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基于电子控制的AST自动变速器技术研究

变速器把发动机转矩和转速转换为汽车所需要的牵引力和速度,并能满足使汽车向前或向后行驶所需要的转动...

基于电子控制的AST自动变速器技术研究

发布时间:2024-01-13 19:51:35   来源:安博电竞

  变速器把发动机转矩和转速转换为汽车所需要的牵引力和速度,并能满足使汽车向前或向后行驶所需要的转动方向的变换。电子控制的自动变速器能自行选择最佳挡位,使汽车的行驶更加省油,并在复杂的交通状况下,如在陌生的环境或恶劣的天气状况下,帮助驾驶员减轻操作。在停停走走的断续交通中可明显的减轻驾驶员的疲劳。

  内燃机在它的整个转速范围内不是等转矩和等功率运转的。其最佳的“弹性”转速范围是在标定转速和最大转矩对应的转速之间。变速器实质上是转速-力矩变换器。为了在上坡和加速行驶,变速器把发动机转矩变换为相应的、汽车所需的力矩。变速器能最佳的利用发动机功率和优化发动机燃油消耗。在变速器上有一个汽车起步部件。它是汽车从静止状态到运动状态所必须的。

  1-输入轴 2-轴承 3-接合齿圈 4-同步环 5-输出轴 6-中间轴 7-接合套 8-中间轴常啮合齿轮

  变速器是传动系统效率的主要影响者。汽车变速器在最佳工作点的传动功率损失约为1.5%。在汽车的日常行驶工况下,由于驱动汽车的各种行驶状态,其功率损失约为8%。变速器的电子控制通过自行选择最佳挡位能够大大减少功率损失。

  各汽车都对变速器提出一些具体的要求,所以各种型式的变速器在结构和性能方便都是不一样的。开发变速器的目标和重点集中在以下几个方面:

  1-输入轴 2-接合套 3-里程表齿轮 4-同步环 5-半轴 6-主减速器被动齿轮 7-差速器壳 8-半轴齿轮 9-行星齿轮 10、11-输出轴 12-主减速器主动齿轮 13-花键毂

  对舒适性的一些重点要求则是:1、换当中没有冲击,没有转速的阶跃。2、换挡方便,不受发动机负荷和工作条件的影响。3、噪声小。4、在整个常规使用的寿命内不会牺牲舒适性。

  从变速器方面大大降低燃油消耗的条件为:1、传动比大。2、机械效率高。3、智能的换挡策略。4、控制功率小。5、质量轻。6、有备用的控制。7、有液力偶合器。8、小的搅油功率损失(齿轮转动时的搅动变速器内的阻力)等。

  变速器的下列功能可保证变速器良好的操控性:1、换挡点与汽车行驶状况协调。2、能识别汽车行驶状态和司机的类型。3、较好的酵素能力。4、山区下坡时的发动机制动作用。5、弯道较快行驶时防止换挡。6、能识别冬季路况。

  按照驱动方式,对变速器的体积有不同的规定。对后驱的变速器而言,变速器的直径应尽可能的小,而对前驱得得变速器来说,变速器的长度应尽量短。在冲击试验时,为满足这些要求还有详细的规定。

  在1886年第一批准备行驶的动力车上,驱动力直接传递到车轮上,而没有起步离合器。所以必须推动车辆或用手转动飞轮才能起步。为了将驱动力传到路面,奔驰公司采用了下列机械部件。发动机曲轴端部装上飞轮。因为发动机卧式地装在后轴上,垂直安装的锥齿轮传动把发动机的驱动力传到皮带传动机构上,皮带传动使中间轴的转速降低,并进一步通过链传动传到驱动轴上。

  基本上,变速器的类型分为:手动换挡变速器、自动换挡变速器(AST)、双离合变速器(DKG)、自动变速器(AT)、无级自动变速器(CVT)、环形变速器。我们将分别为大家走出介绍。

  手动换挡变速器是最简单和最便宜的变速器,至今在整个世界还普遍的使用。由于发动机功率的不断增大、汽车质量有所增加和汽车风阻系数不断减小,自20世纪 80年代以来5挡手动换挡变速器替代了占压倒优势的4挡变速器。这一措施一方面可使汽车可靠起步和良好的加速,另一方面在较高的车速时,发动机可在较低转速范围工作,使油耗降低。

