運(yùn)輸車輛AMT控制解決方案

運(yùn)輸車輛為什么選用AMT

隨著我國經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，貨物的流通日益增加，市場對于轉(zhuǎn)運(yùn)交通工具的需求也日益增加，近年來中國的運(yùn)輸車輛呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。變速器是重型運(yùn)輸車輛的核心總成之一，在新能源與智能化的時代背景下，運(yùn)輸車輛的自動變速技術(shù)需求旺盛。不同于乘用車，運(yùn)輸車輛由于其工況復(fù)雜、擋位眾多，無論是燃油、混動還是純電動都需要變速器，其中電控機(jī)械式自動變速器（AMT）由于其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、易于維修，已經(jīng)成為運(yùn)輸車輛市場主流方案。歐洲和北美經(jīng)過多年的積累， AMT市場占有率較高，處于成熟穩(wěn)定階段；我國當(dāng)前AMT市場處于起步階段，預(yù)計即將進(jìn)入快速上升期。

為什么是氣動控制

AMT控制系統(tǒng)可分為電控液動、直流電機(jī)驅(qū)動與電控氣動三種類型。電控液動需要額外增加單獨(dú)的液壓系統(tǒng)，且清潔度要求較高，泄漏和污染較難控制；直流電機(jī)驅(qū)動需要增加電機(jī)，且選擋和換擋動作比較遲緩，控制效果和可靠性較差；而電控氣動方案利用車帶氣源，無需增加單獨(dú)動力單元，以空氣作為工作介質(zhì)非常環(huán)保，主流運(yùn)輸車輛AMT廠家均采用了電控氣動方案。

AMT換擋要控制啥

AMT是基于MT添加電控系統(tǒng)，其機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)與MT相同，變速箱動力輸入端只有一個離合器，為實現(xiàn)一次換擋過程需要控制離合器脫開；動力中斷后控制選換擋撥叉位置以改變不同的齒輪和軸的動力傳遞路線進(jìn)而實現(xiàn)新?lián)跷坏膫鲃颖群娃D(zhuǎn)速；有些AMT取消了同步器，引進(jìn)了制動器，可同步齒輪與傳動軸結(jié)合前的轉(zhuǎn)速；當(dāng)選換擋結(jié)束后，再控制離合器逐漸結(jié)合，完成一次換擋過程。

離合器控制與2位2通高速開關(guān)閥

如圖1所示為AMT典型推式離合器的結(jié)合和脫開過程，離合器氣缸在不充氣時處于結(jié)合傳遞轉(zhuǎn)速和扭矩狀態(tài)。當(dāng)向離合器執(zhí)行氣缸中充滿氣體時，離合器摩擦片克服彈簧力脫開；同樣的，當(dāng)離合器氣缸中的氣體被排出，摩擦片受彈簧力作用又緊緊地壓縮在一起、傳遞扭矩與轉(zhuǎn)速；當(dāng)控制離合器氣缸活塞維持在某個中間位置時，就可以使摩擦片處于滑摩狀態(tài)、傳遞與離合器活塞位置成比例的扭矩。

圖1 AMT推式離合器接合與分離

離合器的控制直接決定了換擋品質(zhì)，是AMT控制的關(guān)鍵技術(shù)。但由于氣體的可壓縮性，如何精確的控制氣缸活塞位置也成為AMT控制的難點(diǎn)。如圖2所示，離合器控制主流方法是采用4個2位2通高速開關(guān)閥實現(xiàn)差動控制，2個閥（IN1和IN2）控制氣缸進(jìn)氣，2個閥（OUT1和OUT2）控制氣缸排氣，同側(cè)控制進(jìn)氣或排氣的2個閥又分為大流量和小流量兩種規(guī)格。同側(cè)的兩個閥同時工作，可以讓氣缸快速地進(jìn)氣或排氣；進(jìn)氣與排氣各單閥工作，可以精確控制氣缸活塞維持在目標(biāo)位置上。

圖2 離合器控制氣路圖（Ps為氣源端，Pc為離合器氣缸端，EXH為排氣）

選換擋控制與2位3通高速開關(guān)閥

AMT選換擋需要控制撥叉的左右運(yùn)動，由于擋位眾多，往往需要控制3~4個氣缸。如AMT的換擋系統(tǒng)，總共要控制3個氣缸撥叉（2/3擋和1/R擋撥叉由同一個氣缸控制）。圖3所示選換擋氣缸為雙作用缸，活塞有兩個工作位置，活塞兩端容腔分別由一個2位3通高速開關(guān)閥控制。當(dāng)控制氣缸活塞向右運(yùn)動時，左側(cè)電磁閥通電將主氣路氣體充至缸內(nèi)，右側(cè)電磁閥斷電將氣缸氣體排出，2個2位3通閥配合實現(xiàn)氣缸運(yùn)動。

圖3 選換擋氣路圖

聯(lián)合電子氣動閥系列產(chǎn)品

電控氣動方式采用氣動閥作為核心控制元件，氣動閥的動態(tài)與穩(wěn)態(tài)特性決定了整個伺服系統(tǒng)的動作性能。聯(lián)電現(xiàn)已開發(fā)了氣動閥平臺產(chǎn)品（如圖4），以覆蓋AMT控制需求。

產(chǎn)品種類：

離合器控制用2位2通高速開關(guān)閥分2種，大流量通徑和小流量通徑，可滿足絕大部分客戶的離合器控制需求，也可根據(jù)客戶端離合器尺寸和控制要求定制不同通徑氣動閥。

主氣路調(diào)壓和制動器進(jìn)氣可選用中流量通徑的2位2通高速開關(guān)閥，也可根據(jù)客戶流量和壓力需求定制。

選換擋氣缸用2位3通高速開關(guān)閥2種，可分別控制大氣缸和小氣缸，通徑由客戶氣缸尺寸和控制需求決定。

制動器排氣一般選用2位2通常開閥，常開保證斷電時的系統(tǒng)安全，客戶可根據(jù)自己變速箱需求選用。

產(chǎn)品性能與優(yōu)勢：

高速開關(guān)閥的開啟時間<5ms，能夠快速響應(yīng)控制器的換擋指令、低延遲，提高了換擋精度和換擋品質(zhì)

循環(huán)耐久次數(shù)高達(dá)4億次，完全能夠勝任車用長時間、長里程、大負(fù)載的工作需求

持續(xù)通電占比（Engagement Duty）高達(dá)30%，良好的耐熱與散熱能力使控制系統(tǒng)更加可靠耐用

外形尺寸結(jié)構(gòu)小巧，能夠適配不同客戶變速箱內(nèi)的空間，布置緊湊

溫度使用范圍-40°C~140°C，充分滿足了車用從嚴(yán)寒到酷熱的使用需求

聯(lián)合電子擁有專業(yè)的本地開發(fā)團(tuán)隊，能夠及時響應(yīng)客戶的定制化需求、解決客戶的應(yīng)用問題；源于德國BOSCH的開發(fā)流程和質(zhì)量管理體系也為產(chǎn)品的可靠性保駕護(hù)航；多年深耕于國內(nèi)車輛市場以及每年累計過億的批產(chǎn)經(jīng)驗更是為生產(chǎn)與供貨奠定了堅實的基礎(chǔ)。聯(lián)合電子愿與客戶一道有力地推進(jìn)并帶動車用AMT的技術(shù)更新與發(fā)展，共同迎接運(yùn)輸車輛AMT的春天。

原文標(biāo)題：氣動高速開關(guān)閥系列——運(yùn)輸車輛AMT控制解決方案

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審核編輯：湯梓紅