液力自动变速器车辆坡道行驶换档措施分析

　　摘要：液力自动变速器是车辆变速装置中非常重要的一种，也是一种比较传统的变速器装置。文章对液力自动变速器车辆坡道行驶换挡的措施进行了分析研究，在文章中对车辆自动变速器进行了简要的介绍，并提出了液力自动变速器的工作原理，根据坡道换挡的主要问题，提出了液力自动变速器车辆坡道行驶换档的主要措施。

　　本文源自科技创新与应用,2020(34):113-114.《科技创新与应用》杂志是经中国新闻出版总署备案的学术期刊。主管单位：黑龙江出版集团有限公司，主办单位：黑龙江省报刊出版有限公司、黑龙江省科学技术协会。《科技创新与应用》具有一定学术和应用价值的学术文献和反映各学科、各领域的新成果、新工艺、新产品等方面的论述文章，为科技工作者搭建学术交流平台。

　　1、车辆自动变速器

　　自动变速器与传统手动变速器相比，具有自动化和简易性的特点，很大程度上提高了车辆变速运行的控制，对于车辆运行的安全稳定也起到了非常关键的作用。当前，根据自动变速器的工作原理不同，将自动变速器分为机械式无极变速器、电控机械式自动变速、双离合器变速箱以及液力自动变速器等四种形式。

　　首先，机械变速器在具体变速工作中，主要是利用了变速器中的主动轮、从动轮以及V型带来调节车辆运行速度。在车辆行驶过程中，齿轮转速变化和转矩变化引起车辆变速运动。所以，其他变速器主要是针对齿轮变速调整而进行车辆变速，而机械变速器则是采用主动轮、从动轮控制实现无极变速。机械变速器是当前变速系统中最受欢迎的变速器系统。

　　其次，电控机械式自动变速器。电控机械式自动变速器是传统手动变速控制器的改进版，其主要变速原理与手动控制变速原理相同，其主要的革新内容就是采用电控系统对变速器进行控制。在电控机械式自动变速器具体实施变速中，电控系统带动液压操纵机械对变速结构进行控制，从而实现车辆变速。

　　第三，双离合器变速箱。双离合器变速箱与传统的单离合变速装置的根本区别就是采用了两个离合变速装置，通过离合装置的增加，有效的消除了动力中断间隙，从而实现了离合变速设备的无动力中断变速。在传统变速换挡装置中，车辆行驶中发生变速问题，将会给驾驶员带来顿挫的感觉，影响汽车体验度。所以，采用双离合器变速箱，能够在很大程度上提高车辆变速的体验感。

　　最后，液力自动变速器。液力自动变速器在实现车辆行驶变速换挡的过程中主要依靠液力变矩器与行星齿轮结构。在液力自动变速器实施机械变速时，电控中心控制液力变矩器实施变速，在不对车辆动力性能造成影响的情况下实现了车辆行驶的变速换挡。液力自动变速器与机械自动变速器都是传统的变速器装置，在现代车辆变速换挡中应用也比较广泛。在当前我国汽车工艺中，液力自动变速器的应用占据主流地位。但是，液力自动变速器也有其自身的问题，主要体现在油耗大的问题。所以，在解决了液力自动变速器油耗大的问题之后，液力自动变速器还能够有良好的应用。

　　2、液力自动变速器的简要介绍

　　2.1 液力自动变速器的工作原理

　　液力自动变速器在具体车辆行驶中可以自动实施变速换挡，其主要工作原理包括以下几方面内容：(1)在液力自动变速器实施自动换挡中首要工作单位就是电子控制单元的传感装置，其主要工作内容就是收集驾驶员的行驶车速信息以及油门开合信息。(2)在电子控制单元开合信息完成后，控制单元与储存信息进行技术对比，通过对比分析确定是否实施变速换挡。(3)控制信息信号发布后首先作用于自动变速装置电磁阀，电磁阀对变速执行结构提供变速指令。最终液压装置分别控制自动变速器的离合装置与制动装置，从而实现变速换挡。

　　2.2 液力自动变速器的组成结构

　　如图1为液力变速器的结构组成图，组成部分包括液力变矩器、齿轮变速结构以及电子控制单元等三大部分组成，其中齿轮变速结构her液力变矩器结构都是同时位于液力自动变速装置之上，而电力控制单元则在汽车操作系统当中，实施中央控制功能[1]。

　　首先，车辆变速液力变矩器结构包括泵论、导轮、涡轮以及锁止离合器共同组成。在车辆变速换挡中，液力变矩器的主要工作动能来自于发动机设备，车辆发动机设备将动力能源传递给了驱动液，驱动液动力将动力由涡轮输出给齿轮变速结构。

　　其次，齿轮变速结构。在车辆变速的过程中，液力变速结构提供了汽车扭转变速的主要动力，而齿轮变速结构也是汽车变速的重要辅助结构。在实际的变速工作中，齿轮变速结构驱动内部齿轮完成副工作，从而实现齿轮变速。

