電控機械式自動變速器在拖拉機上的應(yīng)用

王文明 雒安 孫利明

摘 要：在當(dāng)前技術(shù)不斷發(fā)展的背景之下，各行各業(yè)在技術(shù)滲透和應(yīng)用下都得到了很大的發(fā)展與進步。變速箱是拖拉機中較為重要的設(shè)備，自動變速器憑借其良好的燃油經(jīng)濟性以及具有較好的性能，因此在拖拉機中應(yīng)用地較為廣泛。對拖拉機的變速箱控制系統(tǒng)進行一定的改造就能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制的功能。本文對三種形式的操縱控制系統(tǒng)進行了對比分析，并且簡單闡述了各類電控液動控制系統(tǒng)的原理，側(cè)重于介紹電控液動AMT在拖拉機上的應(yīng)用，具有一定參考價值。

關(guān)鍵詞：拖拉機;自動變速器;電控機械式變速器應(yīng)用

過去拖拉機上使用的都是傳統(tǒng)的手動變速箱，僅由拖拉機的駕駛?cè)藛T個人的駕駛經(jīng)驗來判斷換擋的時機，相對來說具有一定的不穩(wěn)定性，駕駛?cè)藛T的駕駛技術(shù)對拖拉機燃油效率和拖拉機運行效果有較大的影響。電控機械式自動變速器是當(dāng)前技術(shù)進步在自動變速器上地體現(xiàn)，通過在傳統(tǒng)變速箱上進行改造，實現(xiàn)選擋和換擋上的自動化。電控機械式自動變速器領(lǐng)域內(nèi)也稱之為AMT，在拖拉機中有較大的應(yīng)用空間，通過使用自動化換擋技術(shù)，能夠讓駕駛員的操作得以簡化，從而能夠提高使用效率和操作的穩(wěn)定性。當(dāng)然，目前國內(nèi)拖拉機大多還是使用的傳統(tǒng)手動變速箱，但不可否認(rèn)的是AMT在拖拉機未來發(fā)展上有很好地應(yīng)用前景，本文也主要就此進行介紹。

一、電控機械式自動變速器控制系統(tǒng)類型

當(dāng)前AMT中的自動換擋系統(tǒng)主要有三種類型，即電控液動、電控氣動以及電控電動，在這之中，前兩者應(yīng)用的相對較多以下，下面進行對這三種形式進行具體介紹。

（一）電控液動操縱控制系統(tǒng)

當(dāng)前在三種AMT形式當(dāng)中，應(yīng)用最廣泛的就是電控液壓AMT。它不僅換擋速度相當(dāng)快，并且與其他液壓系統(tǒng)之間的配合協(xié)作是比較好的。液壓系統(tǒng)，簡單來說就是通過對電控單元的指令進行響應(yīng)，來對電磁換向閥進行控制，從而自動完成換擋等動作。電控液動AMT在拖拉機上應(yīng)用時，相對其他形式也較有優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在液壓源可以由拖拉機的液壓泵提供。

下圖為電控液動AMT的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的1指的是選擋油缸，2指的是換擋油缸，而3則指的是離合器控制閥組和油缸。

（二）電控氣動操縱控制系統(tǒng)

電控氣動AMT控制實現(xiàn)是由氣動系統(tǒng)來實現(xiàn)。氣動系統(tǒng)在控制上和液壓系統(tǒng)是一樣的，也是通過對電控單元的指令進行響應(yīng)，而后傳遞控制信號，使得操作的執(zhí)行機構(gòu)來完成換擋和離合器的分離和結(jié)合等工作。氣動系統(tǒng)利用氣體體積的可壓縮性來實現(xiàn)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)自動換擋，但是換擋速度相對較慢。當(dāng)然它也有它自己的優(yōu)點，即不需要增加調(diào)壓設(shè)備以及蓄能器等，在一定程度上降低了經(jīng)濟成本同時也實現(xiàn)了自動換擋等操作。

（三）電控電動操作控制系統(tǒng)

