電-液執(zhí)行器的AMT變速器

目前市場上使用的自動(dòng)變速器種類很多，除了最常見的基于液力耦合器的AT變速器、CVT無級(jí)變速器和DCT動(dòng)力換擋之外，目前在很多車型上都可以看到。今天我們要介紹的是汽車和商用車中常見的AMT變速器。

AMT的研發(fā)始于20世紀(jì)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）60年代，伊頓、戴姆勒奔馳、斯堪尼亞是AMT變速器研發(fā)的先驅(qū)。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)械變速器的換擋控制部分，即在整體傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不變的情況下，安裝TCU控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)換擋自動(dòng)化。因此，AMT實(shí)際上是一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)，完成離合器操作和檔位選擇兩個(gè)動(dòng)作。由于AMT可以在目前生產(chǎn)的機(jī)械變速箱基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，因此具有操作簡單、成本低、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。目前，AMT自動(dòng)變速器有多種類型。如果我們通過執(zhí)行器來區(qū)分它們，有三種常見的加載模式:電動(dòng)液壓、電動(dòng)和電動(dòng)氣動(dòng)。

電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)AMT變速器的優(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)性差，容易泄漏。

以馬瑞利SELESPEED為代表的電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)核心的AMT變速器，已廣泛應(yīng)用于奇瑞QQ3（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）、瑞奇M1、雪佛蘭賽歐（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）等車型。它主要由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU和變速器控制單元TCU控制下的液壓泵驅(qū)動(dòng)的液壓油驅(qū)動(dòng)，液壓油進(jìn)入選擋器和離合器閥體，實(shí)現(xiàn)選擋器、換擋器和離合器的分離和結(jié)合。

以電液執(zhí)行器為核心的AMT傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。淺色為機(jī)械傳動(dòng)，深色為AMT執(zhí)行器單元。

以電液執(zhí)行器為核心的AMT變速器控制原理示意圖

為整個(gè)電動(dòng)液壓執(zhí)行器提供液壓動(dòng)力的裝置包括一個(gè)DC馬達(dá)和一個(gè)齒輪泵。馬瑞利的液壓系統(tǒng)通常在38至52巴的壓力范圍內(nèi)工作。控制單元通過繼電器控制DC電機(jī)。當(dāng)蓄能器壓力低于38巴時(shí)，電器關(guān)閉，電機(jī)開始工作。當(dāng)蓄能器壓力升至52bar時(shí)，繼電器關(guān)閉，電機(jī)停止工作。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力單元包括:1、動(dòng)力電纜、2、齒輪泵、3、電機(jī)、4、支架、5、液壓油回流、6、液壓油輸出、7、油泵驅(qū)動(dòng)軸。

AMT變速器液壓系統(tǒng)壓力箱

液壓油進(jìn)入執(zhí)行器后，由電磁閥控制不同油路，驅(qū)動(dòng)多個(gè)活塞，實(shí)現(xiàn)選擋、換擋和離合器分離結(jié)合。油路分為主油路、控制油路和回油油路。主油路是指從動(dòng)力單元到控制電磁閥的油路，控制油路是指從電磁閥到選檔桿總成壓力室的油路，回油油路是指從選檔桿總成壓力室到油箱的油路。

液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部油路示意圖:紅色油路為主油路；粉色為控制油路；黃色的是回油通道。

控制電磁閥由比例電磁閥和通斷電磁閥組成:比例壓力電磁閥用于控制離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)；兩個(gè)比例流量電磁閥控制換擋；電磁閥用于控制檔位選擇。

除了變速箱控制單元TCU、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元電子控制單元和液壓執(zhí)行器本身之外，還有許多傳感器提供數(shù)據(jù)，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、加速/制動(dòng)踏板位置、換檔桿位置、離合器位置、車速、液壓系統(tǒng)油壓等。通過高速計(jì)算，可以確定車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，為實(shí)施各種操作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)——電控單元TCU根據(jù)電子油門踏板位置、制動(dòng)踏板位置、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等信息直接控制離合器和自動(dòng)系統(tǒng)。在換擋過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU通過CAN接收TCU發(fā)送的換擋信息，同時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，使整車能夠在最佳工況下行駛。

TCU和電子控制單元在駕駛過程中一起工作。

電液執(zhí)行器是一種有著悠久研發(fā)歷史的AMT變速器執(zhí)行器。它已經(jīng)在很多汽車上使用了很長時(shí)間，技術(shù)也比較成熟。但由于液壓系統(tǒng)受外界溫度影響較大，且換擋機(jī)構(gòu)本身工作多次，一旦密封出現(xiàn)問題，液壓油就會(huì)漏出，影響變速器的正常工作。同時(shí)，液壓系統(tǒng)的響應(yīng)相對(duì)較慢，不如電機(jī)驅(qū)動(dòng)的響應(yīng)快。

MG3還采用了以電液執(zhí)行器為核心的AMT變速器。

目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的是采用馬瑞利電液執(zhí)行器的AMT變速器，其中馬瑞利與SAIC成立合資公司，在馬瑞利為AMT變速器提供配件，奇瑞等自主企業(yè)也開始研發(fā)AMT變速器。由于成本因素，這種AMT變速器未來有望在A00和A0國產(chǎn)車型上出現(xiàn)更多。此外，我國公交車上也使用了帶電液執(zhí)行器的AMT變速器，與過去廣泛使用的4AT變速器相比，在經(jīng)濟(jì)性和平順性上都有所提升。

