摘 要：隨著自動變速技術(shù)的廣泛應用，對農(nóng)用運輸車來說自動換擋的控制已是關鍵的技術(shù)，而對換擋品質(zhì)的研究也越來越被關注。本文提出了電磁離合器在自動變速器中的應用技術(shù)，研制了車輛電控電執(zhí)行機構(gòu)自動變速器。簡要介紹了其結(jié)構(gòu)組成，工作原理和電執(zhí)行機構(gòu)的控制分析。

關鍵詞：自動變速器；電執(zhí)行機構(gòu)；電子控制裝置；控制分析

目前，車輛上使用的自動變速器大都采用電控液壓執(zhí)行機構(gòu)的自動變速器，結(jié)構(gòu)不夠靈活而復雜，制造成本高，由于采用電控液壓執(zhí)行系統(tǒng)，控制頻響特性不好。為此，筆者對傳統(tǒng)的自動變速器進行了改進，發(fā)明了一種車輛電控電執(zhí)行機構(gòu)自動變速器，在齒輪變速箱中設置有一系列電執(zhí)行機構(gòu)，組成一套能夠自動變換擋位的自動變速器，一系列電執(zhí)行機構(gòu)均由電磁離合器組成。

1.結(jié)構(gòu)組成

車輛電控電執(zhí)行機構(gòu)自動變速器有電執(zhí)行機構(gòu)自動變速器和電子控制裝置組成。

1.1 電執(zhí)行機構(gòu)自動變速器

電執(zhí)行機構(gòu)自動變速器以定軸或動軸輪系齒輪變速箱為基礎[1，2]，在齒輪變速箱中設置有一系列電執(zhí)行機構(gòu)，組成一套車輛電控電執(zhí)行機構(gòu)自動變速器，一系列電執(zhí)行機構(gòu)均由電磁離合器組成。擋位變換依靠電執(zhí)行機構(gòu)完成，齒輪變速機構(gòu)實現(xiàn)變速，電磁離合器實現(xiàn)擋位變換。電磁離合器包括電磁離合器主動部件、電磁離合器左右從動部件、工作線圈，電磁離合器主動部件分別與電磁離合器左右從動部件相接觸，電磁離合器左、右從動部件分別與齒輪變速箱中相應的齒輪聯(lián)接，工作線圈均安裝在齒輪變速箱的箱體內(nèi)相應位置上。

如圖1所示，發(fā)動機1通過聯(lián)軸器2與變速器輸入軸3聯(lián)接，變速器輸入軸3與輸入軸齒輪4鑄造成為一體，變速器輸出軸16通過滾針軸承與輸入軸3相聯(lián)接，同時3和16分別通過軸承裝入箱體29的二個軸承孔內(nèi)。變速器輸出軸16的端頭部位以及尾頭部位分別通過花鍵聯(lián)接電磁離合器主動部件6和14，中間部位分別用鍵聯(lián)接輸出軸齒輪（2）10與輸出軸齒輪（3）11，同時此部位又空套裝有輸出軸齒輪（1）9與輸出軸齒輪（4）12。電磁離合器主動部件6左側(cè)與電磁離合器左從動部件5接觸，5與輸入軸齒輪4 聯(lián)接；6的右側(cè)與電磁離合器右從動部件8接觸，8與輸出軸齒輪（1）9聯(lián)接； 6外圍裝有工作線圈7，工作線圈7安裝在箱體29上。電磁離合器主動部件14左側(cè)與電磁離合器左從動部件13接觸，13與輸出軸齒輪（4）12聯(lián)接；14的外圍裝有工作線圈15，工作線圈15安裝在箱體29上。中間軸28兩端通過軸承分別裝入箱體29另外兩個軸承孔內(nèi)；在中間軸28左端分別用鍵聯(lián)接中間軸齒輪（5）27和中間軸齒輪（4）26，（5）27與輸入軸齒輪4嚙合，（4）26與輸出軸齒輪（1）9嚙合；在中間軸28中部位空套裝有中間軸齒輪（2）20和中間軸齒輪（3）25，在中間軸28中部位還裝有電磁離合器主動部件22通過花鍵聯(lián)接，22外圍裝有工作線圈23，23安裝在箱體29上。電磁離合器主動部件22左側(cè)與電磁離合器左從動部件24接觸， 22右側(cè)與電磁離合器右從動部件21接觸，24與中間軸齒輪（3）25聯(lián)接，21與中間軸齒輪（2）20聯(lián)接，中間軸齒輪（3）25與輸出軸齒輪2（10）嚙合。中間軸齒輪（2）20與輸出軸齒輪（3）11嚙合。在中間軸28右部位裝有中間軸齒輪17，17與安裝在倒檔齒輪軸18上的倒檔齒輪19嚙合，倒檔齒輪軸18安裝在箱體29上，倒檔齒輪19又與輸出軸齒輪（4）12嚙合。

