液力自動變速器車輛坡道行駛換檔措施分析

　　摘要：液力自動變速器是車輛變速裝置中非常重要的一種，也是一種比較傳統的變速器裝置。文章對液力自動變速器車輛坡道行駛換擋的措施進行了分析研究，在文章中對車輛自動變速器進行了簡要的介紹，并提出了液力自動變速器的工作原理，根據坡道換擋的主要問題，提出了液力自動變速器車輛坡道行駛換檔的主要措施。

　　本文源自科技創新與應用,2020(34):113-114.《科技創新與應用》雜志是經中國新聞出版總署備案的學術期刊。主管單位：黑龍江出版集團有限公司，主辦單位：黑龍江省報刊出版有限公司、黑龍江省科學技術協會。《科技創新與應用》具有一定學術和應用價值的學術文獻和反映各學科、各領域的新成果、新工藝、新產品等方面的論述文章，為科技工作者搭建學術交流平臺。

　　1、車輛自動變速器

　　自動變速器與傳統手動變速器相比，具有自動化和簡易性的特點，很大程度上提高了車輛變速運行的控制，對于車輛運行的安全穩定也起到了非常關鍵的作用。當前，根據自動變速器的工作原理不同，將自動變速器分為機械式無極變速器、電控機械式自動變速、雙離合器變速箱以及液力自動變速器等四種形式。

　　首先，機械變速器在具體變速工作中，主要是利用了變速器中的主動輪、從動輪以及V型帶來調節車輛運行速度。在車輛行駛過程中，齒輪轉速變化和轉矩變化引起車輛變速運動。所以，其他變速器主要是針對齒輪變速調整而進行車輛變速，而機械變速器則是采用主動輪、從動輪控制實現無極變速。機械變速器是當前變速系統中最受歡迎的變速器系統。

　　其次，電控機械式自動變速器。電控機械式自動變速器是傳統手動變速控制器的改進版，其主要變速原理與手動控制變速原理相同，其主要的革新內容就是采用電控系統對變速器進行控制。在電控機械式自動變速器具體實施變速中，電控系統帶動液壓操縱機械對變速結構進行控制，從而實現車輛變速。

　　第三，雙離合器變速箱。雙離合器變速箱與傳統的單離合變速裝置的根本區別就是采用了兩個離合變速裝置，通過離合裝置的增加，有效的消除了動力中斷間隙，從而實現了離合變速設備的無動力中斷變速。在傳統變速換擋裝置中，車輛行駛中發生變速問題，將會給駕駛員帶來頓挫的感覺，影響汽車體驗度。所以，采用雙離合器變速箱，能夠在很大程度上提高車輛變速的體驗感。

　　最后，液力自動變速器。液力自動變速器在實現車輛行駛變速換擋的過程中主要依靠液力變矩器與行星齒輪結構。在液力自動變速器實施機械變速時，電控中心控制液力變矩器實施變速，在不對車輛動力性能造成影響的情況下實現了車輛行駛的變速換擋。液力自動變速器與機械自動變速器都是傳統的變速器裝置，在現代車輛變速換擋中應用也比較廣泛。在當前我國汽車工藝中，液力自動變速器的應用占據主流地位。但是，液力自動變速器也有其自身的問題，主要體現在油耗大的問題。所以，在解決了液力自動變速器油耗大的問題之后，液力自動變速器還能夠有良好的應用。

　　2、液力自動變速器的簡要介紹

　　2.1 液力自動變速器的工作原理

　　液力自動變速器在具體車輛行駛中可以自動實施變速換擋，其主要工作原理包括以下幾方面內容：(1)在液力自動變速器實施自動換擋中首要工作單位就是電子控制單元的傳感裝置，其主要工作內容就是收集駕駛員的行駛車速信息以及油門開合信息。(2)在電子控制單元開合信息完成后，控制單元與儲存信息進行技術對比，通過對比分析確定是否實施變速換擋。(3)控制信息信號發布后首先作用于自動變速裝置電磁閥，電磁閥對變速執行結構提供變速指令。最終液壓裝置分別控制自動變速器的離合裝置與制動裝置，從而實現變速換擋。

　　2.2 液力自動變速器的組成結構

　　如圖1為液力變速器的結構組成圖，組成部分包括液力變矩器、齒輪變速結構以及電子控制單元等三大部分組成，其中齒輪變速結構her液力變矩器結構都是同時位于液力自動變速裝置之上，而電力控制單元則在汽車操作系統當中，實施中央控制功能[1]。

　　首先，車輛變速液力變矩器結構包括泵論、導輪、渦輪以及鎖止離合器共同組成。在車輛變速換擋中，液力變矩器的主要工作動能來自于發動機設備，車輛發動機設備將動力能源傳遞給了驅動液，驅動液動力將動力由渦輪輸出給齒輪變速結構。

　　其次，齒輪變速結構。在車輛變速的過程中，液力變速結構提供了汽車扭轉變速的主要動力，而齒輪變速結構也是汽車變速的重要輔助結構。在實際的變速工作中，齒輪變速結構驅動內部齒輪完成副工作，從而實現齒輪變速。

