摘要AMT是一种经济型的自动变速器,在重型载货车上具有广阔的应用空间。
目前,中国重型车辆装用的都是手动机械式变速器,并且形成了相当规模的生产能力。
与AT 相比,AMT更适合中国汽车工业的现实,国内重型车采用AMT自动变速技术既可以保留原有的手动变速器生产线,又可大大节省用于重建专业生产线及设备的投资,具有重要的现实意义。
在电控机械式自动变速器设计开发中,离合器和选换档执行机构的设计及优化是AMT设计的重点和难点之一,其性能直接影响AMT系统的性能,本文以法士特12JS200TA变速器为基础,进行AMT系统液压驱动执行机构的设计。
本文的主要工作内容如下:1.分析了国内外重型车自动变速技术的发展,对重型车AMT的关键技术问题及操纵系统结构进行了阐述。
2.分析了AMT液压驱动系统的设计要求及结构,并针对法士特12JS200TA 12挡带同步器的手动变速器,在原有离合器和变速器操纵机构的基础上设计了新型的液压驱动自动操纵机构。
3.进行了AMT液压驱动机构的元件计算、选型及系统仿真、分析。
对液压回路重要元件进行了选型并对动态响应速度进行了动态分析。
关键词:AMT;液压驱动;换挡执行机构;离合器执行机构;节气门执行器ABSTRACTAMT is an economical automatic transmission; therefore it has extensive,application space in the heavy truck. Currently, heavy vehicles are all equipped with manual transmission, and forms production capacity on a quite scale. AMT is more suitable for automotive industry reality in china than AT. The development and production of AMT may retain previous product line of manual transmission and greatly save the investment for reconstruction of professional production line and equipment, so it has important reality meaning.During the design and development of AMT, design and optimization of selection-shift actuator is one of key and special difficulties for AMT design. The performance will have direct effect on the whole performance of AMT system. In this paper, Taking focus on a manual transmission of heavy truck, combing with science and technology research plan of Chongqing, shift actuator with hydraulic drive for AMT system is developed and designed and its performance is researched.In this paper, the main contents are showed as follows:1.The development of automatic transmission technique for heavy truck both home and abroad is introduced. The key technique of automatic transmission for heavy truck and operation system configuration are illustrated.2. Analysis of the AMT hydraulic drive system and structural design requirements, and file for Fast 12JS200TA 12 manual transmission with a synchronizer, the original clutch and transmission control mechanism based on the design of a new type of hydraulic-driven auto-control mechanism.3. For the AMT calculation of the hydraulic drive mechanism of the components, selection and system simulation and analysis. Important components of the hydraulic