电控机械式自动变速器综述

AMT研究很有价值的资料,供专业人士参考

电控机械式自动变速器（

AMT）学习报告 王宽 2012年10月

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目录

第一章 变速器的发展历史及分类

第一节 变速器的发展历史

第二节 变速器的分类

第三节

第四节

第二章

第一节

第二节

第三节

第四节

第三章

第一节

第二节

第三节

第四节

第五节

各类变速器的优缺点比较 自动变速器的发展趋势 AMT的发展历史及现状 AMT的发展历史 AMT技术的研究情况 国内AMT的产业现状 国外AMT产品介绍 AMT的主要技术问题 电子控制单元的设计 换挡规律的制定 离合器控制 发动机控制 AMT的发展趋势

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第一章 变速器的发展历史及分类

1.1 变速器的发展历史

汽车变速器是汽车传动系的重要成员。由于汽油机额定转矩对应的速度范围很狭，需要用齿轮传动来适应驾驶时车速的变化。早期的汽车传动系，从发动机到车轮之间的动力传递形式是很简单的，发动机驱动一组锥齿减速齿轮，再传动到一根轴和皮带轮上。皮带轮和驱动桥上的链轮之间采用皮带传动，小链轮通过在一个驱动轮上的内齿轮啮合，使汽车行驶，而大链轮用来加速。如果汽车遇到上坡，而爬坡能力不够时，驾驶员就停下车子，把小链轮啮合后再进行驱动。早期的汽车变速一般都采用皮革作衬垫的多盘油浴离合器。

汽车传动系统动力学模型

1982年法国制造出第一辆装有变速器的汽车。1921年英国人赫伯特·福鲁特采用耐用的摩擦材料进一步完善了变速器的性能。现代汽车变速器是1894年由法国人路易斯·雷纳·本哈特和埃米尔·拉瓦索尔推广应用的。1895年，本哈特—拉瓦索尔型汽车的传动系不只是变速器，而且对整套传动装置的布置方式都作了根本的改变，从那时起，这种传动装置就成为以后数十年中大多数车辆的一种设计规范。1898年，一位业余汽车爱好者路易斯·雷诺把直列式发动机与变速器连接，通过传动轴驱动后桥。雷诺的驱动桥采用了美国人杜里埃在1893年提出的设计思想，并称此为差速后桥———该装置采用的是一组齿轮，可以克服轮胎很快磨损的缺点。

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早期通用的侧链传动汽车

1904年， 本哈特—拉瓦索尔型汽车的手动滑移齿轮变速器已为大多数汽车所采用。直到现在，各种形式的手动变速器还在继续采用。第一个同步啮合变速器是1928年由卡特拉克公司推广应用的，而当今广泛使用的结构则是布希获专利的改进设计。在此期间，除了滑移齿轮变速器的推广应用和同步啮合变速器的完善之外，还设计了便于驾驶人员换挡方便的变速器，这就是1907年福特T型车所采用的行星齿轮变速器。该种变速器中有一个中心齿轮（或称太阳轮），另有3个行星齿轮围绕着它转动。现在，行星齿轮变速器比手动变速器更加广泛地在自动变速装置中得到采用。

有些经过精心设计的手动行星变速器正在发展。威尔逊预选变速器就是其中之一，它是1930年研究成功的。威尔逊把4个单独的行星齿轮传动装置进行串联组成轮系，驾驶员只要控制转向柱上小巧的手柄，就可以得到一种预选速比。此外，驾驶员还可以踩下脚踏板，指令专门的预选齿轮通过凸轮轴脱开一个齿轮，同时又使预选齿轮组进行啮合。自从本哈特—拉瓦索尔变速器出现以来，对变速器的设计都遵循着一个共同的目标，这就是变速要力求简便。1904年，美国波士顿的斯图凡德兄弟发明了第一个自动变速器。这个变速器有2个前进挡，通过离心力的作用使齿轮啮合或脱开，无需踩脚踏板。当发动机转速增大时，离心力首先使变速器啮合在低速段，然后在高速段。这个部件常常由于离心力产生啮合弹跳而失效。同年，凯迪拉克汽车第一次将行星齿轮机构使用在变速器上。

