自动变速器试验台的初步设计

　　0　引言

　　在汽车研究与开发的过程中,试验技术和研究是提高汽车零部件性能的重要手段.特别是对于汽车传动系,其零部件质量的好坏将直接影响整车的性能.而自动变速器作为传动系中的一个关键部件,其性能直接影响到汽车的动力性、经济性、操纵性和可靠性[1].因此,在新产品开发、生产、制造和维修检测过程中,对其性能测试显得尤为重要.目前对自动变速器性能的测试主要是基于道路行驶测试和台架测试.前者以经验判断为主,结果受人为因素影响较大,又有重复性差、不灵活,周期长、成本高、测试相对不便的缺陷;而后者通过加载装置可模拟自动变速器在实际运行中的多种负载工况,无需装车就可以对其进行测试,为变速器的测试、研究、开发及维修提供了强有力的手段.

　　1　被试新型自动变速器

　　1.1　与传统变速器的比较

　　此种新型电控电执行器自动变速器,可在原有机械式手动变速器的基础上,利用电磁离合器取代换挡机构中的换挡轴、换挡拨叉及同步器等换挡机构,而利用电磁离合器的接合与分离来控制变速器动力的传递与中断,因而发动机与变速器之间的主离合器也可省去.此种变速器不需要设置象机械离合器的操纵结构或接合机构,也不需要象气动、液压离合器那样设置繁多的管路和阀件,以及空气压缩机或油泵等设施.此外,换挡电磁离合器可以实现集中控制及远距离控制,并能方便地通过调节激磁电流来改变离合器的工作转矩或者在连续的滑差下维持恒定的转矩.

　　新型变速器与其它换挡操纵变速器相比,由于直接采用易于控制,精度更高的电磁离合器取代液压执行元件,减少了液压元件动作误差,使得系统的控制方法更简单,控制精度更高,反应动作更准确,且因换挡操作不采用液压系统,不受气温或油温影响,对环境适应性好;因其可在机械式变速器基础上改造而成,对原有变速器生产线继承性好,技术改造投入资金少,控制方面只需改变软件部分即可实现灵活控制;由于取消了液压系统和直接操纵换挡的机械操纵部分及主离合器,从而使整个控制系统的结构简化,制造、检测、维修以及操纵更加方便.因而此种变速器具有结构简单、构成灵活(可用于定轴或动轴轮系)、生产成本低、控制频响特性好等优点.

　　1.2　新型自动变速器结构原理

　　图1为四挡新型电控电执行器自动变速器结构原理示意图,双向电磁离合器包括主动部件(图中6、14、22)、左从动部件(图中5、13、24)、右从动部分(图中8、21)和工作线圈(图中7、15、23).电磁离合器左、右从动部件分别与齿轮变速箱中相应的齿轮联接,主动部分通过花键与变速器轴相连,并可沿轴向左右移动,工作线圈为左、右两独立线圈,分别对应电磁离合器的左、右从动部分.自动变速器电控单元接受驾驶员的操作意图,根据汽车当前行驶状态,通过控制电磁离合器的主动部分与左、右从动部分接合与分离,实现挂挡.未通电时,各换挡电磁离合器处于分离状态,此时变速器不传递动力,可适于发动机起动或变速器空挡状态;挂挡时,其相应挡位电磁离合器对应侧工作线圈接通,动力由变速器输入轴→相应挡位齿轮→对应电磁离合器→变速器输出轴输出.换挡时,前一挡位电磁离合器逐渐分离的同时,预选挡位电磁离合器可逐渐接合,当上一挡位电磁离合器完全分离时,预选挡位电磁离合器完全接合.在换挡过程中通过对电磁离合器的合理控制,可实现平稳换挡.