電控電動AMT使用電機來完成控制操作，同樣也是對電控單元的指令響應(yīng)傳達到執(zhí)行機構(gòu)，而后自動完成離合器的分離、結(jié)合以及自動選擋和換擋操作。電控電動AMT當(dāng)前在價格上以及實際應(yīng)用的質(zhì)量上看都還算可以，但是相對其他兩種形式來說，調(diào)整起來相對困難，因此在應(yīng)用上還不能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用和生產(chǎn)。

二、電控液動系統(tǒng)在拖拉機上的應(yīng)用

電控液動AMT主要由動力組件，壓力控制閥，變速箱，離合器控制閥以及執(zhí)行結(jié)構(gòu)構(gòu)成。它們分別實現(xiàn)對主變速桿和離合器分離結(jié)合的控制。下面對部分結(jié)構(gòu)控制的執(zhí)行進行簡單介紹。

（一）離合器執(zhí)行器

離合器執(zhí)行器使用的是單作用油缸，主要由Mv3456四個電磁閥來實現(xiàn)對其的控制，執(zhí)行器的控制模式主要有4種，一是分離，二是保持分離狀態(tài)，三是接合，四是保持接合狀態(tài)。在分離模式中，僅開放Mv3電磁閥，而其他三個電磁閥都保持關(guān)閉狀態(tài)，壓力油進入執(zhí)行器使離合器分離，這是完成正常換擋操作的必要程序。在接合模式當(dāng)中，電磁閥的狀態(tài)恰恰相反，僅關(guān)閉Mv3電磁閥，另外三個電磁閥則需要打開，可以選擇分別或者同時打開的方式，EC進行脈寬調(diào)頻，根據(jù)執(zhí)行器的執(zhí)行實際行程進行反饋，而后根據(jù)最佳接合規(guī)律來進行相應(yīng)的調(diào)整，最終配合拖拉機完成起步和換擋等操作。而在狀態(tài)2與狀態(tài)4即狀態(tài)保持模式當(dāng)中，四個電磁閥均關(guān)閉，也不進行各類執(zhí)行操作。

（二）選擋、換擋執(zhí)行器

變速箱的選擋和換擋的執(zhí)行器集成為一個模塊，同樣選擋油缸和換擋油缸也可以用一套聯(lián)動機構(gòu)連接起來，從而能夠?qū)崿F(xiàn)兩個操作之間的連貫。采用平行式的布置結(jié)構(gòu)來設(shè)備選擋和換擋執(zhí)行器，需要4個換擋油缸來組成執(zhí)行器，而如果采用正交式的布置結(jié)構(gòu)的話僅僅需要兩個換擋油缸，不僅結(jié)構(gòu)更為緊密，在成本上也得到了一定的控制。

三、拖拉機自動換擋策略的簡單介紹

拖拉機自動換擋策略是自動換擋系統(tǒng)的理論核心，當(dāng)前拖拉機自動換擋系統(tǒng)當(dāng)中采用的策略主要有兩種，一是利用車速和油門開度的雙參數(shù)換擋，二是利用車速，油門開度以及拖拉機加速度的三參數(shù)換擋。拖拉機運作和普通車輛其實有較大的區(qū)別，可能用于田間作業(yè)，也可能是路面運輸。實現(xiàn)自動換擋的時候，相對來說，拖拉機要考慮的因素要更多一些，而且因為控制也相對復(fù)雜，所以在實際生產(chǎn)和應(yīng)用的時候更應(yīng)該要針對拖拉機的特點進行自動換擋的設(shè)計。

四、結(jié)束語

電控機械式自動變速器也在不斷地技術(shù)升級和進步當(dāng)中，使用電控機械式AMT有許多的優(yōu)點，例如利用計算機能夠存儲和處理很多的信息并進行拖拉機換擋策略的選擇，能夠?qū)崿F(xiàn)更為復(fù)雜的更針對拖拉機特點的控制方式。當(dāng)然，目前在應(yīng)用上還有待進一步的發(fā)展，在今后研究當(dāng)中，可以綜合考慮拖拉機控制的多種因素，最終實現(xiàn)自動換擋，這對未來拖拉機的發(fā)展和進步也有重要意義。

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作者簡介：王文明（1991-3）男，民族：漢族，籍貫：河南省洛陽市，職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：研究拖拉機。