于國鋒

摘 要：為了不斷實(shí)現(xiàn)我國汽車制造業(yè)的轉(zhuǎn)型并保護(hù)社會(huì)環(huán)境，新能源商用車的研發(fā)與生產(chǎn)使用得到了相關(guān)部門的高度關(guān)注。對(duì)于商用車新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而言，新能源商用車的換擋變速器是重要結(jié)構(gòu)之一，也是很多構(gòu)成用戶重點(diǎn)考量的部分，本文將針對(duì)ATM自動(dòng)變速器進(jìn)行概述分析，并對(duì)其在商用車新能源產(chǎn)業(yè)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：商用車;ATM自動(dòng)變速器;產(chǎn)業(yè);新能源;應(yīng)用

隨著我國社會(huì)不斷發(fā)展以及相關(guān)技術(shù)的深入革新，汽車制造業(yè)也進(jìn)入了新的發(fā)展階段，早在2012年，我國相關(guān)部門就已經(jīng)頒布了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，并且樹立了以新能源汽車發(fā)展、汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型為主要目標(biāo)的發(fā)展戰(zhàn)略，重點(diǎn)發(fā)展電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車等新能源汽車。在新能源商用車產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，AMT自動(dòng)變速器舒適度與性價(jià)比相對(duì)較高，可靠性也相對(duì)更高，技術(shù)也更為完善，AMT變速器是當(dāng)下變速器市場當(dāng)中的領(lǐng)袖，其對(duì)于我國商用車新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分關(guān)鍵，對(duì)其進(jìn)行研究較為重要。

1 我國自動(dòng)變速器的需求分析

1.1 高品質(zhì)變速器

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及相關(guān)技術(shù)的革新，我國汽車制造業(yè)當(dāng)中高品質(zhì)的變速器逐漸成為剛需，汽車領(lǐng)域?qū)τ趽Q擋變速器的要求越來越高，很多用戶在選購汽車的時(shí)候也越來越重視變換檔位的變速器。AMT車輛可以很好地節(jié)省經(jīng)濟(jì)，且車輛的駕駛感受以及自身性能、燃油經(jīng)濟(jì)性等都會(huì)得以創(chuàng)新，高品質(zhì)變速器可以不斷提高汽車的駕駛效率，且NVH性能以及平順性等都會(huì)得到提高。

1.2 新能源變速器

電動(dòng)車的自身性能較為不錯(cuò)，但是在中后段加速當(dāng)中表現(xiàn)相對(duì)一般，就目前的社會(huì)發(fā)展趨勢而言，新能源汽車的推動(dòng)與發(fā)展是汽車行業(yè)未來主要的發(fā)展趨勢，也是我國保護(hù)社會(huì)環(huán)境的重要方法之一。因此，為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)提供更為匹配、高效的自動(dòng)變速器就成為了較為關(guān)鍵的問題之一。我國AMT變速器目前正在研發(fā)與實(shí)施當(dāng)中，未來發(fā)展的主要核心目標(biāo)就是高效、低碳以及低成本。針對(duì)電動(dòng)車的未來發(fā)展，其主要目標(biāo)則是更多檔位的自動(dòng)變速器，從而不斷提高電動(dòng)車的經(jīng)濟(jì)性、舒適性等。

1.3 集成化與輕量化開發(fā)

對(duì)于自動(dòng)變速器的需求，輕量化也是AMT自動(dòng)變速器未來的主要發(fā)展趨勢之一。輕量化發(fā)展不僅是選擇鋁合金輕質(zhì)材料替換傳統(tǒng)材料，還需要相關(guān)人員在零部件的設(shè)計(jì)制造、檢測等領(lǐng)域選擇更為關(guān)鍵、高效的技術(shù)，不斷實(shí)現(xiàn)其輕量化發(fā)展。相關(guān)人員可以在現(xiàn)有的汽車變速器基礎(chǔ)上，將變速器殼體材料從傳統(tǒng)的鑄鐵件改為新型的鋁合金件，這樣可以在確保變速器自身可靠性的基礎(chǔ)之上，不斷實(shí)現(xiàn)變速器的輕量化設(shè)計(jì)，從而保證鋁殼變速器的重量比傳統(tǒng)變速器下降15%—20%左右。

2 商用車新能源產(chǎn)業(yè)中AMT自動(dòng)變速器的應(yīng)用

2.1 插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)

