陳聰聰,魏 晗,李 彬
(江蘇大學(xué),江蘇 鎮(zhèn)江 212000)
在汽車行駛中需要對離合器進行控制,從而將汽車的變速器與動力器相分離,實現(xiàn)汽車換擋。但是在操作的過程中往往會出現(xiàn)動力中斷現(xiàn)象,影響汽車的正常行駛,因此可以采用汽車雙離合變速器解決這一問題。現(xiàn)階段,汽車雙離合變速器已經(jīng)有效應(yīng)用于汽車制造中,因此必須制訂科學(xué)、合理的分離結(jié)合控制策略,才能提高雙離合變速器的應(yīng)用水平?,F(xiàn)代電子、智能控制等先進科學(xué)技術(shù)在拖拉機上的廣泛應(yīng)用,再加上聯(lián)合作業(yè)農(nóng)機具的大量使用,對拖拉機動力輸出提出了更高的要求。變速器是拖拉機動力傳動系統(tǒng)的核心部件,其性能好壞直接影響經(jīng)濟性,同時也決定著農(nóng)業(yè)工作的效率。
雙離合變速器是一種特殊的變速器類型,既不同于手動變速器,又與自動變速器有顯著的差別,是一種操作和應(yīng)用起來更加靈活的變速器,充分結(jié)合手動變速器和自動變速器兩者的優(yōu)勢,在幫助汽車節(jié)能減排的情況下,進一步增強汽車的動力性能,從而使汽車的行車舒適度得到保障。雙離合變速器主要是由兩個變速器共同工作,將兩個變速箱的功能結(jié)合在同一個變速箱中,使控制動作能夠同步進行,從而保障兩組齒輪能夠相互交替工作,避免汽車動能中斷。
雙離合變速器的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在3個方面:①雙離合變速器換擋動作更快,所需要的時間更短,因此操作起來更加靈活便利;②雙離合變速器有助于汽車節(jié)能減排,通過兩個變速器協(xié)調(diào)工作能夠使汽車的動能保持持續(xù)供應(yīng),因此扭矩中斷的情況會消失,使汽車始終保持在發(fā)動狀態(tài),避免油耗量增大;③雙離合變速器的舒適度更高,由于換擋的過程中不會發(fā)生動力中斷現(xiàn)象,因此行車的過程更加平穩(wěn),不會產(chǎn)生強烈的動挫感。
雙離合變速器的劣勢主要體現(xiàn)在4個方面:①雙離合變速器的結(jié)構(gòu)相比于傳統(tǒng)變速器而言更加復(fù)雜,對制造工藝的要求也相應(yīng)提升,需要投入更多的成本,因此雙離合變速器一般都配置于中檔或高檔汽車中;②雙離合變速器對扭矩的調(diào)和仍然不夠,利用干式離合器無法應(yīng)對激烈使用,利用濕式離合器無法保證扭矩的摩擦力;③雙離合變速器對擋位的要求相對較高,需要換擋時處于預(yù)備狀態(tài),否則就會延長換擋的時間;④雙離合變速器由智能元器件控制,因此在應(yīng)用的過程中產(chǎn)生故障的概率也大大提高[1]。
單參數(shù)分離結(jié)合控制策略是拖拉機雙離合變速器的傳統(tǒng)換擋策略之一,主要以拖拉機行駛的速度作為換擋控制的參數(shù),對換擋的行車速度進行設(shè)置,當車速達到上限后,車輛就可以實現(xiàn)自動換擋。為了使車輛的動力性能得到最大程度的發(fā)揮,一般會采用單參數(shù)分離結(jié)合控制策略進行換擋,使發(fā)動機運行轉(zhuǎn)速達到最高值。然而,單參數(shù)分離結(jié)合控制策略有明顯的不足,那就是換擋與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián),無法用油門進行控制,因此在車型的應(yīng)用中具有局限性,但適用于特定的車型,例如軍用越野車、公交車等。
