应用AMT的电动大客车加速性能分析

AMT自动换挡变速器在大客车上的应用
郑方明;邓卫东;黄荣英;谭道梅
【期刊名称】《客车技术》
【年(卷),期】2004(000)004
【摘要】论述AMT自动换挡变速器的技术特点及在大客车上的应用,指出了AMT 自动换挡变速器的特点.
【总页数】2页(P15-16)
【作者】郑方明;邓卫东;黄荣英;谭道梅
【作者单位】广州骏威客车有限公司;广州骏威客车有限公司;广州骏威客车有限公司;广州骏威客车有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.应用AMT的电动大客车加速性能分析 [J], 张立新;韩冰
2.浅谈自动变速器的特点及在我国大客车上的应用 [J], 张恩学;周宏
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5.AMT自动变速器在商用车新能源产业中的应用 [J], 于国锋
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气动式AMT技术在大客车上的应用随着我国AMT技术水平的不断发展，用于提高驾驶舒适性的AMT变速器已经开始逐步安装在大客车上。

自2002年起，北京齿轮总厂率先开展应用于大客车上的气动式AMT的研发工作。

经过3年多的不懈努力，2005年，北京齿轮总厂的首批AMT样车已交付用户使用。

中青旅控股股份有限公司是该款AMT的首家用户，该公司已经向北京北方华德尼奥普兰客车股份有限公司订购了装有气动式AMT的豪华旅游客车。

到目前为止，北京齿轮总厂的气动AMT在执行机构和电控系统匹配方面更加完善，将逐步实现产业化。

AMT系统简介1.AMT系统的工作原理AMT是在手动变速器和干式离合器的基础上，应用自动变速理论，由电控单元（TCU）控制执行机构实现车辆起步和换挡自动操纵，其工作原理如图1所示。

TCU根据驾驶员的意图及车辆的状态，依据一定的换挡规律实时、在线地担负起多路输入信号的采集、加工处理、以及控制决策和控制指令的发出，执行机构则根据TCU控制电磁阀的指令自动地完成发动机状态调整、离合器分离、接合，变速器选，换挡动作，使换挡过程自动完成。

图1 AMT系统工作原理图2.AMT系统的结构AMT的结构简图如图2所示。

该系统包括档位执行机构，离合器执行机构、油门执行机构、操纵开关机构、发动机转速、车速传感器以及电控单元等部分。

根据发动机节气门开度和车速信号，发动机转速信号及相应加速度等行驶条件，该系统自动适时地换入高速档或低速档，使其处于最佳档位。

气动式AMT系统设计思路气动式AMT的系统设计主要包括执行机构的设计和电控系统的设计，通过实现两者之间的最佳匹配，从而达到良好的起步和换挡品质。

1.气动式AMT执行机构的设计执行机构用于实现发动机、离合器和变速器的自动操纵，执行机构目前的常用形式包括液压式、气动式和电动式。

根据大客车普遍采用气动控制的特点，并在车上装有气源，因此，在设计离合器和变速器时采用气动式执行机构。

根据TCU的指令控制电磁阀，使气动式执行机构自动地完成离合器分离、接合和变速器选、换等动作。

20运输经理世界商车界大客车12速自动变速器特点及传动路线分析撰文/汪学慧苏启欢论文摘要：大客车十二速自动变速器是近年才装置在豪华大巴上的一种多档位大转矩变速器，它是在手动机械变速器基础上新发展的AMT ，有自动与手动两种操作方式，属于电控气动控制自动换挡形式。

这种新型变速器由世界有名的德国采埃孚公司制造，速比范围大大宽于传统变速器，而体积近似普通变速器，能完全满足大客车频繁起步和加速的操作。

由于取消了离合器踏板，简化了驾驶操作，能提高车辆的整体运行速度，有利于发动机功率的充分利用，明显地降低油耗。

尤其适用于我国重点发展的13.7m 大型客车和高速道路使用。

本文是在与我国大型运输企业的深圳运发集团进行技术交流基础上整理而成，重点介绍了这种变速器采取组合式结构，以及其各档的传动路线。

AMT 变速器有许多特点，是极具发展前景的重型变速器，本文对长途客货运输的广大机务维修人员有一定实际参考作用。

关键词：十二速自动变速器传动路线使用由德国采埃孚公司制造的ZF12AS2301BO 新型变速器，是装置在豪华大巴上的一种大转矩变速器，它是在手动机械变速器基础上新发展的AMT ，有12个前进挡，速比范围达12.33-0.78，倒挡的传动比也可达11.41，能完全满足大客车频繁起步和加速的操作，提高车辆的整体运行速度，有利于发动机功率的充分利用。

