启飞汽车

作者:田玉龙  来源：大众汽车.学术版
 
摘要
 
一、前言

　　目前，在汽车上广泛采用的变速器主要有有级式和无级式两大类。无级式变速器是指有无数个传动比的变速器，主要是利用链传动的原理来工作。因此无级变速器有时也称为链传动变速器，简称CVT。而有级式变速器是指有有限多个传动比（一般不超过7个）的变速器，分为手动变速器（MT）和自动变速器（AT）两种。手动变速器的传动效率高，但操作比较复杂，特别是在市区道路行车时，容易产生疲劳。而自动变速器操作简单，但传动效率比较低，因此装有自动变速器的车辆其油耗在同等条件下要比装备手动变速器的车辆要高。而自动化机械变速器集手动和自动变速器的优点于一身。即：既有手动变速器传动效率高的优点，又有自动变速器操作方便的优点。本文介绍的是装备在大众路波（LUPO）上的自动化机械变速器，路波是世界上第一款3升车（百公里油耗为3升）。在路波上采用了大量先进的技术，自动化机械变速器就是其中之一。
　　
二、组成

　　安装在路波上的自动化机械变速器的机械部分同其它大众车型上配置的5速手动变速器是一样的。为了减小油耗，变速器被设计的更轻，质量更小。为了减轻质量，变速器选用了更轻的材料；输入和输出轴设置成中空；同时在保持液面高度不变的情况下机油量减小0.2升。
　　自动化机械变速器控制单元J514接收档位选择杆、车速、节气门开度等信号，根据事先设定的程序，选定一个档位，通过相应的电磁阀动作来完成正确的齿轮变换。同时通过电位计将换档杆的位置反馈给控制单元。如图1所示。
 

　　其各主要组成部分见图2
　　
三、各主要部分结构和工作原理

1.档位选择器

　　档位选择器如图3所示。档位选择器中有4个液压活塞，其中活塞1和活塞2的上端和摇臂1相连。摇臂1和档位选择杠杆同轴连接，档位选择杠杆的外端和连杆相连，连杆的另外一端通过铰链和换档轴相连，如图3所示。
　　当活塞1在液压油的作用下由下向上运动，同时活塞2由上向下运动时，摇臂1绕其轴线作顺时针转动，通过档位选择杠杆使连杆下压，迫使换档轴转动，使得安装在变速器壳体内部的换档指销不同的结合套之间移动（如图3中左右移动的蓝色箭头所示）。
 

　　当液压活塞3向下运动，液压活塞4向上运动时，摇臂绕其轴线作逆时针方向转动，通过齿轮选择杠杆使换档轴向右运动，从而使换档指销上下运动。
　　
2.档位变换过程

　　1）换档指销从右向左选择（如从高档换入低档时）
 

　　机械化自动变速器液压系统能使变速器按顺序执行换档动作，液压系统所需的压力由一个电动液压泵来提供。蓄压器能够为快速换档操作提供所需的油量和正确的油压，同时给控制单元提供瞬时压力。
　　为了能使换档指销从右向左移动，电磁阀1通电。油压进入档位选择器中的左侧活塞，活塞向上移动，通过档位选择杠杆下压连杆，使换档轴转动（图4中的红色箭头所示）。从而使换档指销作出正确动作（图4中的蓝色箭头所示）。图中的绿色箭头为回油方向。
　　要想使换档指销从左向右移动，电磁阀2通电。油压进入档位选择器中的右侧活塞，活塞向上移动，通过档位选择杠杆向上拉动连杆，使换档轴转动。从而使换档指销作出正确的动作。
　　2）档位工作齿轮的选择（档位选择）
　　要想在行驶中完成升档，电磁阀4工作，油压进入档位选择器中的左侧，活塞推动摇臂作逆时针转动，通过齿轮选择杠杆使换档轴向右移动（图5中的红色箭头所示）。从而使换档指作出正确的动作（图5中的蓝色箭头所示）。
 

　　要想在行驶中完成降挡，电磁阀3工作，油压进入档位选择器中的右侧，活塞推动摇臂作顺时针方向转动，通过档位选择杠杆使换档轴向左移动。从而使换档指销作出正确的动作
　　
3.电磁阀N286和电磁阀N287（即前面提到的电磁阀1和电磁阀2）

　　电磁阀N286和电磁阀N287安装在档位选择器的壳体上，由自动化机械变速器控制单元J514控制。可以将换档轴移动到特定的位置。每个阀只有两个位置：加压和泄压。
　　
4.电磁阀N284和N285（即前面提及的电磁阀3和电磁阀4）

　　当控制单元J514选定一个档位后，只有当换档轴到达指定的位置后，电控单元J514才接通电磁阀N284和N285，且每个电磁阀对应于一个齿轮变换的方向。在这个过程中，需要换档同步器的配合。
　　
5.电位计G239、G240

　　两个电位计G239、G240安装在档位选择器的壳体上，摇臂的中心轴处。
　　电位计G239检测换档轴向前或向后运动
　　电位计G240检测换档轴的转动大小和方向（见图1中的蓝色箭头）。
　　两个电位计将信号传给控制单元J514，J514通过运算就可以判断出现在变速器所处的档位。
　　
6.液压单元

　　电动油泵与蓄压器安装在一起，和储油腔离合器电磁阀、油压传感器、膨胀油箱等共同组成液压单元。如图6所示。
 

　　当打开驾驶员侧车门或系统油压下降后，油泵开始工作，直至达到规定的油压上限，然后油泵重新断开。
　　蓄压器的作用是保持特定的油压，便于系统作出快速反应。
　　油压传感器的功用：测量由油泵产生的系统压力。系统压力应保持在39～55bar之间。如果低压39bar，油泵将工作。如果高于55bar，油泵将停止工作。
　　离合器伺服油缸电磁阀N255当离合器接合、分离和部分分离时，电磁阀将受控。 
 

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