电控机械式自动变速器(Automated Manual Transmission,)是在传统平行轴式手动变速器和干式离合器的基础上,加装电控执行机构和传感器构成的,其具有手动变速器传动效率高、制造成本低等优点,而且制造相对简单、生产继承性好,所以具有广阔的产业化前景,尤其是在重型商用车领域
对于带有同步器的机械式自动变速箱,同步转速通过同步器实现,而不带同步器的变速器,九游体育官网采用滑动齿套换挡,升挡时需要将输入轴转速降到合理范围内,才能较平顺的进齿啮合、实现换挡[4]。而使用中间轴制动器可快速准确的降低输入轴转速。国内外采用的中间轴制动器多为气动控制,不仅需要整车提供清洁气源,而且由于气体的可压缩性,导致制动过程不易精确控制,冲击较大[5]。
本文针对上述问题,通过对中间轴制动器进行参数计算,设计一种新型的电磁式中间轴制动器总成。
中间轴制动器的摩擦片通过花键与变速器中间轴连接在一起,随中间轴一同旋转,钢片与制动器底座固定在一起。制动器工作时,电磁阀控制高压气体进入制动器气缸,活塞在高压气的作用下向前运动,挤压钢片,使钢片与摩擦片之间发生滑摩产生摩擦阻力矩,即制动力矩,从而降低中间轴转速。当中间轴转速降至目标转速,气缸内的高压气体经电磁阀排出,活塞在回位弹簧的作用下回到初始位置,钢片与摩擦片间的滑摩解除,制动器停止工作。油泵为制动器提供冷却油。
由于制动器是在变速箱摘空挡后工作,所以它的工作对象包括:发动机及其飞轮、变速箱一轴及其附属零件、中间轴及其附属零件、二轴上的惰轮、倒挡轴附属零件以及其自身的转动惯量。首先将上述各部分的转动惯量转换到安装制动器侧的中间轴上,然后再转换到制动器上。
分离离合器换挡时,制动器工作需要克服的转动惯量及已知条件如下:输入轴(Input Shaft)及其附属零件的转动惯量及其齿数
设换挡前车速为ua,发动机转速为nea,传动比为iga,中间轴制动器齿轮转速为nca;换挡后车速为ub,发动机转速为neb,传动比为igb,中间轴制动器齿轮转速为ncb。
由于离合器在换挡时不分离,并且已摘空挡,所以近似刚性联接,中间轴转速变化近似匀减速,角加速度
根据经验以及变速箱所匹配的发动机6DN1 的万有特性曲线 发动机万有特性曲线图
发动机工作转速范围为0 ~ 1900 r/min ,要求的最大制动力矩:
F1 ——轴向压紧力; F2 ——周向分力; R1 ——钢球的作用半径。(2)摩擦力矩
在图5 中,具体对应关系为:1- 制动器壳体;2- 轴总成;3- 制动器齿轮;4- 圆锥滚子轴承;5- 固定齿座;6- 摩擦片(5 个);7- 钢片(4 个);8- 齿轮泵外转子;9- 齿轮泵内转子;10- 小垫片;11- 推力轴承;12- 泵盖:13- 碟形弹簧(2 个);14- 随动压盘;15- 钢球(3 个);16- 限位压盘;17- 吸盘;18- 限位环;19- 推力轴承(2 个);20- 大垫片;21- 电磁铁;22- 电磁铁开关。
4 结论本文通过对中间轴制动器参数的选取与计算,设计了一种新型的电磁式中间轴制动器。此设计为后续中间轴制动器控制策略的开发奠定基础,也更好地推进AMT 整机的设计与开发。
[1] 王建忠.商用车机械式自动变速器控制策略关键技术研究[D].长春:吉林大学,2014.