电控机械自动变速器AMT概述

【摘 要】AMT是英文Automated Mechanical transmission的縮写，中文名为手自一体变速器。这种变速器将AT和MT的优势结合在一起，既有自动换档的轻松方便，又有手动换档的驾驶体验，是目前最先进的变速技术，也成为越来越多优秀车型必备的标准配置。

【关键词】 ATM;ECU;电控机械式自动变速器;AT

一、ATM的发展

车辆自动变速器可以使驾驶员在不切断动力的情形下实现自动换档，世界汽车生产大国自30年代就开端不遗余力地对此进行研讨并提出很多计划。70年代中期，德国奔跑汽车公司采用由电子控制的半自动操纵方法实现换档，这是第一代AMT。该产品没有实现完整的自动化，即换档时驾驶员仍要踩下离合器踏板，电子装置提醒驾驶员何时为最佳的换档时刻，但它具有传动效力高、成本低、易制作等长处，从此成为自动变速器发展的一个主要方向。1984年日本五十铃公司生产降生界上第一种全自动电控机械式自动变速器NAVI-5，到80年代末，全自动AMT进入适用化阶段。从90年代开端，美国、德国生产的重型汽车开始使用AMT，使在复杂多变条件下工作的车辆的换档品质和起步性能进一步提高。

二、ATM工作原理

其控制过程基本是模拟驾驶员的操作。控制单元的输入有：驾驶员的意图-加速踏板、档位选择;汽车的工作状态-发动机转速、节气门开度、车速等。控制单元根据换档规律、离合器控制规律、发动机节气门自适应调节规律产生的输出，对节气门开度、离合器、换档操纵三者进行综合控制，有效配合。AMT保留了原 手动变速器传动效率高、成本低的优点;但是存在动力中断，换档平顺性较差的缺点。

三、ATM的组成

一个完整的 AMT控制过程包括离合器控制、换档控制和节气门开度控制。图1是一个电液换档控制系统，离合器由三个电磁阀控制，通过油缸的活塞杆完成离合器的分离或接合。控制单元（ECU）根据离合器行程的信号判断离合器接合的程度，调节接合速度，保证接合平顺、有效。一般在变速器上交叉地安装两个控制油缸。图2中显示的是5个前进档、一个倒档的双轴式变速器的换档执行机构。选档与换档由四个电磁阀根据ECU发出指令进行控制。在正常行驶时，由驾驶员直接控制加速踏板，其行程通过传感器输入到ECU再根据行程大小，通过步进电机控制发动机节气门开度。在换档过程，踏板行程与节气门开度就不一致，按换档规律要求先收加速踏板，进入空档，在挂上新的档位后，接合离合器，随着传递发动机扭矩增大的同时，节气门按自适应调节规律加到新的开度。

四、三种电控机械式自动变速器的优缺陷

1.电控液动ATM

电控液动AMT的换挡体系长处是：工作安稳、操作简便、易于实现安全维护、具有必定的吸振与吸冲击的才能、起步换挡品德好以及便于空间安排;毛病是：结构复杂，它包括液压油油箱，油泵及驱动电机，电磁换向阀（6-10个），油路比拟复杂的集成阀块，驱动油缸，衔接油管等。它不但本钱高，而且还带来一些节制上的困难，如液压系统传动油特征受气温影响，电机带泵工作对电脑（ECU）发生干扰，换挡停止时活塞对缸体发生撞击等。这些问题可采用油温度传感器，压力传感器在系统中含混控制，自适应掌握等控制方式来解决，但成果是控制更庞杂，成本更高。而且由于零件较多，安装保护艰苦较大，故障点增添。下降了工作地可靠性。

2.电控电动ATM

电控电动AMT的换挡系统的特色是：结构相对简单，重量轻，另外由于直接采用易于控制、精度更高的电动机代替液压执行元件，使得系统的动作的误差减少了，控制方法上也更简单。毛病是：活动部件要进行两个方向的活动实现选、换挡动作，所以要解决运动部件的干预问题，换挡时光也比拟长，另外还须要结构复杂、高精度的凸轮机构。小功率低压直流电机调速艰苦，很难保证高的起步换挡品德，它转速高，须要结构复杂的减速器。现有的汽车上用的直流电机和蜗轮蜗轴减速器种类较少，为了提高离合器分别时的驱动力，还要加装结构复杂的机械助力装置等。这些不但提高了本钱，也使安装、调剂变得复杂。

3.电控气动ATM

电控气动AMT的换挡体系重要利用于带有气压系统的大型客车或重型车辆场所。重型卡车中的气源很丰盛，可以在原有手动换挡的基本上进行简略的改装，便可以实现主动换挡。而且，构造简略、安装调剂便利，工作稳固可靠，起步、换挡性能好。但目前采取这种系统的换挡装备其结构也较为庞杂，切换挡品德不高，换挡时光稍长，未能充足施展这种情势的上风，影响了其正常应用。

4.关于AT

和手动档相比，液力自动变速箱（AT）在结构和使用上有很大的不同。手动变速箱主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩，AT 是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。但是由于各种辅助机构的自动换档能满足行驶上的多种需要，例如停泊、后退等，所以在自动档上还设有干预装置即手动拨杆，标志P（停泊）、R（后档）、N（空档）、D（前进），另在前进档中还设有“2”和“1”的附加档位，用以起步或上斜坡之用。由于将其变速区域分成若干个变速比区段，只有在规定的变速区段内才是无级的，因此AT 实际上是一种介于有级和无级之间的自动变速器。

（1）AT的优点

AT 不用离合器换档，档位少变化大，连接平稳，因此操作容易，既给开车人带来方便，也给坐车人带来舒适

（2）AT的缺点

首先对速度变化反应较慢，没有手动变速箱灵敏，因此许多玩车人士喜欢开手动变速箱车。

第二是费油，传动效率低而且变矩范围有限，不过近年不少车型都在自动档里面引入了电子控制技术，这方面的问题因而有所改善，但终究还是比不上手动档经济。

第三是机构复杂，修理困难。在液力变扭器内，高速循环流动的液压油会产生高温，所以要用指定的耐高温液压油，也就是平常所说的“波箱油”，另外如果汽车因蓄电池缺电不能启动，不能用推车或拖车的方法启动。如果拖运故障车的话，还要注意使驱动轮脱离地面，以保护自动变速箱齿轮不受损害。

5.关于AMT（电控机械自动变速箱）

AMT 是在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换档的自动化。因此AMT 实际上是由一个机器人系统来完成操作离合器和选档的两个动作。目前的手自一体化自动档基本上都是这种类型，奇瑞的QQ 就有AMT 的车型。

总结

AMT 既具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。它揉合了二者优点，是非常适合我国国情的机电液一体化自动变速器。它是在现生产的机械变速器上进行改造的，保留了绝大部分原总成部件，只改变其中手动操作系统的换档杆部分，生产继承性好，改造的投入费用少，非常容易被生产厂家接受。它的缺点是非动力换档，这可以通过电控软件方面来得到一定弥补。在几种自动变速器中，AMT 的性价比最高。AMT 可分为半自动与全自动变速器。

参考文献

[1]闫勋成.AMT综合控制技术研究[D].吉林大学，2005

[2]曹桂军.电控机械式自动变速器传动系综合控制的研究[D].吉林大学，2004

[3]张国胜.电控机械式自动变速器（AMT）换档规律的研究[D].西北工业大学，2005

作者简介：

张宇（1996-），女，汉，四川自贡，本科，研究方向：机械电子工程