拆解一直是汽車之家的固定選題之一,不過(guò)這次我們要拆的不是發(fā)動(dòng)機(jī),也不是底盤,而是變速器,而且還是大家不太熟悉的AMT變速器。正因?yàn)榇蠹覍?duì)AMT變速器可能并不是那么了解,所以今天我們要為大家預(yù)先介紹的就是常見(jiàn)于小車的兩類AMT變速器技術(shù)。
AMT的研發(fā)始于20世紀(jì)60年代,伊頓、戴姆勒·奔馳和斯堪尼亞等是研發(fā)AMT變速器的先驅(qū)。所謂AMT變速器是在普通手動(dòng)變速器的基礎(chǔ)上,主要改變機(jī)械變速器換檔操縱部分(對(duì)變速箱殼體、撥叉、換擋軸、換擋指等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)),即在總體傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不變的情況下通過(guò)加裝TCU控制的自動(dòng)操縱系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)換擋的自動(dòng)化。因此AMT實(shí)際上是由一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)完成操作離合器和選檔的兩個(gè)動(dòng)作。由于AMT能在現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械變速箱基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,生產(chǎn)繼承性好,也就具備了操作方便、成本較低、經(jīng)濟(jì)性好(傳動(dòng)效率高)等優(yōu)點(diǎn)?,F(xiàn)在的AMT自動(dòng)變速器類型也有不少,如果以執(zhí)行器區(qū)分,常見(jiàn)的裝車的有電-液,電動(dòng)和電-氣三種方式(氣動(dòng)執(zhí)行器的AMT變速器常用于商用車,對(duì)此我們也不再贅述)。
● 電-液執(zhí)行器的AMT變速器
優(yōu)點(diǎn):技術(shù)成熟,在小車上應(yīng)用廣泛
缺點(diǎn):液壓裝置對(duì)環(huán)境適應(yīng)性較差,容易泄漏
以馬瑞利速選器(SELESPEED)為代表的電-液執(zhí)行器核心AMT變速器,已經(jīng)在諸如奇瑞QQ3、瑞麒M1、雪佛蘭賽歐、上汽MG3等車型上廣泛得到應(yīng)用,它主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU和變速器控制單元TCU的控制下,由液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓油提供動(dòng)力,液壓油進(jìn)入選換擋機(jī)構(gòu)和離合器閥體中,實(shí)現(xiàn)選擋、換擋和離合器的分離結(jié)合。
『以電-液執(zhí)行器為核心的AMT變速器結(jié)構(gòu)示意圖,淺色部分為機(jī)械變速器的齒輪組部分,深色部分為AMT執(zhí)行器單元』
為整套電-液執(zhí)行器提供液壓動(dòng)力的單元由直流電動(dòng)機(jī)和齒輪泵組成,馬瑞利執(zhí)行器的液壓系統(tǒng)通常工作壓力范圍在38到52bar之間,控制單元通過(guò)繼電器控制直流電機(jī),當(dāng)蓄能器壓力低于38bar時(shí),電器閉合,電動(dòng)機(jī)開始工作,蓄能器壓力升高到52bar時(shí)繼電器斷開,電動(dòng)機(jī)停止工作。
液壓油進(jìn)入執(zhí)行器之后,通過(guò)電磁閥控制不同的油路,推動(dòng)多個(gè)活塞實(shí)現(xiàn)選擋、換擋以及離合器的分離、結(jié)合,其中油路又分主油路、控制油路和回油路,主油路指指從動(dòng)力單元到控制電磁閥之間的油路,控制油路是指從電磁閥到選換檔組件壓力腔的油路,而回油路是指從選換檔組件壓力腔到油壺之間的油路。
除開變速器控制單元TCU、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU和液壓執(zhí)行器本身之外,還有多個(gè)傳感器提供發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、加速/制動(dòng)踏板位置、換擋桿位置、離合器位置、車速、液壓系統(tǒng)油壓等數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)高速運(yùn)算,明確車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)所在的即時(shí)狀態(tài),為實(shí)施各項(xiàng)操作打好基礎(chǔ)——電子控制單元TCU根據(jù)電子加速踏板位置、制動(dòng)踏板狀態(tài)、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等等信息直接控制離合器和自動(dòng)管理檔位變化。在換檔過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU接到TCU通過(guò)CAN發(fā)來(lái)的換檔信息,會(huì)同步地控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩(當(dāng)離合器分離時(shí)扭矩下降,當(dāng)離合器閉合,換檔完成時(shí)扭矩增加),使整車在最佳工況下運(yùn)行。