在我國新能源商用車的發(fā)展當(dāng)中，插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)商用車是重要的組成部分，這種形式的商用車同時(shí)具備傳統(tǒng)燃?xì)馍逃密嚺c電動(dòng)商用車的雙方面優(yōu)勢，既可以選擇充電行駛，也可以進(jìn)行加油或者加氣形式。這種類型的商用車可以在確保其自身續(xù)航里程的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)商用車的全工況形式，并且在非充電的模式下有效降低尾氣的排放量。

插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)商用車的AMT自動(dòng)變速器是較為重要的核心部件，主要就是在傳統(tǒng)形式的商用車手動(dòng)變速器基礎(chǔ)上加入一套新型的核心電控制系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)變速器進(jìn)行控制，并配合電機(jī)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行等，來實(shí)現(xiàn)商用車的自動(dòng)換擋、動(dòng)力傳遞以及能量有效轉(zhuǎn)化等?？梢哉f，AMT自動(dòng)變速器會(huì)直接影響新能源商用車的動(dòng)力性、安全性以及轉(zhuǎn)換性與舒適性等。

2.2 插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)路線

對(duì)于插電式混合動(dòng)力商用車而言，主要可以分為串聯(lián)、并聯(lián)以及混聯(lián)三種類型。混聯(lián)系統(tǒng)存在兩個(gè)不同電機(jī)，其中一個(gè)電機(jī)主要是用于對(duì)車輪進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)，而另外一個(gè)電機(jī)則存在兩種層面的作用，當(dāng)新能源商用車需要極限性能的時(shí)候，可以作為電動(dòng)機(jī)角色對(duì)車輪進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)，這時(shí)整臺(tái)車的功率就是發(fā)動(dòng)機(jī)以及兩個(gè)電機(jī)的總功率。而當(dāng)電力出現(xiàn)不足的時(shí)候，則可以作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)行，給新能源商用車的電池進(jìn)行充電。混聯(lián)系統(tǒng)沒有變速器進(jìn)行換擋，這樣可以讓車輛的舒適度與節(jié)油性較好，但是總體成本相對(duì)更高，車輛的重量也會(huì)相對(duì)更重。并聯(lián)系統(tǒng)則是在傳統(tǒng)燃油車輛的基礎(chǔ)之上加入了新型的電池、電動(dòng)機(jī)以及電控等，電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)車輪進(jìn)行共同驅(qū)動(dòng)，車輛當(dāng)中僅存在一臺(tái)電機(jī)，在進(jìn)行車輪驅(qū)動(dòng)的時(shí)候可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，而不對(duì)車輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的時(shí)候則可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。一般來講，并聯(lián)系統(tǒng)在成本、自身可靠性以及動(dòng)力性等方面領(lǐng)先程度較高，且適用于較為復(fù)雜的路況當(dāng)中，所以一般被看做最為適合我國的混合動(dòng)力系統(tǒng)新能源商用車的類型。

以我國某客車公司生產(chǎn)的混合動(dòng)力客車為例，其發(fā)動(dòng)機(jī)為歐五標(biāo)準(zhǔn)，最大輸出功率為165kW，電動(dòng)機(jī)為30kW，峰值功率為60kW，其并聯(lián)式插電混合動(dòng)力客車的動(dòng)力系統(tǒng)如下圖所示：

2.3 技術(shù)重難點(diǎn)

智能換擋是AMT自動(dòng)變速器控制當(dāng)中最為主要的部分，主要是根據(jù)新能源商用車的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車輛自身的負(fù)載情況、車輛行駛狀態(tài)等對(duì)檔位進(jìn)行相應(yīng)的選擇，檔位選擇的主要依據(jù)就是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，其主要目標(biāo)是確保發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在合理轉(zhuǎn)速區(qū)間之內(nèi)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

在換擋判斷方面，需要將換擋點(diǎn)與發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速作為主要的條件進(jìn)行考量。換擋點(diǎn)的高低會(huì)直接反映出AMT自動(dòng)變速器的換擋是否合理，較低的升檔換擋點(diǎn)會(huì)讓AMT自動(dòng)變速器的升降檔變得更為積極，而如果升檔換擋點(diǎn)相對(duì)較高，會(huì)讓AMT自動(dòng)變速器的升降檔出現(xiàn)一定程度的延遲。