兩參數(shù)分離結(jié)合控制策略彌補了單參數(shù)換擋策略的缺陷,將油門與換擋緊密關(guān)聯(lián)。一般以拖拉機的行駛速度作為換擋的參數(shù),當行駛的速度達到換擋策略中預(yù)先設(shè)定的值時,拖拉機就會自動換擋,而拖拉機的速度與油門的開合程度緊密相關(guān),因此當拖拉機駕駛員踩油門的力度較大時,車輛速度就會相應(yīng)加快,拖拉機自動換擋的速度就會提高;當拖拉機駕駛員踩油門的力度較小時,車輛速度就會相應(yīng)較慢,拖拉機自動換擋的速度也相應(yīng)減慢。在制訂兩參數(shù)分離結(jié)合控制策略時,需要以經(jīng)濟性和實用性為原則,利用優(yōu)化計算的方法計算最后的目標函數(shù),從而制訂出最經(jīng)濟的換擋策略。
三參數(shù)分離結(jié)合控制策略是一種具有動態(tài)特征的換擋策略,是在單參數(shù)分離結(jié)合控制策略和兩參數(shù)分離結(jié)合控制策略基礎(chǔ)上制訂而成的。車輛在實際行駛的過程中并非處于一個穩(wěn)定的勻速行駛狀態(tài),而是隨時發(fā)生變化,而兩參數(shù)分離結(jié)合控制策略具有理想性特征,主要針對的是具有穩(wěn)定性的勻速行駛的車輛,無法對車輛的動態(tài)行駛過程進行合理控制,因此具有一定的局限性。
三參數(shù)分離結(jié)合控制策略是將車輛的行駛狀態(tài)分為穩(wěn)定和非穩(wěn)定兩種情況,依次制訂相對應(yīng)的控制策略,例如對不同加速度的拖拉機制訂不同的換擋點,從而實現(xiàn)動態(tài)的分離結(jié)合控制[2]。
影響分離結(jié)合控制策略的因素主要有兩個,一個是車輛的質(zhì)量,另一個是車輛的油門開度,因此制訂分離結(jié)合控制策略時需要從這兩個角度出發(fā)。單參數(shù)分離結(jié)合控制策略雖然將靜態(tài)換擋研究轉(zhuǎn)化為動態(tài)換擋研究,但是對車輛自動換擋的實際需求并沒有真正解決,而此參數(shù)分離結(jié)合控制策略著重針對三參數(shù)控制存在的不足,對不同車況的車輛制訂合理的自動換擋策略。例如在車輛行駛的過程中,將車況、路況、駕駛員習(xí)慣等參數(shù)作為自動換擋策略制訂的依據(jù),從而使分離結(jié)合策略符合車輛行駛狀態(tài)的需求。
智能化分離結(jié)合控制策略的制訂參數(shù)主要由車輛行駛速度、車輛的制動性強度、方向盤的轉(zhuǎn)角、車輛行駛中的加速度構(gòu)成,同時結(jié)合駕駛員的意圖和習(xí)慣、車輛行駛時的具體路況,制訂能進行自動換擋修正的分離結(jié)合控制策略。例如車輛在實際的行駛過程中,受到車輛狀態(tài)和具體路況的影響會發(fā)生意外換擋情況,在這種情況下,智能化分離結(jié)合控制策略會對車輛的動力性能進行調(diào)節(jié),從而使車輛的動力作用得到有效的發(fā)揮,減少車輛的耗油量,保證行車的舒適度。
綜上所述,針對拖拉機雙離合變速器分離結(jié)合控制策略的研究是非常必要的。本文主要對雙離合變速器進行簡要概述,然后詳細闡述分離結(jié)合的控制策略。研究可得,智能化分離結(jié)合控制策略結(jié)合單參數(shù)分離結(jié)合控制策略、兩參數(shù)分離結(jié)合控制策略、三參數(shù)分離結(jié)合控制策略和四參數(shù)分離結(jié)合控制策略的優(yōu)勢,實現(xiàn)雙離合變速器的有效控制。希望本文可以為研究這一課題的相關(guān)人員提供參考。
[1] 涂波濤.新型七速對置雙離合變速器自動變速控制研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2017.
[2] 卞錦.七速對置雙離合自動變速器的結(jié)構(gòu)強度分析及優(yōu)化研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2017.