　　最后，電子控制系統是液力變速系統的核心模塊，其主要組成部分包括中央處理器、CAN總線以及傳感器和控制閥等工作。在電子控制系統具體工作的過程中，CAN總線作為數據信號的傳輸系統、中央處理器作為數據的分析系統、而控制閥則是電子控制法的執行系統，直接關系到電子控制系統的執行功能實現。

　　圖1液力自動變速器的組成結構

　　3、車輛坡道行駛換擋的規律

　　當前，車輛坡道行駛換擋規律主要包括單參數換擋、兩參數換擋以及動態三參數換擋等三種換擋方式。

　　首先，單參數換擋規律在車輛變速行駛中包括車速、發動機轉速以及油門開度三方面因素影響汽車變速換擋。而在實際的變檔規律中，僅有油門開度對于汽車變檔的影響相對比較大。所以，汽車變檔規律中單參數是指汽車油門開度因素。油門開度越大代表油門輸入小，車輛進入低檔位運行。汽車車輛油門開度小，汽車油門輸出大，車輛進行高檔位運行。

　　其次，兩參數換擋規律是指在車輛變速形式中遵循兩個參數變化控制車輛變檔。其主要參數因素包括發動機轉矩與車速或者車速與油門開度參數。在汽車變速換擋中，輸入兩個參數作為換擋依據，有利于汽車換擋精準性提高。另外，兩參數換擋規律中也要分為等延遲型換檔規律、發散型換檔規律、收斂型換檔規律及等集中換擋規律[2]。

　　第三，動態參數換擋規律。與前兩種換擋規律不同，動態換擋參數規律是指對汽車運行中的動態因素進行考慮從而完成換擋。在車輛正常行駛的過程中，會遇到不同的道路環境、包括上坡、下坡等工況。所以，在車輛動態參數變換中，要考慮到動態變化因素。而當前汽車換擋動態因素中，主要包括汽車運行速度、汽車油門開度以及加速度等方面動態因素。動態參數換擋規律考慮到汽車運行過程中的動態變化因素，所以是最為合理準確的換擋規律。

　　4、液力自動變速器車輛坡道行駛換擋措施構建

　　在車輛運行過程中，汽車變速是非常重要的內容，而對于車輛變速而言，包括三種變速規律，其中三參數動態變速規律是最為合理的變速規律。三參數動態變速規律考慮到了車輛運行工況問題，而在車輛運行時，坡道運行是非常常見的運行狀態，坡道運行與直線運行有所不同，坡道運行對于車輛變速換擋的影響更為復雜。所以，當前對于液力自動變速車輛坡道行駛換擋措施的有效研究非常關鍵。

　　首先，液力自動變速器車輛上坡工況的換擋優化具體包括以下幾方面內容：在車輛進行上坡運行中，車輛向上運動勢必會形成動力能轉化，并且車輛向上運行，也會受到坡向向下方向的阻力影響。所以，在車輛上坡工況換擋規律中，應該保證車輛換擋后的速度滿足車輛爬坡動力，并且爬坡動力能增加要與坡向下阻力相等或者大于阻力，以提升車輛的動力能[3]。而在爬坡運動中，駕駛員通過加大油門來實現速度提升，從而實現換擋并給予汽車一定的爬坡力。通過液力自動變速車輛上坡運行的具體工況，可以確定車輛變速換擋的主要影響因素包括油門開度、汽車速度、汽車加速度以及坡道坡度值等多方面因素。所以，根據液力自動變速器的變速換擋規律，可以選擇基于以油門開度與車速為輸入參數的基本二參數換檔規律作為上坡坡道換擋規律。二參數換擋規律中，車速和汽油門開度是主要的輸入參數，而在上坡形式中車速要受到加速度影響，所以對于升降檔的速度輸入值進行合理設置，就能夠有效的保證上坡工況中汽車換擋規律良好。

　　其次，液力自動變速車輛下坡工況中的變速換擋規律主要包括以下幾方面內容：下坡工況下汽車車輛運行所受的外力不同，其中包括方向不同、受力值也有所不同，所以液力自動變速車輛中變速換擋規律也要有所變化，以免造成車輛運行事故。在下坡工況車輛行駛中，由于坡道沿力方向向下，與車輛運行方向正好相同，導致車輛運行中的阻力降低，車輛的加速度值也會增大，所以需要做好汽車制動才能夠保證汽車安全運行。在車輛下坡工況變速換擋規律中，油門開度參數和速度參數依舊是影響汽車變速換擋的主要參數，而下坡坡度和汽車制動強度對換擋的影響非常大，所以應該建立制動強度因素基礎之上的變速換擋規律。

　　5、結束語

　　通過以上分析，總結了液力變速器車輛坡道換擋規律。希望能夠對液力變速換擋規律的優化以及車輛坡道安全行駛有所幫助。

　　參考文獻：

　　[1]丁華,徐聰.雙離合變速器車輛坡道擋位實時優化研究[J].機械傳動,2018,42(10):46-51.

　　[2]褚園民,吳懷超,趙麗梅,等.基于模糊理論的重型液力自動變速器換擋研究[J].計算機仿真,2019,036(005):137-143.

　　[3]雷雨龍,扈建龍,鄭雪松,等.液力機械式自動變速器換擋過程綜合控制策略研究[J].北京理工大學學報,2018(A01):161-165.