  手动换挡变速器结构可大致分为下面几个部分:1、装在两根轴上的齿轮组。2、作为汽车起步部件的单片干式离合器,并在换挡时切断驱动力。3、由惯性力同步操纵的离合器部件(作为换挡部件)。手动换挡变速器最大的优点是:1、效效率高。2、结构紧密相连,简单。3、制造成本低。缺点为:相对不易操纵(换挡时要先踩离合器再手动换挡)。2、换挡时机取决于驾驶员。3、换挡时牵引力中断。

  自动换挡变速器(AST,Automatic Step Transmission),也称自动机械变速器(AMT,Automatic Manual Transmission)可假话变速器的操纵和提高燃油经济性。以前的手动换挡变速器的换挡过程现在通过气动、液压或电动来实现。

  离合器电子管理(EKM)用于自动换挡变速器(AST),并补充了两个选挡和换挡的伺服电机。带有AST的伺服电机在不需要更多费用时,可实现自动化和提高方便性。所需的电子控制信号,按系统情况可直接来自驾驶员操纵的换挡杆或来自串接的电子控制。

  在最简单的AST系统中,遥控代替机械拉杆。换挡杆(轻击杆或H换挡图的换挡杆)只送出信号,起步过程和离合器结合如同手动换挡变速器那样操纵。在全自动的AST系统中,变速器和汽车起步部件是自动化的。驾驶员的操纵部件是换挡杆或按键开关。为了对常用的变速器实现自动控制,需要有一个综合性的换挡策略,包括考虑汽车当前的行驶阻力,如负载和路面情况,在换挡牵引力中断时,为保证变速器的同步,电控发动机要短时、自动地端由。

  其结构特点为:1、基本结构同手动换挡变速器。2、通过(启动、液压或电机)控制器和电子控制,操纵离合器和换挡。

  优点:传动效率高、结构紧密相连、可适应现有的手动换挡变速器、操纵简单、有效的换挡策略以达到最佳的燃油经济型、比有级自动变速器或无级自动变速器更便宜。而其缺点在于在换当中会发生牵引力中段。

  之前我们已介绍过手动换挡变速器以及自动换挡变速器(AST),今天继续介绍另外两种变速器的类型,他们分别是:双离合器变速器(DKG)和自动变速器(AT)。这两种是较为常见的变速器,下面我们来简单的介绍一下它们。

  双离合器变速器是自动换挡变速器(AST)的发展,它没有AST变速器在换挡时牵引力中断的主要缺点。并且比AST变速器省油是DKG的一大优点。在换挡舒适性和功能性方面相当于AST。DKG变速器大多数都用在高档汽车。

  DKG同样满足汽车制造厂家按模块化设计的基本要求。模块化设计理念就是手动换挡变速器和自动换挡变速器可以再同一生产线上生产。其主要结构特点有基本结构与手动换挡变速器一样。齿轮组支承在三根轴上。两个离合器。通过变速器控制和执行机构操纵离合器和换挡机构。

  其工作原理是将排列各挡的齿轮分为偶数挡齿轮和奇数挡齿轮两组。尽管与常规的中间轴换挡变速器的基本排列相似,但它们间的根本区别是DKG的主轴是分开的,一根是实心轴,一根是套在实心轴外的空心轴。实心轴与空心轴靠齿轮组连接在一起。在变速器输入端的实心轴和空心轴都装有离合器。因为在换挡时嵌入两个档位(即主动挡和预选的相邻挡位),所以能在两个挡位间迅速换挡,如同自动变速器那样而没有牵引力中断。

  在性能方面,DKG的优点主要体现为:工作效率高、有与AST相近的舒适性、换挡时没有牵引力中断、能跳过一个挡位。缺点则是体积要比AST大并且支承力大、结构粗实。

  自动换挡变速器(AT Automatic Transmission)起着起步、选择速比和自动换挡的功能。利用简单的换挡,自动变速器能够最终靠接通和切断换挡机构实现跳挡。自动变速器的起步部件为液力变矩器。

