隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)開始加大具有高附加值自動變速器的研發(fā)力度。自動變速器作為現化汽車傳動技術中的關鍵總成之一，接收發(fā)動機的轉速轉矩、經過變速增扭，通過主減速器傳遞給車輪，自動變速器匹配的好壞直接關系到汽車的總體性能。自動變速器是集機械、液壓、電子于一體的復雜系統(tǒng)。相對手動變速器具有操縱簡化、駕駛平順舒適、改善汽車排放、保證汽車在行駛過程中經常處于良好的性能狀態(tài)等一系列優(yōu)勢而被越來越多地裝備于車輛上[1]。

　　摘要：通過對某型自動變速器的不同換擋執(zhí)行元件的組合，得到了該變速器各擋的運動規(guī)律和各個工作元件之間的運動關系，并對此傳動規(guī)律進行分析，在此基礎上并基于仿真軟件AMESim與Matlab/Simulink建立了七擋自動變速器傳動系統(tǒng)模型，通過聯合仿真，對該型自動變速器模型進行了驗證，仿真結果表明此模型的傳動規(guī)律完全滿足實際情況。通過此建模與仿真的過程，得到一種針對此型自動變速器建模的新方法。

　　關鍵詞：七擋自動變速器,行星齒輪,傳動比,AMESim

　　在自動變速器開發(fā)階段借助模擬仿真技術是研究自動變速器的有效手段，可以提前確定各個重要參數，并對參數間的相互關系進行分析，并不斷進行優(yōu)化分析，從而具有縮短研發(fā)時間、減少研發(fā)經費等優(yōu)點。因此模擬仿真作為汽車研究與設計部門的一種有效方法而被廣泛采用。研究自動變速器模擬仿真方法對于我國自動變速器自主研發(fā)具有重要意義[2]。

　　1理論依據

　　圖1為市場上某型7擋自動變速器的結構示意圖和離合器接合圖表。此型變速器前面是行星齒輪組，后面是拉維娜行星齒輪組。前排齒輪組行星輪P3與太陽輪S3嚙合。從前排齒圈B1通過離合器E輸出到拉維娜行星架C1；從前排行星架D1一路經過離合器A連接拉維娜太陽輪S2，一路經過離合器B連接拉維娜太陽輪S1。

　　拉維娜式行星齒輪機構的結構示意圖如圖1所示，其結構特點如下。

　�。�1）在一個行星架上安裝有相互嚙合的兩套行星齒輪，長行星輪P1同時與大太陽輪S1、短行星輪P2、內齒圈A1相嚙合；短行星輪P2與長行星輪S1和小太陽輪S2相嚙合；兩套行星齒輪共用一個齒圈A1和一個行星架C1。

　�。�2）有5組離合器，離合器C、D分別制動大太陽輪S1和共用行星架C1。離合器E使拉維娜式行星齒輪小太陽輪S2與前排行星輪外齒圈B1結合，離合器A、B分別拉維娜式行星齒輪小太陽輪S2、大太陽輪S1與前排行星輪齒輪架D1結合，A1為動力輸出為共用齒圈。各齒輪的齒數如下：ZA1=84；ZB1=70；ZS1=36；ZS2=32；ZS3=44；ZP1=24；ZP2=24；ZP3=13；

　　1.1傳動比計算

　　（1）一擋傳動比

　�。�2）四擋傳動比

　�。�3）五擋傳動比

　�。�4）倒擋傳動比

　　2模型建立與分析

　　AMESim是法國達索公司推出的液壓、機械等系統(tǒng)建模及動力學仿真分析軟件，除了擁有常規(guī)的機械、液壓模型庫外，針對變速器的模擬仿真，AMESim專門開發(fā)了一個傳動系Powertrain庫專門用于車輛傳動系統(tǒng)建模和仿真，它包括發(fā)動機、離合器、同步器、傳動軸、差速器、輪胎、車身以及傳感器等模塊的多種元件級模型。利用所需模塊可以簡便地構建自動變速器的傳動系統(tǒng)仿真模型，并進行動力學響應分析[4]。

　　在AMESim中建立仿真模型，此模型包括發(fā)動機、自動變速器、傳動軸、主減速器、差速器、車輪等模塊，并有發(fā)動機和變速器的控制邏輯模塊。自動變速器模型包括的行星齒輪組、離合器、液力耦合器和鎖止器。前排是行星齒輪組，后排是拉維娜行星齒輪組的模型。變速器的控制邏輯模塊將升擋信號轉化為各個離合器接合信號，并在MATLAB/Simulink中對離合器的接合規(guī)律建立模型，通過時間積分再通過查表的方法，對離合器換擋規(guī)律進行模擬，從而建立七擋變速器的仿真模型。

　　如圖2所示，在AMESim模型中，換擋信號經過邏輯表后轉化為相應離合器控制信號，傳入AMESim-SimulinkCo-simulationinterface模塊后再傳輸到各個離合器。齒輪的傳動模型從前排齒圈B1通過離合器E輸出到拉維娜行星架C1，從前排行星架D1一路經過離合器A連接太陽輪S2，一路經過離合器B連接太陽輪S1。太陽輪S2經過行星輪P2傳動到行星輪P1，最后經過A1傳出。

　　設置完參數后，試運行后，可使S-function的接口在AMESim中的Simulink聯合仿真模塊定義的輸入輸出接口相同。隨后建立如圖4所示的控制模型，其中Clutch模塊從AMESim接口模塊輸出端口接收信號，經過轉化輸出到AMESim接口模塊輸入端口。其中IfActionrise模塊當有上升擋位信號時，便能子模塊，內部計時器開始積分計時，輸出時間函數，并經過查表，輸出接合率的函數。當有下降擋位信號時，便能子模塊，同樣的內部計時器計時并查表，輸出接合率的函數。此時接合率是下降的。如果需要更改接合曲線，只需更改查表函數曲線即可。

　　3分析

　　換擋仿真結果如下。

　　從圖5可以得出變速器在5擋時為直接擋；通過數據分析，各個擋位的傳動比與理論分析的傳動比相同。圖6是自動變速器輸入與輸出的轉矩圖，當傳動為直接擋時，可以看出輸出轉矩小于輸入轉矩，這是因為變速器內部有阻尼引起的轉矩損耗。為了使換擋沖擊最小，需優(yōu)化換擋時離合器結合與分離曲線，使換擋時的最大值降低，從而減小換擋沖擊。

　　4結論

　　1）根據自動變速器各組成部分結構及功能，在AMESim，建立了自動變速器機械、離合器仿真模型以及整車模型，在MATLAB中建立了離合器接合規(guī)律模型，通過AMESim與Simulink聯合仿真。最后由仿真結果分析，所建模型基本符合實際情況。

　　2）通過對模型的仿真，得出變速器的轉矩變化曲線，為使換擋沖擊最小，以曲線上最大值作為最優(yōu)目標，變更離合器控制方案不斷優(yōu)化，確定自動變速器控制參數，從而在自動變速器的初始總體設計中提供參考。

　　參考文獻：

　　[1]趙志強.濕式雙離合器自動變速器建模及仿真分析[D].湖南：湖南大學車輛工程，2009：1-2.

　　[2]陳真，胡寧，許亮.自動變速器模擬仿真技術[J].機床與液壓，2007（8）：203-206

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