电控机械式自动变速器换档规律研究与仿真分析

摘要

随着经济的发展和汽车保有量的增加，市场对装备自动变速器汽车的需求日益高涨，自动变速器在汽车上的应用日渐普及。城市公交车辆中使用传统的手动变速器虽能满足汽车动力性和经济性的基本要求，但存在换挡操作劳动强度大，不易把握换挡的最佳时机，换挡操作不当使行车不平稳和影响乘坐舒适性等问题。电控机械式自动变速器(AMT)具有传动效率高、结构简单和成本低等优点，是一种适合我国国情的机电一体化高新技术产品，特别适合大型客车和载货汽车的开发应用，有着广阔的发展前景。
　　 本论文选题于实际工程项目，主要是为B90V6110J城市公交车的电控机械式自动变速器(AMT)制定最佳的换档规律，以提高车辆的动力性和燃油经济性。换挡规律关系到动力传动系统整体最优性能的发挥，直接影响车辆的动力性和燃油经济性，是自动变速器的灵魂。本论文选择电控机械式自动变速器换档规律这一关键性问题作为研究对象，研究目的是为AMT制定最佳的换档规律以提高车辆的动力性和燃油经济性。
　　 本论文通过对汽车动力学、燃油经济性和发动机特性进行分析，建立汽车行驶方程式和燃油消耗方程式，重点研究了最佳动力性、最佳燃油经济性换挡规律的制定方法，并推导出该公交车的最佳性能换档规律。通过分析和研究AMT车辆的最佳动力性换档规律和最佳经济性换档规律，兼顾到汽车的经济性和动力性，进一步设计了AMT车辆的综合性换档规律。鉴于城市公共汽车的运行中质量变化较大，且质量变化对换档规律有影响，创新的提出变质量换档方案，丰富了AMT车辆的自动换档控制理论。
　　 由于计算机仿真技术与实车测试相比可以节省大量的人力物力，本论文为对换挡规律进行评价，采用MATLAB/Simulink仿真工具箱建立了该公共汽车的发动机仿真模型、汽车传动系仿真模型以及换挡规律的仿真评价模型。利用此仿真模型对制定的最佳动力性、最佳燃油经济性和综合性换档规律进行仿真，仿真结果表明本论文所建立的综合换档规律是合理的。对变质量换档规律和传统综合换档规律进行仿真、比较，仿真结果证明了变质量换档方案的优越性。