汽車電子技術(shù):變速器的電子控制

　　車用變速器

　　內(nèi)燃機(jī)在它的整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不是等轉(zhuǎn)矩和等功率運(yùn)轉(zhuǎn)的。其最佳的“彈性”轉(zhuǎn)速范圍是在標(biāo)定轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之間。變速器實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)速-力矩變換器。為了在上坡和加速行駛，變速器將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩變換為相應(yīng)的、汽車所需的力矩。變速器能最佳的利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗。在變速器上有一個(gè)汽車起步部件。它是汽車從靜止?fàn)顟B(tài)到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所必須的。

　　三軸五當(dāng)變速器傳動(dòng)簡圖

　　1-輸入軸 2-軸承 3-接合齒圈 4-同步環(huán) 5-輸出軸 6-中間軸 7-接合套 8-中間軸常嚙合齒輪

　　變速器是傳動(dòng)系統(tǒng)效率的主要影響者。汽車變速器在最佳工作點(diǎn)的傳動(dòng)功率損失約為1.5%。在汽車的日常行駛工況下，由于驅(qū)動(dòng)汽車的各種行駛狀態(tài)，其功率損失約為8%。變速器的電子控制通過自行選擇最佳擋位可以減少功率損失。

　　對變速器的要求

　　各汽車都對變速器提出一些具體的要求，所以各種型式的變速器在結(jié)構(gòu)和性能方便都是不一樣的。開發(fā)變速器的目標(biāo)和重點(diǎn)集中在以下幾個(gè)方面：

　　兩軸五當(dāng)變速器傳動(dòng)簡圖

　　1-輸入軸 2-接合套 3-里程表齒輪 4-同步環(huán) 5-半軸 6-主減速器被動(dòng)齒輪 7-差速器殼 8-半軸齒輪 9-行星齒輪 10、11-輸出軸 12-主減速器主動(dòng)齒輪 13-花鍵轂

　　一、舒適性：

　　對舒適性的一些重點(diǎn)要求則是：1、換當(dāng)中沒有沖擊，沒有轉(zhuǎn)速的階躍。2、換擋方便，不受發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和工作條件的影響。3、噪聲小。4、在整個(gè)使用壽命內(nèi)不會(huì)犧牲舒適性。

　　變速器遠(yuǎn)距離外操縱機(jī)構(gòu)

　　1-變速桿 2-縱向拉線 3-橫向拉線

　　二、燃油經(jīng)濟(jì)型：

　　從變速器方面有效降低燃油消耗的條件為：1、傳動(dòng)比大。2、機(jī)械效率高。3、智能的換擋策略。4、控制功率小。5、質(zhì)量輕。6、有備用的控制。7、有液力偶合器。8、小的攪油功率損失（齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的攪動(dòng)變速器內(nèi)的阻力）等。

　　三、可操控性：

　　變速器的下列功能可保證變速器良好的操控性：1、換擋點(diǎn)與汽車行駛狀況協(xié)調(diào)。2、能識別汽車行駛狀態(tài)和駕駛員的類型。3、較好的酵素能力。4、山區(qū)下坡時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用。5、彎道較快行駛時(shí)防止換擋。6、能識別冬季路況。

　　四、結(jié)構(gòu)尺寸：

　　按照驅(qū)動(dòng)方式，對變速器的體積有不同的規(guī)定。對后驅(qū)的變速器而言，變速器的直徑應(yīng)盡可能的小，而對前驅(qū)得得變速器來說，變速器的長度應(yīng)盡量短。在沖擊試驗(yàn)時(shí)，為滿足這些要求還有詳細(xì)的規(guī)定。

　　五、制造成本：

　　制造成本地的條件是：大批量生產(chǎn)、簡單的控制結(jié)構(gòu)以及可自動(dòng)化裝配。

　　在1886年第一批準(zhǔn)備行駛的動(dòng)力車上，驅(qū)動(dòng)力直接傳遞到車輪上，而沒有起步離合器。所以必須推動(dòng)車輛或用手轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪才能起步。為了將驅(qū)動(dòng)力傳到路面，奔馳公司采用了下列機(jī)械部件。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸端部裝上飛輪。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)臥式地裝在后軸上，垂直安裝的錐齒輪傳動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳到皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，皮帶傳動(dòng)使中間軸的轉(zhuǎn)速降低，并進(jìn)一步通過鏈傳動(dòng)傳到驅(qū)動(dòng)軸上。

　　基本上，變速器的類型分為：手動(dòng)換擋變速器、自動(dòng)換擋變速器（AST）、雙離合變速器（DKG）、自動(dòng)變速器（AT）、無級自動(dòng)變速器（CVT）、環(huán)形變速器。我們將分別為大家走出介紹。

　　手動(dòng)換擋變速器

　　手動(dòng)換擋變速器是最簡單和最便宜的變速器，至今在全世界還廣泛使用。由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率的不斷增大、汽車質(zhì)量有所增加和汽車風(fēng)阻系數(shù)不斷減小，自20世紀(jì)80年代以來5擋手動(dòng)換擋變速器替代了占壓倒優(yōu)勢的4擋變速器。這一措施一方面可使汽車可靠起步和良好的加速，另一方面在較高的車速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可在較低轉(zhuǎn)速范圍工作，使油耗降低。

　　手動(dòng)換擋工作原理圖

　　手動(dòng)換擋變速器結(jié)構(gòu)可以分為下面幾個(gè)部分：1、裝在兩根軸上的齒輪組。2、作為汽車起步部件的單片干式離合器，并在換擋時(shí)切斷驅(qū)動(dòng)力。3、由慣性力同步操縱的離合器部件（作為換擋部件）。手動(dòng)換擋變速器最大的優(yōu)點(diǎn)是：1、效效率高。2、結(jié)構(gòu)緊湊，簡單。3、制造成本低。缺點(diǎn)為：相對不易操縱（換擋時(shí)要先踩離合器再手動(dòng)換擋）。2、換擋時(shí)機(jī)取決于駕駛員。3、換擋時(shí)牽引力中斷。