新型复合式自动变速器换挡规律研究

摘 要：新型复合式自动变速器，是在原有齿轮式变速器的基础上加装无级变速系统，对供油调节装置、离合器、变速箱的控制采用了电机驱动或液压驱动的执行机构，实现起步、选挡、换挡的自动化控制，使汽车成为自动在无极和有级变速器变速的汽车。根据汽车变速器的结构与工作特点的分析，結合发动机特性与汽车的使用在高挡行驶过程中采用基于油门和车速两参数的换挡规律；进而利用Matlab和SimulationX 工具建立起汽车的整车动力学模型，并对提出的两参数换挡规律进行仿真，其结果和跳挡换挡规律仿真结果进行分析比较，验证了所提出方案的有效性和可行性。

关键词：复合式自动变速器；动力学模型；换挡规律

无级变速器可以通过改变主、被动带轮的直径从而在一定的数值范围内连续改变传动比，具有结构紧凑、工作可靠、噪音低等优点。但由于摩擦面的摩擦系数和零件承受单位压力的限制，加之工艺和控制上的问题，导致传递功率小，传递效率低，特别是高速大负荷行驶时功率损失较大。为解决这一问题。

本文设计出一种新型复合式自动变速器，结合无级变速器和有级变速器的优点，提高车辆行驶时的整体性能。该变速器工作原理如下：当汽车低速行驶时，无级变速离合器分离，无级变速器不工作，有级变速离合器结合，有级变速器工作，提高车辆低速行驶时的动力性；当汽车高速行驶时，有级变速离合器分离，有级变速器不工作，无级变速离合器结合，无级变速器工作，提高车辆高速行驶时的经济性。

1 最佳换挡规律的建模与仿真

“发动机是汽车的动力源泉，其动力是以转矩及转速形式输出的，建立发动机仿真模型就是要根据汽车的运行状况计算发动机所输出转矩或转速值”[2]。发动机模型是整个汽车系统模型的基础。“由于发动机的工作过程受转速、负荷、燃油供给、点火时刻等诸多因素的影响，所以要建立精确的发动机模型是非常困难的。因此，在满足仿真要求的条件下，建立了发动机的部分特性转矩模型”[3]。

kktqetqnananaaTnT++++==L2210），（α拟合阶数：k =4，ai —拟合系数，i=0，1，2…9；Ttq—稳态转矩；ne—发动机转速；α—油门开度。

在仿真软件simulationX中可得到发动机转矩随时间变化的曲线，通过发动机的部分特性转矩模型，再进一步仿真，可拟合出基于车速和油门开度两参数最佳动力性换挡规律的matlab仿真曲线。

2 仿真结果与分析

在50s的仿真时间里，车速v的变化曲线如下图所示

从图2.6可以看出随着时间的增加，车速也在增加，换挡点处的车速变化平缓，冲击力小，有利于提高舒适性，从而可以验证动力性换挡规律的合理性。

参考文献

[1]雷雨龙等.机械式自动变速器换挡综合智能控制[J].汽车工程，2001.5

[2]杨亚联，秦大同.金属带式无级变速器电液控制系统设计与实验研究.汽车技术，2002，（11）： 15～18

[3]卢新田等.AMT 控制系统结构及国外主要 AMT 新产品介绍.汽车技术，2004.5

[4]刘文营.重型商用车电控机械式自动变速器换挡规律的研究.[D].吉林大学，2009.4

作者简介

李振（1988-），男，硕士研究生，研究方向：液罐车转向侧向稳定性。