汽车电子技术:变速器的电子控制

　　车用变速器

　　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，变速器将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。

　　三轴五当变速器传动简图

　　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可以减少功率损失。

　　对变速器的要求

　　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：

　　两轴五当变速器传动简图

　　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

　　一、舒适性：

　　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、在整个使用寿命内不会牺牲舒适性。

　　变速器远距离外操纵机构

　　1-变速杆 2-纵向拉线 3-横向拉线

　　二、燃油经济型：

　　从变速器方面有效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。

　　三、可操控性：

　　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驾驶员的类型。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。

　　四、结构尺寸：

　　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。

　　五、制造成本：

　　制造成本地的条件是：大批量生产、简单的控制结构以及可自动化装配。

　　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将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

　　手动换挡变速器是最简单和最便宜的变速器，至今在全世界还广泛使用。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。

　　手动换挡工作原理图

　　手动换挡变速器结构可以分为下面几个部分：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、结构紧凑，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。