DABS10—5型變速器自動換擋裝置總體設(shè)想

孟威(黑龍江省道路運(yùn)輸培訓(xùn)中心)

DABS10—5型變速器自動換擋裝置總體設(shè)想

孟威
(黑龍江省道路運(yùn)輸培訓(xùn)中心)

摘要:作者多年來從事汽車?yán)碚撗芯考靶滦推嚳偝刹考难芯?，通過對DABS10—5型手動變速器換擋理論的深入研究，提出了改進(jìn)其換擋操縱的方案設(shè)想，即使其手動換擋模式改變成按照汽車各種工況下自動變換擋位的操縱模式，同時完成了控制電機(jī)的選型工作。該方案包括電控氣動式、電控液動式、電磁鐵和電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動、電控電動式等。

關(guān)鍵詞:變速器;自動換擋;裝置;總體設(shè)想

中圖分類號:U467

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:C

文章編號:1008－3383(2015)04－0174－01

1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

DABS10—5型變速器自動換擋裝置是在DABS10—5型變速器變速箱(手動檔)原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，主要改變手動換擋操縱部分。即在總體傳動結(jié)構(gòu)不變的情況下通過加裝微機(jī)控制的自動操縱系統(tǒng)來實現(xiàn)換擋的自動化。因此DABS10—5型變速器自動換擋裝置實際上是由一個電腦來控制一個機(jī)器人系統(tǒng)來完成操作離合器和選檔的兩個動作。DABS10—5型變速器自動換擋裝置的核心技術(shù)是微機(jī)控制，此系統(tǒng)的設(shè)計是通過電腦控制換擋輔助系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動機(jī)械變速箱需要人工操作離合器和換擋的動作。

該裝置其中主要包括傳感部分、電控部分和執(zhí)行部分。傳感部分包括各種傳感器以及從發(fā)動機(jī)控制單元傳送來的各種信號，控制部分主要是自動變速控制單元，執(zhí)行部分主要指控制自動離合和換擋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

2　自動換擋裝置執(zhí)行部分設(shè)計方案

(1)電控氣動式

氣動系統(tǒng)是根據(jù)ECU的指令控制單元閥，使換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動地完成離合器接合與分離和變速器檔位選擇等動作的。當(dāng)汽車上安裝儲氣罐時，動力可以直接由儲氣罐提供。

由于氣體的體積可壓縮性，換擋速度變慢，對于有氣源的車輛因無需再為AMT增加能源、調(diào)壓與蓄能器等設(shè)備，仍有可用之處;但是在轎車上，因為對換擋品質(zhì)要求較高，應(yīng)用比較少，所以本裝置不采用電控氣動式方案。

(2)電磁鐵和電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動

該方案采用一種由電磁鐵和電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動的選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)自動換擋控制，具體結(jié)構(gòu)由選檔機(jī)構(gòu)、換擋機(jī)構(gòu)和檔位檢測機(jī)構(gòu)組成。選檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括換擋軸、下鐵芯、下線圈、電磁鐵下殼體、銜鐵、電磁鐵上殼體、上線圈、上鐵芯。下鐵芯與換擋軸連接，并可相對轉(zhuǎn)動。通過穿過銜鐵中心孔的連接螺桿將下鐵芯連為一體。電磁鐵上殼體和下殼體內(nèi)安裝由線圈，通過銜鐵上的螺紋將電磁鐵下殼體和上殼體連為一整體。鐵芯在線圈中心孔內(nèi)可上下運(yùn)動，帶動換擋軸上下運(yùn)動完成選檔動作。

該方案由于電磁鐵動作速度快，可大大減少選檔過程時間，并且電磁鐵工作時無磨損，可靠性高。具有結(jié)構(gòu)簡單、布置方便、選檔時間短的特點(diǎn)。但是由于電磁鐵只有兩個極端位置，中間位置由斷電后彈簧回位來確定，這樣就使得選檔過程的不可靠性，故不采取該方案。

(3)電控電動式

隨著汽車電子產(chǎn)品性能的不斷提升，完全實現(xiàn)了在變速控制系統(tǒng)中采用電力拖動。油門、離合器以及選換擋裝置的動作采取電動機(jī)帶動來完成。用三個直流電機(jī)實現(xiàn)選、換擋和離合器的操縱，電機(jī)根據(jù)ECU的指令控制執(zhí)行器。

電控電動式自動換擋裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由直流電機(jī)驅(qū)動，其缺點(diǎn)是電機(jī)的動作沒有液壓控制系統(tǒng)來的精確，換擋操作比較遲緩，但因其性價比最高，而且缺點(diǎn)可以完善，故本裝置采用電控電動式。

3　電機(jī)選型

電動機(jī)的種類繁多，形式各異，然而并不一定分別具有相互獨(dú)立的特性，這樣一來，最佳電動機(jī)的選擇必須根據(jù)實際工程來確定電動機(jī)的用途以及電動機(jī)所需的特性。

首先是考慮用何種電動機(jī)。由于汽車上的電源基本上都是12V的直流電，所以電機(jī)應(yīng)該采用12V的直流電機(jī)為宜。

其次是對機(jī)械負(fù)載的主要運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行估算。包括容負(fù)載的慣量及機(jī)械負(fù)載的結(jié)構(gòu)等。為了使負(fù)載和傳動機(jī)構(gòu)能夠正常運(yùn)行，需要對段選用的電動機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩作必要的計算，才能確定該電動機(jī)是否符合要求。

本設(shè)計為換擋和離合控制機(jī)構(gòu)的簡化，選擇電機(jī)為電動推桿。

電動推桿工作原理是電動機(jī)通過一對齒輪減速后帶動一對絲杠螺母把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動，利用電動機(jī)正反轉(zhuǎn)完成推拉動作。推力和拉力相等。

根據(jù)市場上供應(yīng)的電動推桿，LAM4電動推桿比較符合要求，下面是LAM4電動推桿不同型號電動推桿的相關(guān)參數(shù)。

參考文獻(xiàn):

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收稿日期:2014－12－08