　　最后，电子控制系统是液力变速系统的核心模块，其主要组成部分包括中央处理器、CAN总线以及传感器和控制阀等工作。在电子控制系统具体工作的过程中，CAN总线作为数据信号的传输系统、中央处理器作为数据的分析系统、而控制阀则是电子控制法的执行系统，直接关系到电子控制系统的执行功能实现。

　　图1液力自动变速器的组成结构

　　3、车辆坡道行驶换挡的规律

　　当前，车辆坡道行驶换挡规律主要包括单参数换挡、两参数换挡以及动态三参数换挡等三种换挡方式。

　　首先，单参数换挡规律在车辆变速行驶中包括车速、发动机转速以及油门开度三方面因素影响汽车变速换挡。而在实际的变档规律中，仅有油门开度对于汽车变档的影响相对比较大。所以，汽车变档规律中单参数是指汽车油门开度因素。油门开度越大代表油门输入小，车辆进入低档位运行。汽车车辆油门开度小，汽车油门输出大，车辆进行高档位运行。

　　其次，两参数换挡规律是指在车辆变速形式中遵循两个参数变化控制车辆变档。其主要参数因素包括发动机转矩与车速或者车速与油门开度参数。在汽车变速换挡中，输入两个参数作为换挡依据，有利于汽车换挡精准性提高。另外，两参数换挡规律中也要分为等延迟型换档规律、发散型换档规律、收敛型换档规律及等集中换挡规律[2]。

　　第三，动态参数换挡规律。与前两种换挡规律不同，动态换挡参数规律是指对汽车运行中的动态因素进行考虑从而完成换挡。在车辆正常行驶的过程中，会遇到不同的道路环境、包括上坡、下坡等工况。所以，在车辆动态参数变换中，要考虑到动态变化因素。而当前汽车换挡动态因素中，主要包括汽车运行速度、汽车油门开度以及加速度等方面动态因素。动态参数换挡规律考虑到汽车运行过程中的动态变化因素，所以是最为合理准确的换挡规律。

　　4、液力自动变速器车辆坡道行驶换挡措施构建

　　在车辆运行过程中，汽车变速是非常重要的内容，而对于车辆变速而言，包括三种变速规律，其中三参数动态变速规律是最为合理的变速规律。三参数动态变速规律考虑到了车辆运行工况问题，而在车辆运行时，坡道运行是非常常见的运行状态，坡道运行与直线运行有所不同，坡道运行对于车辆变速换挡的影响更为复杂。所以，当前对于液力自动变速车辆坡道行驶换挡措施的有效研究非常关键。

　　首先，液力自动变速器车辆上坡工况的换挡优化具体包括以下几方面内容：在车辆进行上坡运行中，车辆向上运动势必会形成动力能转化，并且车辆向上运行，也会受到坡向向下方向的阻力影响。所以，在车辆上坡工况换挡规律中，应该保证车辆换挡后的速度满足车辆爬坡动力，并且爬坡动力能增加要与坡向下阻力相等或者大于阻力，以提升车辆的动力能[3]。而在爬坡运动中，驾驶员通过加大油门来实现速度提升，从而实现换挡并给予汽车一定的爬坡力。通过液力自动变速车辆上坡运行的具体工况，可以确定车辆变速换挡的主要影响因素包括油门开度、汽车速度、汽车加速度以及坡道坡度值等多方面因素。所以，根据液力自动变速器的变速换挡规律，可以选择基于以油门开度与车速为输入参数的基本二参数换档规律作为上坡坡道换挡规律。二参数换挡规律中，车速和汽油门开度是主要的输入参数，而在上坡形式中车速要受到加速度影响，所以对于升降档的速度输入值进行合理设置，就能够有效的保证上坡工况中汽车换挡规律良好。

　　其次，液力自动变速车辆下坡工况中的变速换挡规律主要包括以下几方面内容：下坡工况下汽车车辆运行所受的外力不同，其中包括方向不同、受力值也有所不同，所以液力自动变速车辆中变速换挡规律也要有所变化，以免造成车辆运行事故。在下坡工况车辆行驶中，由于坡道沿力方向向下，与车辆运行方向正好相同，导致车辆运行中的阻力降低，车辆的加速度值也会增大，所以需要做好汽车制动才能够保证汽车安全运行。在车辆下坡工况变速换挡规律中，油门开度参数和速度参数依旧是影响汽车变速换挡的主要参数，而下坡坡度和汽车制动强度对换挡的影响非常大，所以应该建立制动强度因素基础之上的变速换挡规律。

　　5、结束语

　　通过以上分析，总结了液力变速器车辆坡道换挡规律。希望能够对液力变速换挡规律的优化以及车辆坡道安全行驶有所帮助。

　　参考文献：

　　[1]丁华,徐聪.双离合变速器车辆坡道挡位实时优化研究[J].机械传动,2018,42(10):46-51.

　　[2]褚园民,吴怀超,赵丽梅,等.基于模糊理论的重型液力自动变速器换挡研究[J].计算机仿真,2019,036(005):137-143.

　　[3]雷雨龙,扈建龙,郑雪松,等.液力机械式自动变速器换挡过程综合控制策略研究[J].北京理工大学学报,2018(A01):161-165.