拖拉機(jī)電控機(jī)械式自動變速系統(tǒng)設(shè)計

邵楠鑫

(齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

1 電控機(jī)械式自動變速器的工作原理及組成

電控機(jī)械式自動變速器是由TCU通過相應(yīng)的傳感器設(shè)置，可以對換擋信息、加速踏板信息以及制動信息等進(jìn)行相應(yīng)地獲取和收集，從而反映出駕駛員的具體駕駛意圖，同時還可以通過發(fā)動機(jī)變速器和離合器等將采集到的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，進(jìn)而保證能夠明確車輛的具體運(yùn)行狀態(tài)，同時還可以結(jié)合油門操作系統(tǒng)、離合器執(zhí)行系統(tǒng)以及變速器的執(zhí)行系統(tǒng)等進(jìn)行信號的反饋，再將所有的信號傳輸?shù)絋CU中進(jìn)行儲存。在拖拉機(jī)起步和換擋的過程中，TCU可以實現(xiàn)相應(yīng)的控制，并且對每一個不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理地控制，從而保證車輛在起步和換擋時能夠?qū)崿F(xiàn)各種不同的操作。在拖拉機(jī)中安裝電控機(jī)械式自動變速器，可以實現(xiàn)拖拉機(jī)運(yùn)行狀況以及路面狀況和駕駛員意圖的自動化選擇，同時還可以保證發(fā)動機(jī)變速器及離合器等不同的設(shè)備能夠完成自動換擋操作。

拖拉機(jī)中的電控機(jī)械式自動變速系統(tǒng)的主要組成是TCU用來反映駕駛員的具體意圖，并且把所有的信號進(jìn)行傳輸和處理。其次是可以對運(yùn)行狀況進(jìn)行分析。同時還包含了油門開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車速以及滑轉(zhuǎn)率等。根據(jù)對離線數(shù)據(jù)的儲存控制規(guī)律，可以在TCU中做出相應(yīng)的處理，然后通過不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)對拖拉機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行相應(yīng)地控制和意圖的執(zhí)行。拖拉機(jī)電控機(jī)械式自動變速系統(tǒng)主要包含4個不同的組成部分，第1個部分為電控單元，其中包含l/O接口CPU和ROM等，第2個部分為控制對象，其主要的控制對象是拖拉機(jī)中的變速器、離合器及發(fā)動機(jī)。然后是需要有傳感器裝置。主要是將車速發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以及軸轉(zhuǎn)速等不同的數(shù)據(jù)通過傳感器傳輸?shù)诫娍貑卧羞M(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和處理。其中主要包含了位移傳感器和測速傳感器，位移傳感器需要對油門開度檔位以及制動和加速踏板等進(jìn)行信息傳輸。最后是需要有執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在拖拉機(jī)運(yùn)行過程中，需要有將信息處理完成后進(jìn)行執(zhí)行的相關(guān)裝置，例如油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，通過不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以轉(zhuǎn)換拖拉機(jī)的運(yùn)行情況。

2 電控機(jī)械式自動變速系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

在汽車行業(yè)中，電控機(jī)械式自動變速系統(tǒng)的研究得到了廣泛地關(guān)注。1989年此系統(tǒng)成功應(yīng)用在了輕型卡車上，1992年轎車車型中也使用了自動變速系統(tǒng)。截止到目前，在各類不同的車型中，都廣泛使用了電控機(jī)械式自動變速系統(tǒng)。其關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾種，首先是在拖拉機(jī)中應(yīng)用電控機(jī)械式自動變速系統(tǒng)，是因為其參數(shù)相對較多，而且控制的難度過大，所以在起步和換擋的操作過程中自動化控制的能力還相對較弱。為了保證整體的使用性能能夠得到有效地提升，必須要從以下幾個關(guān)鍵技術(shù)中提高電控機(jī)械式自動變速系統(tǒng)的應(yīng)用效果。首先，要對傳動系數(shù)和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和匹配。目前，車輛的動力性能以及燃油的經(jīng)濟(jì)性能是當(dāng)前考驗車輛性能的主要指標(biāo)，所以保證動力裝置的相關(guān)性能優(yōu)良是提高拖拉機(jī)使用效率的重要措施。在進(jìn)行動力裝置和傳動裝置選擇的過程中，必須要根據(jù)車輛的具體使用情況進(jìn)行合理地選擇，如果選擇的裝置為頂配裝置，使用到拖拉機(jī)中，有可能無法獲得性能優(yōu)良的運(yùn)動狀況，所以，必須要保證兩者之間能夠進(jìn)行合理和高效地匹配。當(dāng)前在針對拖拉機(jī)進(jìn)行設(shè)計時，其傳動系統(tǒng)必須要匹配可以使用的變速器，并且根據(jù)其傳動比進(jìn)行合理地設(shè)計。當(dāng)前任何車輛的優(yōu)化和設(shè)計主要以經(jīng)濟(jì)性和動力性作為主要目標(biāo)，所以在拖拉機(jī)作業(yè)的過程中必須要針對其傳動系數(shù)和參數(shù)進(jìn)行合理地匹配和選擇。

其次，對離合器進(jìn)行相應(yīng)地控制。目前，很多電控機(jī)械式自動變速系統(tǒng)應(yīng)用在車輛中取消了離合器踏板，改由TCU電控單元進(jìn)行離合器控制。電控機(jī)械式自動變速器在離合器接合過程中的主要規(guī)律是能夠通過相應(yīng)的參數(shù)控制提高拖拉機(jī)在起步換擋以及傳動部件使用過程中的使用壽命和舒適性，進(jìn)而保證駕駛員能夠提高駕駛的穩(wěn)定性和安全性。但是因為拖拉機(jī)在實際工作過程中工況相對較為復(fù)雜，所以針對不同的道路和載荷情況需要結(jié)合規(guī)律設(shè)計不同的離合器。

再次，需要對換擋規(guī)律進(jìn)行參數(shù)的設(shè)計。換擋規(guī)律是指車輛在運(yùn)行和作業(yè)過程中，變速器的檔位能夠通過控制參數(shù)的變化進(jìn)行合理地變化，目前要保證換擋規(guī)律能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的動力性能和經(jīng)濟(jì)性能，如果換擋規(guī)律無法得到合理控制，不僅會影響駕駛的安全性，還會影響車輛的運(yùn)行性能和經(jīng)濟(jì)性能。所以，對換擋規(guī)律進(jìn)行合理地控制是目前提高車輛綜合性能的關(guān)鍵性技術(shù)，其中需要考慮的因素相對較多，例如車速、油門開度、駕駛員以及道路環(huán)境等必須要保證符合各項路況及作業(yè)的環(huán)境要求，同時對于一些路況相對較為復(fù)雜而且不穩(wěn)定的狀況必須要避免出現(xiàn)相鄰檔位跳檔的問題。

最后，需要對發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行合理地控制。當(dāng)車輛處于靜止時，變速器的轉(zhuǎn)速為0，這時離合器和沖動盤的轉(zhuǎn)速差別較大。所以，長時間使用可能會出現(xiàn)磨損的問題，因此為了保證能夠提高起步性能，必須要對發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行合理地控制，保證能夠和離合器進(jìn)行配合，避免出現(xiàn)離合器主從動盤的轉(zhuǎn)速差過大的問題，進(jìn)而防止拖拉機(jī)的離合器出現(xiàn)磨損。

3 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段在針對拖拉機(jī)電控機(jī)械式自動變速系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的過程中，必須要明確其關(guān)鍵技術(shù)，并且采取合理的控制措施。