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汽车机电一体化控制系统M-M变速器应用与解决方案

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了满足这些规定,汽车科学家和工程师已设计了可变档位范围和分离式手动变速器。MT也可以分为如下类型: 滑动齿轮变速器。常啮合式变速器。周转轮系变速器。M-M离合器和ECE/ICE节气气动阀两者都是由一个微型计算机或微处理器控制的,并且在驾驶人通过控制台上某个开关提供合适信号的时候自动激活。M-M离合器的离合器踏板操作在车辆起动和停车时非常重要。只是增值的部分,如E-M、P-M或F-M伺服机构和自诊断微型计算机,是特殊的零件。

汽车机电一体化控制系统M-M变速器应用与解决方案

通过加速踏板(节气门气动阀)来机电一体化地控制ECE轴或ICE曲轴输出功率,机电一体化地控制着ECE/ICE工作时的速度;在ECE轴或ICE曲轴角速度值非常高时,ECE轴或ICE曲轴输出功率值可能高,但同时ECE轴或ICE曲轴输出转矩值可能大大低于在ECE轴或ICE曲轴的角速度值。

换句话说,只能在一个非常受限的ECE轴或ICE曲轴角速度范围内,才能达到或接近ECE轴或ICE曲轴的最大输出转矩。

因此,驾驶人需要能够既改变ICE输出功率,又改变涉及汽车所处车速取值范围的ECE轴或ICE曲轴角速度范围,而不管需要何种预定时间。只有在这种方式中,车轮的转矩值才能保持对上坡或下坡,或在平面上行驶,或加速/减速所需的转矩值的平衡。

因此,MT(齿轮箱)或SAT/FAT/CVT是必不可少的,这样驾驶人能通过选择适当的车速范围改变转矩。换句话说,可以获得最大转矩值速度。

当汽车以均匀车速移动时,车轮上的推力或驱动力必须完全使三种抵抗该运动的可变作用力总和保持平衡。如果驱动力更大,则车辆可以加速;否则,车辆可能减速直至达到平衡。最终可以建立这种平衡,因为这两种力会随车速的变化而改变。

三种力如下:

• 空气动力或空气阻力

• 正的或者负的坡道阻力。

• 滚动阻力。

鉴于此,ECE/ICE适应驱动轮,一个确定的ICE曲轴角速度值对应一个确定的车速,同样驱动力与ECE轴或ICE曲轴输出转矩成比例。当ECE轴或ICE曲轴角速度改变时,随曲轴输出转矩变动的驱动力变动可能依赖ICE曲轴输出转矩的变动。

对一辆手动档汽车的齿轮比的选择过程进行了测试,一个熟练驾驶人可获得一个可作为起点的近似值。接下来完成最高变速比,这样车速值与ECE轴或ICE曲轴角速度值产生联系,结果是达到最大ICE曲轴输出功率。接着,必须推定可以接受的最大坡度,建立坡道阻力合力。这提供必需的最大驱动力,以及被接受的ECE轴或ICE曲轴最大输出转矩。对于让这个驱动力获得而言,这个传动比是必需的。最高传动比和最低传动比由此建立,并且可以确定其他比率,从而使它们形成一个几何级数。

ECE/ICE有一个特定ECE传动轴或ICE曲轴加速度范围,在此范围中产生的输出功率并不比最大值低太多,传动比应当使ECE传动轴或ICE曲轴角速度可以在这个范围内。

另一方面,必需的齿轮数量也依赖于汽车的目标性能,比如,相比一辆只用在公路上的(类似的)车,一辆公路/越野车可能需要较高数值的传动比(较低的传动装置)。如果公路/越野汽车用于公路行驶,则需要一个高的最高车速。例如,与类似的公路用车的四级车速相比,公路/越野用车可能需要的车速为五级或更多。

在重载档位范围内,情况改变更加广泛,不仅与地势(坡度、海拔等)有关,而且也与接受的装载范围有关。一辆少量装载的车或空车可能只需要4~6个齿轮,而一辆相同的满载车,则可能需要8~12个齿轮。

为了满足这些规定,汽车科学家和工程师已设计了可变档位范围和分离式手动变速器。情况也依赖于道路交通,如果交通紧张,则需要重型车辆的驾驶人能够连续改变换档。

驾驶人也可能要求更多的齿速比,这样他/她无须让ECE/ICE超过其经济的ECE轴或ICE曲轴角速度范围运行就能加速,从而关键性地改善燃料消耗率(spe-cific fuel consumption,SFC)。对于很重的车辆,如4t或以上的车辆,则可能需要16个甚至24个传动比。(www.xing528.com)

汽车中的MT可被分成:通过彼此啮合的轮齿间接传送驱动力的变速器;为某个传动比提供一个直接的轴传动,同时对于其他的齿速比不得不通过轮齿传送驱动的变速器。

MT也可以分为如下类型:

• 滑动齿轮变速器。

• 常啮合式变速器。

• 周转轮系变速器。

组合使用这些类型中的两种并非特别。直齿轮传动装置被应用在所有这三种类型的变速器中,它们之间的不同在于引发齿轮工作的方式。滑动齿轮变速器类型是最为简单、最为传统和最老的类型;在常啮合式变速器广泛使用的今天,它仍旧常常被使用。

滑动或常啮合式MT的特征是:安装有一些齿轮的轴,并且所有齿轮的运动容易绕其自己的轴旋转。

周转轮系变速器的特征是:至少有一个齿轮不仅绕其自己的轴旋转,而且也物理上绕一些其他轴旋转。

SAT的半自动操作目的已经达到,包括变速杆壳体上的E-M、P-M或F-M伺服机构。

M-M离合器和ECE/ICE节气气动阀两者都是由一个微型计算机或微处理器控制的,并且在驾驶人通过控制台上某个开关提供合适信号的时候自动激活。该开关向前按指向升档,向后按指向降档,同时仪表板上的指示器让驾驶人看到当前的档位。

可以通过该开关的多种动作完成跳档,也可以自动完成,具体取决于载重和道路情况。M-M离合器的离合器踏板操作在车辆起动和停车时非常重要。

一种FAT的全自动形式考虑到了更好的经济潜力。其电子控制单元(ECU)可以完成前进、倒退,或保持档位。

因此,驾驶人能预期道路情况并控制任何档位,除了避免出现不足加速或超加速ECE/ICE的必要条件。

全部MT的最大优势在于,它建立在一个不复杂的机电一体化控制系统上。这种系统不仅有效和维护简单,而且也容易使检修汽车工程师熟悉。

任何一个可用常见尺寸的变速器(即MT/SAT/FAT)的大多数机构部分,都是标准化的。只是增值的部分,如E-M、P-M或F-M伺服机构和自诊断微型计算机(微处理器),是特殊的零件。

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