合, 在换挡过程中离合器将无法啮合, 自动状态下可换挡但不能操纵离合;
该变速杆形态、功能及其手动状态下的操作与手动挡一样, 在自动状态失去换挡功能, 手柄以硬质弹簧与变速叉连接, 以防快速换挡时伤人, 此功能由电磁铁、卡铁等构成, 并由计算机完成操控。
三、重大意义
变速过程 篇7
一、变速器油温过高的危害
1. 加快油液的氧化速度, 油液中会产生大量积炭, 并可能造成各种卡滞。
(1) 换挡阀发生卡滞。1~2挡换挡阀轻微卡滞会造成1挡升2挡时有换挡冲击;2~3挡换挡阀轻微卡滞会造成2挡升3挡时有换挡冲击;3~4挡换挡阀轻微卡滞会造成3挡升4挡时有换挡冲击。
如换挡阀发生严重卡滞, 会造成缺挡。变速器内装有高速挡/倒挡离合器时, 若上3挡换挡阀卡滞在不工作的一侧, 变速器不仅没有3挡, 而且变矩器不会进入锁止工况, 变速器也没有倒挡。
(2) 锁止继动阀卡滞在工作一侧, 就会出现启动正常, 一挂挡就灭车的故障。
氧化造成的积炭和油泥还会造成蓄压器卡滞, 节气门阀、强制降挡阀、主调压阀、滑行制动调节阀等卡滞, 还有可能堵塞自动变速器油滤清器, 造成一系列故障。
2. 电脑启动失效保护程序
装有自动变速器油温度传感器的车型, 当变速器油底壳处油温上升到135℃以上时, 电脑会启动失效保护程序, 变矩器不许进入锁止工况, 变速器不能升入4挡。
当变速器出现工作温度过高时, 一定要及时修理, 以避免引发上述故障。
二、离合器、制动器打滑造成变速器过热
1. 离合器和制动器打滑
(1) 自动变速器油液液面过低。变速器在所有的挡位上油液的液面都必须高于控制阀体, 否则空气会从滑阀处侵人液压控制系统。此时用举升器举起汽车, 启动发动机, 运转时用手摸油底壳可以明显感觉到高频振动。这是因油泵内侵人空气, 窜入出油处导致油液脉动引发的。在变速器前部可听到“吱吱”或“呵呵”声, 急加速时能听到尖叫声。变速杆位移时, 有海棉状感 (就像液压制动系统内有空气时踩制动踏板时的感觉) 。挂挡时时间滞后, 挂上挡后至少需3~4s汽车才能起步。变速器时而能升挡, 时而不能升挡, 车速很低 (油液液面越低, 侵人空气越多, 车速越低) , 所有的离合器和制动器都打滑, 并可听到由于润滑不良造成的干摩擦声。
(2) 变速器内油液液面过高。变速器在P位时所有的离合器、制动器都处于释放状态, 此时自动变速器油液液面最高。自动变速器采用单一的压力润滑方式, 在P位时, 其液面高度必须低于行星齿轮机构以及和它们一起旋转的离合器。
自动变速器油液液面过高, 在行星齿轮机构和离合器的搅动下, 空气与自动变速器油混合, 自动变速器油出现泡沫状, 会造成以下危害:
主油压不稳定, 时而主油压过高, 换挡时有换挡冲击;时而主油压过低, 所有的离合器、制动器都打滑, 车速上不去。自动变速器油液面过高时, 最高车速通常只
有80~90km/h。
自动变速器油液液面过高, 变速器还会向外窜油, 汽车行驶中, 车裙处向外返黑烟 (窜出油滴到排气管上) 。
自动变速器油的泡沫化会破坏润滑效果, 使正常情况根本不可能产生的磨损现象发生。
正常的液面高度是:在热车 (变速器油温在35~45℃之间) 、怠速情况下, 汽车停在平地上, 所有挡位都走一遍, 擦干净油尺, 在P位测量, 有油尺的一般在最上边的两格之间, 没有油尺的液面应和加油孔平齐, 或往下10mm内。
(3) 其它因素造成的自动变速器油中有空气。除了自动变速器油过多和过少或空气侵人外, 诸如自动变速器浊滤清器堵塞等因素也会造成自动变速器油中侵人空气。自动变速器油滤清器堵塞后, 随着发动机转速的提高, 油泵因供油不足而产生真空, 使油泵内真空度加大, 油泵外为正压, 油泵内为负压, 此时状态再好的密封圈也无法阻挡空气的侵入。在大负荷、换挡和满载时油泵内会侵人较多的空气, 这时变速器前部有时会有轰鸣声, 用手摸油底壳可以感觉到高频振动, 最高车速通常只有80~90km/h。
2. 主油压过低会造成离合器和制动器打滑
除液压系统中有空气造成主油压过低外, 油泵发生早期磨损, 主调压阀失调或卡滞在泄油一侧, 节气门拉索过松, 节气门位置传感器输出电压过低, 主油压电磁阀密封不良, 离合器或制动器的工作系统发生泄漏, 蓄压器发生泄漏等因素均可能造成主油压过低。
3. 单向离合器打滑