目標(biāo)轉(zhuǎn)速的制定主要是依靠新能源商用車的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力情況以及經(jīng)濟(jì)曲線的特性等，如果是想要獲得更好的燃油經(jīng)濟(jì)性，需要將目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定在確保動(dòng)力加速的背景下，讓換擋之后的發(fā)動(dòng)機(jī)在低油耗轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)進(jìn)行運(yùn)行。而如果是要獲得較高的動(dòng)力目標(biāo)，需要在設(shè)定轉(zhuǎn)速的時(shí)候，確保發(fā)動(dòng)機(jī)在不超速的情況下，保證換擋之后的發(fā)動(dòng)機(jī)在最大扭矩轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)進(jìn)行運(yùn)行。

2.4 轉(zhuǎn)速同步控制

在新能源商用車進(jìn)行行駛的時(shí)候，很多情況下都需要進(jìn)行換擋操作，這樣可以較好地對(duì)車輛的運(yùn)行速度進(jìn)行調(diào)整，確保車輛可以適用于不同形式的路況。在進(jìn)行選換擋的時(shí)候，離合器為分離狀態(tài)，而車輛速度則幾乎維持恒定，當(dāng)變速器切換到不同的檔位之后，變速器的輸入軸轉(zhuǎn)速則會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的改變，從而造成離合器的主動(dòng)盤與從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速出現(xiàn)不同，且相差相對(duì)較大。如果在這時(shí)強(qiáng)制進(jìn)行離合器接合處理，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊，造成新能源商用車的舒適性明顯下降，且離合器的摩擦片也會(huì)出現(xiàn)較為明顯的摩擦熱情況，離合器的摩擦片磨損情況會(huì)更為嚴(yán)重，導(dǎo)致離合器的壽命不斷下降。所以，在進(jìn)行選換擋的時(shí)候，需要確保離合器在接合之前，對(duì)其主動(dòng)盤與從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速差進(jìn)行調(diào)整，讓其更為接近甚至達(dá)到同步狀態(tài)，這樣才能不斷減少換擋帶來的沖擊，對(duì)離合器進(jìn)行更好地保護(hù)。

在發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制當(dāng)中，AMT自動(dòng)變速器每隔相應(yīng)的周期會(huì)發(fā)送一次TSCI報(bào)文，會(huì)發(fā)出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行扭矩控制的請(qǐng)求，而發(fā)動(dòng)機(jī)在收到請(qǐng)求之后，會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，以達(dá)到AMT自動(dòng)變速器所請(qǐng)求的扭矩值。相關(guān)人員通過AMT自動(dòng)變速器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩進(jìn)行周期性控制，可以很好地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值進(jìn)行間接、高效的調(diào)整，直到其余變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到同步情況為止。

3 故障診斷

AMT自動(dòng)變速器故障診斷是重要的組成部分，也是AMT自動(dòng)變速器系統(tǒng)可靠且具有產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要依據(jù)之一。AMT自動(dòng)變速器會(huì)對(duì)診斷條件是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，如果具備診斷條件，AMT自動(dòng)變速器就會(huì)進(jìn)入離合器診斷狀態(tài)，觀察離合器是否出現(xiàn)故障情況，如果連續(xù)三次出現(xiàn)相同類型的故障，AMT自動(dòng)變速器就會(huì)對(duì)故障狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的記錄分析，這樣可以確保故障問題得到有效診斷。

4 結(jié)語

汽車制造業(yè)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人們生活有重要意義，伴隨我國新型社會(huì)發(fā)展理念的不斷形成，新能源商用車的發(fā)展得到了廣泛重視。在商用車新能源產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，AMT自動(dòng)變速器是重要的組成部分，如果可以將其用于新能源商用車當(dāng)中，就不需要額外配置相應(yīng)的電渦流或者液力緩速器，且在路況較好的時(shí)候可以進(jìn)行純電動(dòng)行駛，并且達(dá)到零排放的目標(biāo)。這樣一來，在無法進(jìn)行正常充電的情況下，也能利用能量的回收實(shí)現(xiàn)燃?xì)庀牡倪M(jìn)一步降低，從而減少車輛的尾氣排放量，這樣可以確保汽車制造業(yè)未來有更高的環(huán)境效益、社會(huì)效益，進(jìn)而帶動(dòng)汽車制造行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，讓新能源商用車有更為廣闊的市場前景。

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