【AMT换挡过程分析概述2400字】

AMT换挡过程分析概述目录TOC\o"1-3"\h\u13121AMT换挡过程分析概述 1322841.1AMT换挡冲击分析 1197161.2挂挡过程分析 2154431.2.1同步器介绍 2232941.2.2同步器运动过程分析 31.1AMT换挡冲击分析换挡冲击对于两档AMT变速器是十分重要的问题，为了解引发换挡冲击的因素，需对发生换挡冲击的换挡过程进行分析。为了解换挡过程，首先对两档AMT驱动系统的组成部分进行介绍，其结构图如下图2-1所示。图2-1两档AMT驱动系统结构图换挡的整个过程可分为以下几个阶段：（1）卸载力矩阶段当车辆状态达到换挡点后，变速器控制单元（TCU）向电机控制器（MCU）发指令，此时驱动电机工作在转矩模式下，接收到指令后以一定的速率开始降低转矩，当转矩降低到满足摘挡条件时，卸载力矩阶段完成，并保持当前扭矩不变，进入摘空挡阶段。（2）摘挡阶段动力中断之后，变速器控制单元（TCU）控制换挡电机驱动换挡机构动作，摘挡过程为接合套与啮合齿圈分离过程，接合套在换挡执行机构的推动下由在挡位置逐步向空挡位置移动，直到与啮合齿圈分离为止。由于卸扭阶段驱动电机电磁转矩的补偿的作用，此阶段摘挡阻力较小，为了尽快减小换挡动力中断时间，此阶段应尽快完成。（3）主动同步阶段摘空挡到位后，当接合套与啮合齿圈分离之后，两者之间无动力机械接触，驱动电机模式切换在短时间内切换为转速模式，同时接收TCU发出的目标转速指令，以最快的加速度实现转速同步。（4）挂挡阶段挂挡阶段为接合套和接合齿圈的啮合阶段，是指同步阶段完成之后换挡执行机构推动接合套移动至目标挡位目标位置，其间经过齿面碰撞阶段、齿面摩擦阶段、逐步啮合阶段，最终完成挂挡。（5）转矩恢复阶段TCU检测到挂挡到位后，给MCU发送指令，电机从自由模式恢复到力矩模式。至此，整个换挡过程结束。分析换挡各个阶段的工作过程，可以得出：在升矩，降矩，电机主动同步阶段，接合套和接合齿圈处于分离或相互静止状态，故不存在冲击；对于摘挡和挂挡阶段，接合套和接合齿圈处于相对运动状态，发生了碰撞，而对于摘挡阶段，由于接合套和接合齿圈先前属于结合状态，故在分开瞬间两者的周向转速差较低，碰撞力较低，而挂挡阶段碰撞瞬间的转速差较大，且存在轴向速度差，故可得挂挡阶段的冲击相比摘挡阶段更大。综上，可得出换挡冲击主要由挂挡冲击产生，故为研究如何降低换挡冲击，需对挂挡过程进行分析，分析引起挂挡冲击的因素。1.2挂挡过程分析挂挡阶段主要为同步器和接合齿圈的啮合过程，故从同步器和同步器运动过程两个方面对挂挡过程进行分析。1.2.1同步器介绍同步器是挂挡过程中的重要部件，若想对挂挡过程深入了解，找出影响挂挡冲击的因素，首先对同步器的组成部分进行介绍。同步器的结构如图2-2所示。主要部件包括花键毂、接合套、同步环、接合齿圈和滑块组件。接合套的内齿与花键毂的外齿接合，花键毂通过内花键与变速器的输出轴连接，进而驱动整车端共同转动。接合齿圈在一挡和二挡的从动齿轮上，与驱动电机端共同转动。将接合齿圈端称为同步器的输入端，接合套端称为同步器的输出端。换挡执行机构的拨叉与接合套外侧的凹槽相连，通过换挡力实现接合套的轴向移动，完成摘挡和挂挡操作。同步环侧面的凸台与花键毂侧面的通槽接合，两者的宽度相差半个接合套齿宽。同步环在空挡时由花键毂带动旋转。在挂挡过程中，同步环内侧锥面与接合齿圈的外侧锥面接触，在换挡力的作用下产生摩擦力矩，实现接合齿圈与接合套的转速同步。滑块组件的作用为空挡定位以及在预同步阶段推动同步环轴向移动，产生预同步摩擦力矩。图2-2同步器结构1.2.2同步器运动过程分析挂挡过程是由换挡执行机构驱动同步器挂入目标挡位，其中挂挡阶段中的同步器运动过程可分为以下几个阶段：（1）第一次自由运动在调速阶段结束后，换挡执行机构输出换挡力，开始挂挡过程。接合套在换挡力作用下，带动滑块组件克服弹簧的预紧力开始轴向移动，滑块与同步环之间的轴向间隙被消除。（2）预同步接合套带动滑块接触同步环时，将带动同步环一起轴向移动。同步环内锥面与接合齿圈外锥面开始接触，产生预同步摩擦力矩。同步环在该摩擦力矩作用下相对接合套转过半个齿宽，与花键毂凹槽的另一侧接触。接合套继续向同步环移动，直至接合套齿与同步环齿接触。（3）同步锁止接合套齿与同步环齿接触，换挡力直接作用在同步环上，同步环与接合齿圈的锥面间产生摩擦力矩。由于同步环齿面上锁止角的存在，换挡力在同步环齿面上产生切向分力，形成拨环力矩。同步过程中，接合套因摩擦力矩会大于拨环力矩停止轴向移动。图2-3为同步锁止阶段的受力分析。图2-3同步阶段受力分析（4）拨环当同步锁止阶段结束后，同步环与接合齿圈之间的转速差降为零，二者的摩擦锥面间没有了相对滑动，动摩擦力矩变为静摩擦力矩。拨环力矩将同步环和接合齿圈相对于接合套一同转过半个齿宽，接合套继续轴向移动通过同步环。（5）第二次自由运动接合套通过同步环后，继续轴向运动，直至与接合套齿与接合齿圈齿接触。此阶段接合套的轴向阻力消失，轴向速度快速增加。（6）二次冲击接合套齿以一定的轴向速度与接合齿圈齿接触，发生碰撞。与同步过程相比，接合套所受轴向阻力出现更大的尖峰，接合套轴向速度迅速减小。接合套齿在换挡力的作用下拨动接合齿圈齿转过一定角度。图2-4为二次冲击阶段的受力分析。图2-4二次冲击阶段受力分析（7）第三次自由运动接合套继续轴向移动，通过接合齿圈齿后继续运动至入挡位置，完成与接合齿圈的接合。根据以上过程可以整理出同步器在换挡阶段的运动轨迹如图2-5所示。图2-5换挡过程中同步器运动轨迹通过对同步器运动过程的分析，可以得到发生冲击的主要是同步器与接合齿圈的机械同步过程和二次冲击过程个，其中机械同步过程冲击的大小与碰撞前接合套与接合齿圈转速差关系较大，而转速差是由调速过程中转速控制算法决定的；二次冲击过程冲击的大小与碰撞前接合套的速度，接合套与接合齿圈的相对角度