電動(dòng)、電-氣執(zhí)行器的AMT變速器

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)AMT傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)換擋、換擋、選擋的速度優(yōu)于電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)，尺寸和重量小。缺點(diǎn):傳輸類型少，應(yīng)用不廣泛。

德國舍弗勒集團(tuán)旗下的LUK和格泰格集團(tuán)都在中國生產(chǎn)帶有電動(dòng)執(zhí)行器的AMT變速器產(chǎn)品。這種類型的AMT變速器的特點(diǎn)是執(zhí)行器由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)齒輪和離合器之間的位置切換。其優(yōu)點(diǎn)是換擋和選擋速度優(yōu)于采用電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的AMT變速器。同時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)上沒有液壓裝置，結(jié)構(gòu)更加緊湊簡單，體積和重量更小。但目前變速箱型號(hào)選擇較少，適用范圍相對(duì)有限。

LUK電動(dòng)執(zhí)行器AMT變速器

執(zhí)行器外觀

執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

除了選擋和換擋，ASG變速箱離合器的結(jié)合和分離也是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的。電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿推動(dòng)液壓主缸，副缸通過液壓油管驅(qū)動(dòng)離合器撥叉，完成離合器的分離與結(jié)合。ASG的離合器伺服機(jī)構(gòu)也更加緊湊，因?yàn)椴恍枰x合器踏板的機(jī)械結(jié)構(gòu)來完成這一系列動(dòng)作。

海馬丘比特（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）采用格特拉克制造的6速ASG變速箱。

電動(dòng)執(zhí)行器AMT變速器在國內(nèi)尚處于起步階段。目前，江西格特拉克已開始生產(chǎn)6速電動(dòng)執(zhí)行器AMT變速器，額定輸入扭矩155牛米，由景逸（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）1.5AMT和海馬丘比特使用。此外，重慶青山、南京奧聯(lián)等國內(nèi)企業(yè)也開始為江淮同悅、長城伊藤C30等部分自主品牌配套AMT變速器與電動(dòng)執(zhí)行器。從長遠(yuǎn)來看，只要解決了電機(jī)的可靠性，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的AMT變速器就會(huì)有很大的發(fā)展空。

電動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)AMT變速器的優(yōu)點(diǎn):大大提高駕駛便利性，減少駕駛員疲勞，減少零部件不必要的磨損；缺點(diǎn):需要特殊的送風(fēng)機(jī)構(gòu)，體積大，重量大。

最后，這種變速箱平時(shí)可能大部分網(wǎng)友很少接觸，因?yàn)槠胀ü卉嚭苌偈褂眠@種變速箱，在重型卡車和工程機(jī)械上出現(xiàn)的比較多。雖然它們也是基于普通的機(jī)械傳動(dòng)，但它們的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由壓縮空空氣驅(qū)動(dòng)的，也就是下面介紹的電動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的AMT傳動(dòng)。

電動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)重型卡車智能換擋變速器結(jié)構(gòu)示意圖

智能換檔變速箱材料對(duì)象

與其他乘用車使用的AMT變速器相比，這種電-氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)的AMT變速器的工作條件要復(fù)雜得多，因此需要提供來自發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、油門踏板位置傳感器、車輛制動(dòng)狀況、車輛負(fù)載、道路和地面狀況等信息。電子控制單元選擇最合適的檔位來完成換檔動(dòng)作。它最大的特點(diǎn)是利用壓縮空氣體推動(dòng)主副變速箱實(shí)現(xiàn)多達(dá)12-16檔的切換。

中國重汽SmartShift變速器的擋桿，其中F為功能按鈕，N空擋，“+”和“-”擋為正負(fù)擋，C為爬行模式，E/P為經(jīng)濟(jì)/動(dòng)力模式切換，M/A為手動(dòng)/自動(dòng)模式切換。

這些專為商用車設(shè)計(jì)的AMT變速箱，大大降低了重型車輛的駕駛難度，同時(shí)降低了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。應(yīng)該說，它們非常方便，同時(shí)避免了一些誤操作造成的車輛零部件不必要的磨損。但是它的缺點(diǎn)是需要一個(gè)壓縮空氣泵給執(zhí)行機(jī)構(gòu)供氣，相當(dāng)重，占用很大的空空間，不具備在沒有供氣的中小型車輛上安裝的條件。

電動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行器AMT變速器在國內(nèi)商用車上已初步應(yīng)用。

國內(nèi)主要商用車變速器制造商如法士特、蘇州ZF、中國重汽、一汽等。相繼開發(fā)了帶有電控氣動(dòng)執(zhí)行器的AMT變速器。雖然在穩(wěn)定性和成本上還存在一些問題，但從目前物流和商用車技術(shù)不斷增加的趨勢來看，這種重型AMT變速器仍有很大的應(yīng)用空空間。

結(jié)論:

選擇自動(dòng)變速器涉及成本、動(dòng)力、產(chǎn)品策略等多個(gè)方面。從帶電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變速器的使用效果來看，并不是特別理想，尤其是漏油和換擋延遲已經(jīng)被很多用戶詬病。從國內(nèi)復(fù)雜的使用環(huán)境來看，電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)已經(jīng)難以滿足需求。在保證關(guān)鍵零部件質(zhì)量的情況下，采用電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的AMT變速器更適合小型車產(chǎn)品使用，而對(duì)于排量較大的乘用車和商用車，研發(fā)更為重要。另外，AMT的核心技術(shù)是MCU控制，電子技術(shù)和質(zhì)量將直接決定AMT的性能和運(yùn)行穩(wěn)定性。

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