行星齿轮结构

1914年，德国奔驰公司最先推出了全自动齿轮变速器，当时装在少数高级官员制造的汽车上，并没有成为商品。1926年，别克汽车第一次将液力偶合器和变速器装在一起。1934年，列奥研制成功一种名为列奥的自动变速器。该装置实际上是由2个变速器串联而成，在正常驱动情况时，它能根据汽车速度通过多片离心离合器自动地换到高速挡，其工作原理与斯图凡德自动变速器大致相同。第二级用手动变速，只是在需要时才使用它。

汽车自动变速器作为一种新型的传动器，最早是1939年由通用公司奥兹莫比尔部开发的，目前已经经历了半个多世纪的发展，而且其形式也多种多样。1937

年，别克

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和奥兹莫比尔使用了一种自动安全变速器。它采用一个普通的离合器来改进变速器前进挡或倒挡，在前进挡时，变速器通过2个液压操纵的行星机构自动变速，这2个行星操纵机构一个用在低速挡，另一个用在正常驱动挡。该装置其实就是1938年出现的通用汽车公司液力自动变速器的前身。

自20世纪40年代起，人们就不遗余力地发展自动变速器。1939年，克莱斯勒公司引入了液力传动，在发动机与传统摩擦式离合器之间安装液力耦合器的#挡同步啮合变速器。1941年，这种传动装置被真空自动装置所代替，其真空自动装置是1个手动换挡2挡变速器串联1个真空控制的自动超速传动装置，结果是4个前进挡只有2个实现了自动换挡。1942年，福特公司在林肯和水星车型上安装了相似的液力传动装置，但其销售量很小，在第二次世界大战期间由于配件难以供应，许多车主不得不改装通用变速器。

为把发动机的转矩传递给变速器，可采用一种电磁离合器，它的工作是由离合器控制单元控制的。离合器控制单元响应来自各种传感器的信号，控制电磁离合器电路的通断。这些传感器包括1个制动开关、加速踏板开关和1个限制开关。当汽车要减速和停车时，制动开关断开离合器电路。离合控制单元根据加速踏板开关输入的信号，改变电磁离合器的电流，并且改变信号比，以调节变速器传动比。当换挡杆位于停车（P）或空挡（N）挡位时，限止开关防止离合器接合。

1940年，奥兹莫比尔采用液力自动变速器，这是在批量生产的美国汽车上最早采用的全自动变速器，也是第一台现代意义上的自动变速器。该变速器采用由液力偶合器和2排行星齿轮机构提供4个前进挡，利用节气门油压和速控油压进行换挡控制。1941年，凯迪拉克汽车装用液力自动变速器。同年，克莱斯勒推出了带有液力耦合器的4挡半自动变速器。1948年，自动变速器已经发展到与行星传动组成一体的液力变矩器，首先使用液力变矩器的是别克汽车。同年，蒡蒂克汽车装用液力自动变速器。自动变速器最重要的改进是在第二次世界大战期间，别克汽车公司为坦克开发了液力变矩器，到1948年，这种液力变矩器与其他部件结合，成为液力变速器而定型为现在通用的自动变速器。

1949年，帕卡德的超自动传动装置采用了锁止液力变矩器，但由于该变矩器具有工作冲击性，而于1957年被弃置，直到20世纪70年代才又被重新采用。1956年，克莱斯勒汽车公司投产了陶克福利特变速器。这种变速器是最早带有变矩器的现代自动3挡变速器，并且首先采用辛普森复合行星齿轮机构。1968年，法国雷诺公司率先在自动变速器上使用了电子元件。1977年，美国克莱斯勒公司首先开发出了带锁止离合器的液力变矩器。这种锁止装置实 …… 此处隐藏：9922字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……