  在结构上,许多4挡自动变速器基于大家熟知的拉维尼亚(Ravigneaux)行星齿轮组。多于4个前进挡的自动变速器无法换挡。5挡自动变速器则是需要另一个基本变速器,或者需要在4挡自动变速器前面或后面再接上一个行星排。发过工程师莱普迪尔发现了5挡或更多挡换挡的巧妙办法。他在双轴拉维尼亚行星齿轮组上加了一个前行星排,以便用另一个驱动转速来驱动该行星排。起步部件的数目不变。对增加的挡只是多次使用。该方案的优点是体积小,质量轻,成本低。

  刚才提到变矩器,而变矩器的作用是帮助汽车起步,它在汽车起步过程中起着附加挡的作用。在要求舒适性的大多数自动变速器上采用液力变矩器作为起步部件。由于液力变矩器是液体机构,所以 它是理想的起步部件并能吸收震动。为提高液力变矩器在高速比工况下的传动效率,在变矩器的泵轮和涡轮上跨接了一个离合器,从而构成一个带锁止离合器的液力变矩器。避免由于液力变矩器的滑动转而造成功率损失并增加油耗。

  片式离合器可保证换挡时不可能会出现牵引力中段现象而仍能传递发动机转矩。在换挡过程,离合器衬片和钢片以及换挡制动器承受了动态转矩,并在换挡以后传递负载力矩。

  行星变速器是自动变速器的核心部件,其功能是调整传动比和保证不间断传递动力。行星变速器是由布置在中心的一个齿轮,即太阳轮。多个行星轮。一个内啮合齿轮共同组成的。

  汽车行驶状态主要是由轮胎与地面之间的纵向作用力和横向作用力决定的,因此车轮与地面之间的作用力必然要受到轮胎与路面之间附着力的限制。abs系统可最大限度地利用轮胎与路面之间的纵向和横向附着系数,从而在制动过程中增强汽车的稳定性,防止侧滑和摆尾,同时在紧急制动过程中保持转向操作的稳定性能,有效利用纵向附着力可以缩短汽车制动距离,减轻轮胎磨损 电子控制abs的工作原理 汽车制动时由于车轮速度v1与汽车速度v2 之间有的差异。当汽车正常运行时,v1≥v2;当汽车制动时,v1≤v2 ; ;因而会导致汽车轮胎 与地面之间产生滑移。如图1所示,道路附着系数与车轮滑移关系曲线能够准确的看出:滑移率 当车轮以纯滚动方式与路面接触时,其中s=0,为纯

  ABS系统的非线性理论分析 /

  1 概述 近年来,随着电子技术、计算机技术和信息技术的应用,汽车电子控制技术获得了迅猛的发展,尤其在控制精度、控制范围、智能化和网络化等多方面有了较大突破。汽车电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。 汽车电子控制管理系统基本由传感器、电子控制器(ECU)、驱动器和控制程序软件等部分所组成,与车上的机械系统配合使用(通常与动力系统、底盘系统和车身系统中的子系统融合),并利用电缆或无线电波互相传输讯息,即所谓的“机电整合”,如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制管理系统、防滑控制管理系统、电子控制悬架系统、电子控制自动变速器、电子助力转向等。汽车电子控制管理系统大体可分为四个部分:发动机电子控制管理系统,底盘综合控制管理系统,车身电子安全系

  的应用与发展趋势 /

  引 言 电子控制管理系统一般都是实时系统,常需处理许多并发事件的输入数据流。这些事件的到来次序和几率通常是不可预测的,而且还要求系统必须在事先设定好的时限内做出相应的响应 。对于怎么来控制系统的复杂行为,普遍采用的是事件触发方案,即系统的所有行为响应系统外部事件而执行。然而,中断丢失与事件触发系统的开销是人们经常忽略的一个问题,文献 讨论了一个这样的例子:一个包含27个任务、采用RM调度算法的事件触发系统,CPU的实际利用率仅为18%。同时,电子控制管理系统也可以看作是一个能实时采集一组定义好的输入值,同时在预先确定的时间间隔给出一个正确输出的实时系统。为满足安全、低成本及程序尽可能简单等苛刻要求,电子控制管理系统的开发最终走向时间触发结构

