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混合动力车自动变速技术研究 摘要 当今世界，汽车排放所造成空气质量的日益恶化以及石油资源的渐趋匮乏,都需要我们发展混合动力汽车。它具有良好的动力性、经济性和较低的排放。自动变速技术是混合动力中的一项关键技术, 它可以保证动力传动系统各部件工作的高效率, 提高车辆对复杂工况的适应能力, 并可以借助传动系统中电机的作用提高换挡品质。本文通过了解混合动力汽车的现状来达到对自动变速技术的研究。 关键字 混合动力汽车 自动变速技术 控制策略 一　引　言 当今世界汽车的保有量达到6到7亿多辆,并在以每年几千万辆的速度增长。汽车数量的不断增加、燃油汽车排放所造成空气质量的日益恶化以及石油资源的渐趋匮乏,使得开发低排放、低油耗的新型汽车成为当今世界汽车发展的紧迫任务。混合动力电动汽车同时具有电机和发动机等多能源驱动,其优点是续驶里程长,动力性好,排放优良,正成为各国主攻方向和商品化的潮流。我国政府也积极支持混合动力轿车的研究开发工作,并将混合动力轿车的研发纳入国家“863”高技术研究发展计划和国家“十五”规划。为适应混合动力轿车多能源驱动的自动耦合,满足混合动力轿车适应不同工况的行使要求,进而提高整车的经济性、动力性,改善排放品质,那么,采用由电控单元ECU控制的自动变速器就成为必然。 二 我国混合动力车 2.1混合动力车概念及现状 混合动力汽车( Hybrid electric vehicle HEV) 是具有低污染、低油耗特点的新一代清洁能源汽车, 目前,国外对HEV的研究比较成熟, 并早已实现产业化。1997 年, 日本丰田汽车公司的普锐斯最先实现了HEV的量产, 在随后的十几年里, HEV在世界范围内得到了飞速发展和广泛应用。我国对于混合动力技术的研究与国外相比起步较晚，核心技术的掌握上存在较大差距。但是政府和相关部门对此项研究很重视，并将节能与新能源汽车的研发列入“十一五”863计划重大项目。中国自主品牌车企一汽、东风、上汽、吉利、奇瑞等都相继推出了混合动力车型，而宇通ZK6140MGQA9混合动力公交车也于2009年年末正式批量上市。 2.2运用自动变速技术的必要性 汽车自动变速技术是人们长期以来一直努力追求的目标, 也是车辆改进和完善传动系统的一个重要方向。从1939 年带有液力变矩器的全自动传动系统问世以来, 特别是随着微电子技术在车辆的应用越来越广泛, 自动变速技术得到了长足的进步。变速机构是混合动力系统的关键技术, 它不仅可以作为混合动力汽车的动力耦合装置, 通过设计合理的换挡策略, 还可以改善发动机、电机和动力电池的工作条件, 延长其使用寿命, 进一步提高HEV整车的经济性和动力性, 有效提高其在复杂路面的通过性。 三 自动变速技术的应用 近年来, 由于变速理论与设计达到了相当完善的阶段, 所以它已在轿车、大客车、重型自卸车、越野车、货车、拖拉机、内燃机、工程机械以及军用车辆上得到越来越广泛的应用, 各种自动变速技术也得到了充分发展。目前，车载自动变速器主要有四种：液力机械式自动变速器（AT）、机械式自动变速器（AMT）、并联结构单行星排自动变速、无级自动变速器（CVT）。 3.1 AT技术发展 AT 的优点在于动力换挡( 换挡时间短、冲击小) 、起步平稳、对转矩变化的适应能力强, 其不足之处是传动效率偏低。在国外, AT 技术水平已很成熟; 国内已实现TC 的自主生产, 并具有批量配套能力, 但自主开发的AT 在短期内达到国际水平仍有一定的困难。AT近年的发展主要体现在提高性能( 燃油经济性和整车动力性) 、传动效率和换挡品质上。 3.2机械式自动变速器发展 手动机械式变速器的基础上开发完成的机械式自动变速器(AMT)的方案机械式自动变速器(AMT)是在普通固定轴式齿轮变速箱的基础上,把选档、换档、离合器及相应发动机供油的操纵改为以微处理器为核心的控制器来完成,实现机械式自动变速器。基本功能是能根据当前汽车运行状态、路面情况、驾驶者的意图,自动判断变速箱的最佳档位(传动比) ,即档位决策功能和自动控制发动机、变速箱、离合器完成换档过程,即换档、起步的自动操纵功能。 AMT在传统轿车上应用的系统结构原理如图1示。 3.3 并联结构单行星排自动变速发展 此结构是北京理工大学与波兰华沙工业大学联合研制的, 该结构中, 发动机通过离合器、制动器、变速器与行星齿轮变速器的太阳轮相连, 电机通过一系列部件与齿圈相连,最终通过行星架将转速输出[ 9] , 如图4 所示。该系统中, 发动机、电机为转速耦合, 通过调整发动机或电机的转速, 可以实现无级变速, 不存在换挡动力中断的问题, 能实现混合动力的各种工作模式; 缺点是发动机或电机单独驱动时, 无法利用行星排进行变速。 3.4 CVT 无级变速器发展 CVT 技术在汽车上