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)。
nload="javascript:if(>740)=740" align=center border=0>
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。
nload="javascript:if(>740)=740" align=center border=0>
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。
nload="javascript:if(>740)=740" align=center border=0>
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。
nload="javascript:if(this.Width>740)this.width=740" align=center border=0>nload="javascript:if(>740)=740" align=center border=0>
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。
nload="javascript:if(this.Width>740)this.width=740" align=center border=0>nload="javascript:if(>740)=740" align=center border=0>
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)。
nload="javascript:if(this.Width>740)this.width=740" align=center border=0>nload="javascript:if(>740)=740" align=center border=0>
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。