  前言 随着汽车电子技术的持续不断的发展,汽车传感器(汽车传感器类型)在汽车发动机、底盘和车身的各个系统中负担着信息的采集和传输的功能,汽车各个系统的控制过程正是靠着传感器及时识别外界变化和系统本身的变化,再根据变化的信息去控制系统本身的工作的。因此汽车传感器在汽车电子控制中很有重要的作用(汽车传感器的作用)。那么,这些传感器是如何工作的呢?小编通过搜集整理资料,对应用在汽车不同控制管理系统的传感器原理作了简单分析总结。 不同位置汽车传感器原理介绍 1、车外温度传感器原理 车外温度传感器一般以热敏电阻制成,当车外气温变化时其电阻发生改变。温度低时电阻大,温度高时电阻小。 压缩机控制原理 2、车内温度传感器原理

  1. 引言 1)汽车发动机基础原理和构造 当今世界上的汽车发动机工作过程大多数都由四个冲程组成,即进气、压缩、膨胀和排气。利用燃料和空气的混合气在气缸内燃烧产生的高温度高压力气体的膨胀,发动机借助于曲柄连杆机构通过曲轴对外输出扭矩而作功。发动机按照所用燃料可分成汽油机、柴油机和燃气发动机;按照点火方式可分成点燃式和压燃式;汽油机按照空气和燃油的比例可分成理论当量燃烧和稀薄燃烧;按照汽油喷射地点可分成中央喷射、进气口喷射和缸内喷射。 发动机的每个部分按其功能可分成燃油供应系统、进气排气系统、点火系统、曲柄连杆传动机构、润滑系统、冷却系统和辅助系统如发电机、起动机、空调压缩机和各种泵等。 发动机工况可分成冷起动、起动后、暖

  汽车电子控制技术的加快速度进行发展主要根据以下三个因素:一是得益于晶体管技术、大规模集成电路技术、计算机技术和网络技术的快速的提升,成本不断降低,控制功能越来越强大,为汽车电子控制技术的发展提供良好的条件;二是由于各国政府制定了越来越严格的法规,迫使汽车制造商一定要采用先进的电子控制技术,以满足在燃油经济性、安全性和排放性能方面的法规要求;三是用户对汽车安全性、舒适性、动力性、经济性等慢慢的升高的需求,促使汽车制造商更多地采用电子控制技术,增强其产品在市场上的竞争能力。 汽车电子控制技术的发展过程,大致可分为电子电路控制、微型计算机控制和车载局域网控制三个阶段。第一阶段(1953~1975年):模拟电子电路控制阶段,即采用分立电子元件或集

  的解析 /

  采暖、通风和空调系统对电子控制管理系统提出了越来越严格的要求,以便于提高总系统的能效、安全性和可靠性。 因此,开始使用越来越复杂的电子元件来控制“逆变器–驱动器”,以便大幅度提高能效,同时消除有刷电机的维护需求。 利用意法半导体的控制器和电源开关,电机驱动器提供了具有最佳扭矩-速度比的操作,改善了功率因数,优化了占空比。 这些应用内的主要致能产品有:- 8和32位微控制器 电力线调制解调器IC 电机控制IC 智能电源开关 IGBT 功率MOSFET AC开关 超高速和肖特基整流器 保护器件 功率MOSFET MEMS传感器 面向电源的高压转换器 商用热水器和游泳热水器 最新的热水器拥有丰富特性,如精确度

  系统 /

  随着电子控制管理系统单元(ecu)在汽车上大范围的应用,汽车电子化程度慢慢的升高。电控系统的增加虽然提高了汽车的动力性、经济性和舒适性,但随之增加的复杂电路,必然导致车身布线庞大而且复杂,安装空间短缺。同时,为了更好的提高电控单元信息利用率,要求大批的数据信息能在不同的电子单元间共享,汽车综合控制管理系统中大量的控制信号也需要实时交换,不同功能电子控制管理系统单元间的数据通信慢慢的变重要。因此对电子控制管理系统单元的设计提出了慢慢的升高的要求,不仅要求通信网络应具有通信速率高、准确、可靠性高的特点,同时要求控制模块上应具有控制实效性高、空间小等优点。 本文采用了基于can总线技术,设计开发了应用于汽车网络系统中的电子控制管理系统单元。 1 电子控制管理系统单元can通

  系统单元在汽车网络系统中的应用 /

  (杨保成)

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