新型復合式自動變速器換擋規律研究

摘 要：新型復合式自動變速器，是在原有齒輪式變速器的基礎上加裝無級變速系統，對供油調節裝置、離合器、變速箱的控制采用了電機驅動或液壓驅動的執行機構，實現起步、選擋、換擋的自動化控制，使汽車成為自動在無極和有級變速器變速的汽車。根據汽車變速器的結構與工作特點的分析，結合發動機特性與汽車的使用在高擋行駛過程中采用基于油門和車速兩參數的換擋規律；進而利用Matlab和SimulationX 工具建立起汽車的整車動力學模型，并對提出的兩參數換擋規律進行仿真，其結果和跳擋換擋規律仿真結果進行分析比較，驗證了所提出方案的有效性和可行性。

關鍵詞：復合式自動變速器；動力學模型；換擋規律

無級變速器可以通過改變主、被動帶輪的直徑從而在一定的數值范圍內連續改變傳動比，具有結構緊湊、工作可靠、噪音低等優點。但由于摩擦面的摩擦系數和零件承受單位壓力的限制，加之工藝和控制上的問題，導致傳遞功率小，傳遞效率低，特別是高速大負荷行駛時功率損失較大。為解決這一問題。

本文設計出一種新型復合式自動變速器，結合無級變速器和有級變速器的優點，提高車輛行駛時的整體性能。該變速器工作原理如下：當汽車低速行駛時，無級變速離合器分離，無級變速器不工作，有級變速離合器結合，有級變速器工作，提高車輛低速行駛時的動力性；當汽車高速行駛時，有級變速離合器分離，有級變速器不工作，無級變速離合器結合，無級變速器工作，提高車輛高速行駛時的經濟性。

1 最佳換擋規律的建模與仿真

“發動機是汽車的動力源泉，其動力是以轉矩及轉速形式輸出的，建立發動機仿真模型就是要根據汽車的運行狀況計算發動機所輸出轉矩或轉速值”[2]。發動機模型是整個汽車系統模型的基礎。“由于發動機的工作過程受轉速、負荷、燃油供給、點火時刻等諸多因素的影響，所以要建立精確的發動機模型是非常困難的。因此，在滿足仿真要求的條件下，建立了發動機的部分特性轉矩模型”[3]。

kktqetqnananaaTnT++++==L2210），（α擬合階數：k =4，ai —擬合系數，i=0，1，2…9；Ttq—穩態轉矩；ne—發動機轉速；α—油門開度。

在仿真軟件simulationX中可得到發動機轉矩隨時間變化的曲線，通過發動機的部分特性轉矩模型，再進一步仿真，可擬合出基于車速和油門開度兩參數最佳動力性換擋規律的matlab仿真曲線。

2 仿真結果與分析

在50s的仿真時間里，車速v的變化曲線如下圖所示

從圖2.6可以看出隨著時間的增加，車速也在增加，換擋點處的車速變化平緩，沖擊力小，有利于提高舒適性，從而可以驗證動力性換擋規律的合理性。

參考文獻

[1]雷雨龍等.機械式自動變速器換擋綜合智能控制[J].汽車工程，2001.5

[2]楊亞聯，秦大同.金屬帶式無級變速器電液控制系統設計與實驗研究.汽車技術，2002，（11）： 15～18

[3]盧新田等.AMT 控制系統結構及國外主要 AMT 新產品介紹.汽車技術，2004.5

[4]劉文營.重型商用車電控機械式自動變速器換擋規律的研究.[D].吉林大學，2009.4

作者簡介

李振（1988-），男，碩士研究生，研究方向：液罐車轉向側向穩定性。