電-液執(zhí)行器是研發(fā)歷史較長(zhǎng)的AMT變速器執(zhí)行器,它在很多小車上已經(jīng)得到了長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用,技術(shù)已比較成熟,不過(guò)由于液壓系統(tǒng)受到外界溫度的影響很大,而且換擋機(jī)構(gòu)本身工作次數(shù)多,一旦密封件出現(xiàn)問(wèn)題就是出現(xiàn)液壓油外泄,影響變速器正常工作的情況,同時(shí)液壓系統(tǒng)的反應(yīng)也相對(duì)較慢,不如電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)得迅速。
『多款國(guó)產(chǎn)小車均采用了電-液執(zhí)行器為核心的AMT變速器』
目前采用馬瑞利電-液執(zhí)行器的AMT變速器在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛,其中馬瑞利已經(jīng)和上汽成立合資公司,為馬瑞利的AMT變速器提供配件,而奇瑞等自主企業(yè)也開始研制AMT變速器,出于成本因素,這類AMT變速器預(yù)計(jì)今后將更多出現(xiàn)在A00、A0級(jí)國(guó)產(chǎn)車型上面。
● 電動(dòng)執(zhí)行器的AMT變速器
優(yōu)點(diǎn):電動(dòng)執(zhí)行器的換擋、換擋、選擋速度優(yōu)于電-液式執(zhí)行器,體積和重量小
缺點(diǎn):變速器型號(hào)少,應(yīng)用不廣
來(lái)自德國(guó)的舍弗勒集團(tuán)旗下的盧克(LUK)和格特拉克集團(tuán)都在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)采用電動(dòng)執(zhí)行器的AMT變速器產(chǎn)品,并稱為機(jī)械式自動(dòng)變速器(ASG),這類AMT變速器的特點(diǎn)是采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器。對(duì)于LUK這套ASG變速器,主要由電動(dòng)機(jī)配合帶動(dòng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)檔位、離合器的位置切換。其優(yōu)點(diǎn)是換擋、選擋遲滯時(shí)間短,換擋速度快于電-液式執(zhí)行器的AMT變速器,同時(shí)沒(méi)有了執(zhí)行器上的液壓裝置,結(jié)構(gòu)更為緊湊簡(jiǎn)單,體積和重量更小,但目前變速器型號(hào)選擇余地小,應(yīng)用范圍也相對(duì)有限。
除開選擋和換擋之外,ASG變速器的離合器的結(jié)合分離也采用電機(jī)驅(qū)動(dòng),電機(jī)帶動(dòng)蝸桿推動(dòng)液壓主油缸,通過(guò)液壓油管帶動(dòng)副油缸,副油缸推動(dòng)離合器撥叉完成離合器的分離和結(jié)合。由于不用借助離合器踏板的機(jī)械結(jié)構(gòu)完成這一系列動(dòng)作,ASG的離合器伺服機(jī)構(gòu)也更為緊湊。
電動(dòng)執(zhí)行器的AMT變速器在國(guó)內(nèi)尚處于起步階段,江西格特拉克目前已經(jīng)開始生產(chǎn)采用電動(dòng)執(zhí)行器的6速AMT變速器,與LUK的ASG變速器不同的是,格特拉克的ASG變速器利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)換擋鼓實(shí)現(xiàn)選擋和換擋,額定輸入扭矩155牛·米,其結(jié)構(gòu)很是緊湊,只比同級(jí)手動(dòng)變速器重7公斤,同時(shí)這臺(tái)變速器引入了格特拉克第三代ASG系統(tǒng)的扭矩控制邏輯,換檔過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩、轉(zhuǎn)速控制更為合理,減少了換檔沖擊和離合器、同步器磨損,也改善了乘坐舒適性。景逸1.5AMT和海馬丘比特就采用這種變速器(其中海馬丘比特的變速器為格特拉克委托青山代工)。
此外,諸如重慶青山、南京奧聯(lián)的國(guó)內(nèi)企業(yè)也開始為江淮同悅、長(zhǎng)城騰翼C30等一些自主品牌車型匹配此種電控執(zhí)行器的AMT變速器。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,只要解決電機(jī)的可靠性問(wèn)題,電動(dòng)執(zhí)行器的AMT變速器還有很大的發(fā)展空間。
『電動(dòng)執(zhí)行器AMT變速器目前裝備的國(guó)產(chǎn)車型較少』
編者語(yǔ):
從電-液執(zhí)行器的變速器使用效果來(lái)看,雖然應(yīng)用已較為廣泛,但是其穩(wěn)定性并不是特別理想,尤其是漏油和換擋的延遲為不少用戶所詬病,如果能改進(jìn)這兩方面,電-液執(zhí)行器的AMT變速器依然有發(fā)展空間。另外,電動(dòng)執(zhí)行器的AMT變速器也有著自己的優(yōu)勢(shì),在保障電機(jī)這些關(guān)鍵部件質(zhì)量的情況下,體積和重量更小的電動(dòng)執(zhí)行器AMT變速器更適合小車的使用。