1.2 電子控制裝置

電子控制裝置[3]是一個單片機控制系統(tǒng)，其輸入接口電路與發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、變速器輸出轉(zhuǎn)速傳感器、檔位控制開關相連，輸出接口電路與發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)及換擋執(zhí)行機構(gòu)電磁離合器驅(qū)動裝置相連。

電執(zhí)行器自動變速器采用電源電控系統(tǒng)，由于是電流提供動力，所以此操作系統(tǒng)稱為電壓、電流操作系統(tǒng)。電子控制系統(tǒng)的作用是將輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生的電信號輸入電子控制系統(tǒng)，由電子控制系統(tǒng)經(jīng)過計算、比較處理后，根據(jù)預先編制的換擋程序確定擋位和換擋點。改變電磁離合器的結(jié)合和分離，實現(xiàn)自動換擋電執(zhí)行器換擋控制原理如圖2。

變速器換擋控制也就是通過改變速比，充分發(fā)揮發(fā)動機和自動變速器的潛力，使汽車能在合適的牽引力和車速下工作，以適應道路情況和行駛工況的要求，使汽車獲得良好的動力性和經(jīng)濟性。

2. 工作原理

圖1中發(fā)動機1通過聯(lián)軸器2直接與變速器輸入軸3相連接，提高了發(fā)動機的功率利用。圖中6、14、22均為電磁離合器的主動部分，7、15、23為主動部分配套的通電工作線圈，離合器又有左右從動部分與之主動部分相互配合使用。電磁離合器的從動部分與變速齒輪固定聯(lián)結(jié)在一起，在變速換擋過程中，只有一個離合器接合其余均處于分離狀態(tài)。在接合的離合器中，主動部分也是只和其中的一個從動元件相接合，或左從動元件或右從動元件不能同時接合。

當需要一擋時，電磁離合器工作線圈23左線圈通電，其他電磁離合器工作線圈斷電，電磁離合器主動部件22與電磁離合器左從動部件24結(jié)合，這時動力傳遞線路為：發(fā)動機1→變速器輸入軸3→輸入軸齒輪4→中間軸齒輪（5）27→中間軸28→電磁離合器主動部件22→電磁離合器左從動部件24→中間軸齒輪（3）25→輸出軸齒輪（2）10→變速器輸出軸16；

當需要二擋時，電磁離合器工作線圈23右線圈通電，其他電磁離合器工作線圈斷電，電磁離合器主動部件22與電磁離合器右從動部件21結(jié)合，這時動力傳遞線路為：發(fā)動機1→變速器輸入軸3→輸入軸齒輪4→中間軸齒輪（5）27→中間軸28→電磁離合器主動部件22→電磁離合器右從動部件21→中間軸齒輪（2）20→輸出軸齒輪（3）11→變速器輸出軸16；

當需要三擋時，電磁離合器工作線圈7右線圈通電，其他電磁離合器工作線圈斷電，電磁離合器主動部件6與電磁離合器右從動部件8結(jié)合，這時動力傳遞線路為：發(fā)動機1→變速器輸入軸3→輸入軸齒輪4→中間軸齒輪（5）27→中間軸28→中間軸齒輪（4）26→輸出軸齒輪（1）9→電磁離合器右從動部件8→電磁離合器主動部件6→變速器輸出軸16；

當需要四擋時，電磁離合器工作線圈7左線圈通電，其他電磁離合器工作線圈斷電，電磁離合器主動部件6與電磁離合器左從動部件5結(jié)合，這時動力傳遞線路為：發(fā)動機1→變速器輸入軸3→輸入軸齒輪4→電磁離合器左從動部件5→電磁離合器主動部件6→變速器輸出軸16；

當需要倒擋時，電磁離合器工作線圈15左線圈通電，其他電磁離合器工作線圈斷電，電磁離合器主動部件14與電磁離合器左從動部件13結(jié)合，這時動力傳遞線路為：發(fā)動機1→變速器輸入軸3→輸入軸齒輪4→中間軸齒輪（5）27→中間軸28→中間軸齒輪（1）17→倒擋齒輪19→輸出軸齒輪（4）12→電磁離合器左從動部件13→電磁離合器主動部件14→變速器輸出軸16。

如果增加電磁離合器的數(shù)量，可以增加擋位數(shù)量，反之相反。

3.結(jié)束語

車輛電控電執(zhí)行機構(gòu)自動變速器以定軸或動軸輪系齒輪變速箱為基礎，裝備若干個電執(zhí)行機構(gòu)，擋位變換依靠電執(zhí)行機構(gòu)電磁離合器完成，具有結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)成靈活（可用于定軸或動軸輪系）、變擋控制方式軟件化、生產(chǎn)成本低、控制頻響特性好等優(yōu)點。

參考文獻

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作者簡介

杜迎慧（1983-），女，河南商丘，新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學院，碩士研究生，研究方向：車輛工程。