动力换档系统在实际中的应用

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动力换档系统在实际中的应用

作者：余小东

变速器作为传动系的主要组成部分，适应于汽车不同变化的行驶条件，并与发动机更好地配合，使汽车具有良好的动力性和经济性。通过驾驶员改变挡位的操作，使得汽车起步、加速和上坡行驶时驱动轮得到不同的驱动力。

变速器分为有级变速器和无级变速器2种。由于考虑到制造成本以及维修技术要求，目前商用车多采用有级变速器。考虑到动力性与操控性，有级变速器一般设计为12～16个挡位。

变速器的操纵机构可分为：（1）机械拉杆式（MS），目前国外汽车已很少使用；（2）空气助力机械拉杆式（MPS），目前国外低价位．汽车使用；（3）液力换挡系统（HPS），多用于换挡操作相对少的工程车辆；（4）智能换挡系统（GS），有离合器踏板和电子换挡手柄；（5）智能自动换挡系统（EAS），分为有同步器（变速器的换挡系统又可分为有离合器踏板和无离合器踏板2种）和无同步器变速器（变速器没有离合器踏板）2种；（6）智能自动换挡系统（AGS），电子智能控制液力换挡系统（无离合器踏板）。

本文主要介绍的是有级变速器的电子操纵机构。

1996年奔驰公司在EPS换挡系统（见图1）的基础上开发的EAS工和EASⅡ智能自动换挡系统，将现代计算机控制系统取代有级机械变速器的手动换挡系统，使机械有级变速器换挡操作全部自动化。此系统一直作为新型ACTROS重型卡车的选装配置，2007年底将作为标准配置。此产品已于1999年在我国销售，现为EASⅢ动力换挡系统（无离合器踏板）。

EAS换挡系统由换挡手柄、车辆控制模块、发动机控制模块和变速器控制模块4个部分组成（见图2）。车辆控制模块通过车辆总线与车辆网络连接。车辆控制模块将换挡手柄信号输入到总线网络，通过总线输入到变速器模块控制换挡，通过总线输入到发动机控制模块可调整发动机转速。换挡手柄安装在驾驶员右侧扶手前端，与车辆控制模块连接。扶手与手柄可一起收放，使用自动换挡驾驶时，可将换挡手柄收起，车辆行驶时可根据车速与路况自动加挡或减挡。停车时驾驶员踩下制动踏板，变速器将自动换入空档。驾驶员也根据需要随时进入手动换挡模式。驾驶员右手放在手柄上搬动手指按钮即可换挡。换挡手柄向控制系统发出换挡指令。变速器控制模块安装在变速器右侧，用于驱动变速器上的10个电磁阀工作。换挡操作是通过气缸完成的，分为门限缸、挡位缸、半挡缸和高／低挡缸4个缸。门限缸和挡位缸分别安装在变速器换挡轴的2边，可控制换挡轴的转动和纵向移动，通过选择合适的换挡杆，将挡位挂人。半挡缸和高低挡缸分别安装在变速器前端与后端，单独控制半挡拨叉和高低挡拨叉。

由图2与图3的比较可以发现，EAS与EPS在变速器内部的换挡控制基本是一样的。通过在不同时间分别对门限缸、挡位缸、高／低挡缸和半挡缸进行控制来完成挡位的变更，在图3中增加了离合器控制Z1单元，由Y39.1，Y39.2，Y39.3和Y39.4等4个电磁阀对离合器分泵进行控制，其控制过程与速度要满足实际中的操作过程，踩下和松开时速度要快，而离合器结合时的瞬间要慢，以防挡位改变时车辆行驶不平稳。

控制电脑将离合器行程传感器所记录的上一次离合器接合位置点，MKUB2和MKUE2将离合器压盘迅速送到与离合器片结合点附近，然后通过MKUBI和MKUE1电磁阀以微小流量控制离合器压盘与离合器片慢慢接合，以满足车辆离合器接合平稳。离合器行程传感器将每次磨损后的离合器接合位置点，送往电脑以备下次使用。

图6及图7中车辆控制模块FR的主要任务是将驾驶员驾驶车辆时的所有操作，如换挡、加油、制动、排气制动以及离合器的操作转换为电信号，以便计算机网络读取；因此，将自动选挡模块AG和离合器控制装置KR设置于FR内。而离合器执行单元设置于GS模块中。

除此之外，动力换挡有级变速器还具有动力模式、经济模式和悠车模式等其他配置（见图8）。

尽管变速器内部为有级机械变速器，但对于驾驶员的驾驶操作感觉来讲，完全可以与自动变速器相媲美，同时降低了维修成本，提高了承载能力，最高可达140t。