circuit and the dynamic response of the selection of the dynamic analysis.Keywords: Atotomatic manual transmission(AMT);Hydraulic drive;Shift executing agency;Clutch executing agency;Air damper actuator目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 AMT发展及研究现状 (1)1.1.1 AMT技术国外研究 (1)1.2 AMT自动变速系统的关键技术 (3)1.3 AMT系统执行机构 (5)1.3.1 AMT的系统机构 (5)1.3.2 AMT的液压驱动操纵机构 (5)1.4 主要研究内容 (6)1.4.1研究意义 (6)1.4.2 研究的主要工作 (7)第2章液压驱动系统设计 (8)2.1 拟订液压驱动系统图 (8)2.1.1 制订液压回路方案 (8)2.1.2 液压系统的组合设计 (8)2.2 液压元件的选取 (9)2.2.1 液压泵选型 (9)2.2.2 电机选型 (10)2.2.3辅助元件的选择 (10)2.3 液压回路动态分析 (11)2.3.1 液压油粘度 (11)2.4 液压系统的影响 (12)2.5 本章小结 (12)第3章离合器执行机构设计 (13)3.1 离合器执行机构设计 (13)3.2 液压缸的设计 (13)3.2.1 液压缸杆的设计 (14)3.2.2 活塞杆的强度计算 (15)3.2.3 缸壁的计算与选取 (15)3.2.4 电机选型 (15)3.3 机构工作原理 (16)3.4 离合器执行机构仿真分析 (16)3.5本章小结 (17)第4章换挡执行机构设计 (18)4.1换挡执行机构设计要求 (18)4.2 液压缸设计 (19)4.2.1液压缸活塞杆的设计 (20)4.2.2缸壁厚度设计 (20)4.2.3活塞杆强度校核 (21)4.2.4举例说明 (21)4.3机构工作原理 (22)4.4 本章小结 (23)第5章节气门执行器设计 (24)5.1 概述 (24)5.1.1发展的制约因素 (24)5.2 电液式节气门执行器的组成结构 (27)5.2.1液压缸设计 (27)5.2.2液压缸杆的设计 (28)5.2.3活塞杆的强度计算 (28)5.2.4缸壁的计算与选取 (29)5.3本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录 (33)第1章绪论1.1AMT发展及研究现状1.1.1 AMT技术国外研究电控机械式自动变速器(AMT)是在原来干式离合器和定轴齿轮式有级机械变速器所组成的手动变速系统基础上采用电子控制和液压(电动、气动)操纵装置组成的系统。
与液力机械自动变速器AT (AutomaticTransmission)相比,AMT具有如下一些特点:传动效率髙,燃油经济性好;结构简单,成本相对低廉,适合各种车型。
综合比较,可以看到:AMT具有较高的性能价格比,代表了重型车自动变速技术新的发展方向,国外各大重型车厂商均把AMT技术列为研究的重点。
微机控制技术的飞速发展,成为传统的手动变速器获得新生的重要基础。
纵观AMT 的发展历程,可分为三个阶段:半自动阶段、全自动阶段及智能阶段。
西欧、美国在这一领域占有主导地位。
AMT发展的第一个阶段是半自动阶段(SAMT),这一阶段主要是半自动变速器的发展和成熟阶段。
标志性的是瑞典Scannia公司的CAG系统和德国DaimlerBenz公司的EPS系统,以及美国Eaton公司开发的SAMT系统。
第二阶段是全自动阶段。
主要有五十铃公司于1984年首先投放市场NAVI-5,同时期出现的还有日本Nissan、Hino、美国的Ford、Eaton、意大利的FIAT、法国的 Renault 等。
第三阶段是智能化阶段(IAMT)。
模糊推理、神经网络方法及GPS等新技术新方法引入到AMT的档位决策和控制中,极大地提高了 AMT的智能化水平。
重型车通常指装载质量在8t以上(含8t)的各类汽车,其具有总质量大、品种多、使用工况复杂等特点。
对于重型车变速器来说,要求具有足够大的速比范围,足够多的档位数。
目前各种重型汽车机械变速器的档位数一般为5〜18档,而且越来越多地釆用带副变速器的多档位变速器。
基于重型车变速器的结构特点,致使变速器负载大,选换档操纵沉重,使驾驶员劳动强度大,容易疲劳,在行驶过程中带来了不安全因素。
自动变速技术的运用可保证发动机稳定地在高扭矩的经济转速下工作,换档操作容易,大大减轻了驾驶员的劳动强度,使驾驶变得更加轻便,而且使汽车零部件寿命延长,车辆使用率提高,动力性、经济性均较好。
根据统计调查显示重型车辆配置自动变速器的比例逐年增长,如美国的肯沃思公司和弗莱特林那公司生产的重型牵引车中釆用自动变速器的比例已达到15%以上。
世界上主要生产自动变速箱的厂家在欧美,美国艾里逊和德国ZF两家的市场占有率达95%以上。
综合比较,AMT技术正在成为重型车辆自动变速发展的重要方向,其装车率呈逐年上升趋势,用户的认同度也在不断上升,同时复杂工况下工作的车辆的换挡品质和起步性能也在不断得到提高。