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2020-03-02 11:34:15 来源：范文大全收藏下载本文
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密西根理工大学6挡机械自动变速器的开发
摘要
本次报告针对一款使用了密四根理工大学 挑战X 技术的并联式混合动力汽车，描述了其自动变速控制系统的开发过程，机械自动变速器AMT能够得以发展，是由于它在具备了与自动变速器等效燃油效率的同时还消除了液力变矩器和和液压泵的损失。这份报告说明了循环模型，这个初步被证明的概念的发展过程。此外，它还描述了控制策略和传动硬件模型的开发。在开始设计之前要对AMT进行基础的研究。车身系统采用simulink块组装，在对框架进行验证之后，完成对硬件的选择和原型的建立。这份报告详细描述了一款使用AMT的并联式混合动力电动车实现从概念到原型的复杂过程。 说明
变速器是汽车的最重要的部件之一，因为它对汽车各方面的表现和燃油经济性有重大影响。自动和手动变速箱都有其各自的优点，也都有其各自的缺点。机械自动变速器（AMT）综合了手动和自动变速器的主要优势，因其良好的自动性，高效性和燃油经济性而得到广泛使用。通过运用AMT技术，车辆从0到60mph的加速更快，燃油经济性更好，因为它能方便控制变速系统的模式，增加其在较高效率工作的时间，同时减少了常见自动变速器的传动损失。本文将阐述一款采用MTU Challenge X技术的并联式混合动力汽车，这种车以福特6速变速箱为基础，采用了从研究到完整工作模型的设计步骤。 研究
为了发展AMT模式，要求AMT必须实现量产。要想正确认识到这项新技术的过去，现在和未来，那么AMT需采用MTU提出的发展路径。为了实现6挡变速的要求，实验和软件上要浪费一段时间。概念的建立要在研究完成的基础上实现。
AMT现状
业界很早就开始研究AMT，据查最早的模型是1950年梅塞德斯发明的自动离合器。当操作者触及操纵杆时，自动离合器的控制电路就被关闭。它的启动方法跟正常离合器非常相似，但其主缸采用的是真空缸体，非常类似今天的许多车辆辅助制动器。
当操纵者长时间没有接触操纵杆时，离合器处于闭合状态。这种先进的控制和执行模式可以完全自动化，并且被证明是一个非常有价值的潜在设计。
使用AMT的汽车越来越多，包括宝马5，梅赛德斯6，阿尔法罗密欧156，排量3L的大众路波，以及最近发布的奥迪A4。而且许多人还在不断扩大其市场，但是并非所有技术都可以实现完全自动化。对于宝马和奔驰，驾驶者可以选择全自动或者是仅离合器自动的模式，传动系统大多采用电动或液压系统，液压传动响应较快，但是效率不高。越来越多简单的设计中采用手动变速器改装的执行机构。我们的研究表明AMT的发展不需要重新设计一款变速器，而且，AMT也有一些缺点，比如在传动过程中产生的振动会降低汽车的平顺性和动力性。引起不适的主要原因是离合器在结合与分离的过程中会对驾驶者产生很大的冲击。动力损失和任何采用手动变速器的汽车相似，值得注意的是较长时间的换挡时间会导致加速缓慢。
传动要求
此外，关于传动和控制方面的一些要求必须基于对现有车辆的研究之上加以确定。首先，动力总成分析系统通过参考模型确定一些换挡参数，下图显示了离合器在不同时间下的工作位置。此图是用来确定一个采用手动变速器的汽车的换挡时间的。
由于上述给出的数字不太准确，确切的数字需要根据实际的换挡时间来确定。为了实现这一点，一些5挡手动变速器的车辆包括齿轮的换挡时间都采用了平均统计的方法，下表反映了测试结果。还有，必须确定连杆机构实时作用给齿轮的扭矩包括主气缸的压力。两个连杆要求必须使用2.3N·m的旋转扭矩，升降杆在每个位置升起约0.22英寸并且旋转约21度。杠杆的位置标记在图上，整个研究过程最后要测试的是离合器的主缸，主缸需要用3500Kpa的压力驱动直径3/4英寸的副缸。研究结论是根据现有AMT和传动参数推导得出的，没有一定的研究水平是无法得出原始概念的。
初级概念
研究完成之后需要完善一下这个初级概念。这个概念在满足换挡参数的前提下发展成为一个很容易建立的简单设计方案。AMT设计主要有三个要点：离合器采用人工驱动；齿轮换挡系统和控制系统加以改进；经过集体讨论和最后决定之后完成初级概念的确定，建立原型。
离合器驱动
离合器驱动大约有两种方式，第一种采用伺服阀的液压泵来替代离合器主缸，但是人们发现这需要使用复杂沉重的液压泵，而且要全天候运行。这不是一种高效的选择方法，但是我们可以考虑使用现有的动力转向泵，可是AMT是使用电动助力转向而不是液压转向，这就需要改变整个汽车的动力转向系统。
第二种可能方案是使用电子线性执行系统驱动主缸。这种方法使用电子线性控制系统取代了驾驶员的双脚，据研究，根据速度和载荷要求建立一个合适的运动模型，执行机构必须在潮湿的环境中使用，同时必须具备自动反馈机制。下面这张图反映了一个离合器执行机构的简单工作模式，可以很容易建立最后的模型，使它成为最好的离合器驱动装置。
齿轮驱动
齿轮驱动方式，可以考虑开式传动和闭式传动。最后由于齿轮箱内部空间狭窄无法安装更多零件我们采用了开式传动，要实现齿轮换挡，图片里显示的滑块需要直线移动四个不同的位置，同时旋转三个不同的位置，想要实现这一点，必须完成很多操作。
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