变速器属于电控气动控制自动换挡形式，有专用电脑ECU 通过对发动机节气门、液压离合器的操作，实现对车辆起步、选档、换档的自动控制，变速器的ECU 安装在变速器外壳的后方。

本变速器有自动与手动两种操作方式（图一），取消了离合器踏板，简化了驾驶操作。

这种变速器采取组合式结构，其总长度只有898mm ，重量仅有240kg ，与一般重型车辆的变速器相近。

在12AS2301BO 型号中，型号中的AS 表示自动变速的含意，“23”表示最大输入扭矩达2300Nm ，倒数第二位字母“B ”表示大客专用，最后字母“O ”是指具有超速档。

中国AMT变速箱产业分析一、AMT变速箱基本概述AMT变速箱是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的，是一种揉合了AT和MT两者优点的机电液一体化自动变速器；AMT既具有普通自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。

从2020年开始，装配AMT变速箱的重卡车型成为了时代“潮宠”，一时间，各大主机厂争先推出相关产品。

也正是因此，2020年也被称之为“中国AMT 重卡的元年”。

1.性能状况市场上的AMT经过多年培育期的数据积累，技术逐步成熟，具备了普及基础。

中国路况工况复杂，国外AMT产品需要适应，国产AMT 产品需要升级，以解决“怂车”、“顿挫”和“换挡时间长”等问题。

经历了数代版本的更迭，市场上的AMT变速箱换挡逻辑更成熟，行驶更加平顺和智能，具备普及基础，尤其是19-20年以来以福田汽车、中国重汽为代表的企业的大力推广加速了AMT需求的普及。

2.成本状况AMT变速箱相比普通手动挡整体节油8%左右，经济性突出。

油耗成本占总成本比重约为35%，而司机的驾驶行为对油耗的影响达到40%。

与手动挡相比，AMT变速箱整体节油率8%，百公里省油2.5L，主要是由于自动挡变速箱拥有TCU电控模块，相当于为变速箱装载了一个智能大脑。

通过智能操控匹配复杂路况，自动挡千公里换挡次数达536次，远高于手动挡的212次，驾驶过程中可最大程度保持在经济油耗区间。

按照每年行驶15万公里，油价5.5元/L计算，燃油费每年可节省20625元。

此外，一般离合器的寿命在30-50万公里之间，自动变速箱的离合器磨损量远低于手动变速箱离合器的磨损量，正常情况下可终生不用更换离合器，每年可节省维修费用3988元。

综合来看，搭载AMT变速箱的重卡年均总成本可节省24613元。

二、AMT变速箱国外现状1.发展历程根据欧美重卡自动挡普及过程，行业渗透率超过10%后将加速，5年左右渗透率提升至50%以上，最终自动挡普及率达到95%以上。

1 概述城市客车行驶速度低，超载、起步、加速、减速、停车非常频繁、驾驶员劳动强度大，平均每天踩离合器的次数在2 000～3 000次之间、传动系冲击力较大，离合器、变速器及操纵机构故障率较高，待车时间长，’维修费用高；对车辆最大的影响就是离合器和制动器故障率高，使用寿命短。

如何解决这些问题，是我国城市客车发展的关键。

目前，自动变速器已经开始广泛地应用于城市客车，并在许多公司的实际应用中显示出其相当的优越性，尤其以舒适的驾驶性受到广大驾驶员的欢迎。

但自动变速器价格昂贵、过早出现大修且维修费用较高、耗油量过大（在城市中行驶的耗油量比手动箱高30％）、公交公司出现了“买得起，用不起”的局面。

但使用AMT自动换挡变速器便可以解决上述问题。

2 AMT自动换挡变速器系统AMT自动换挡变速系统是在传统的固定式的变速箱和干式离合器的基础上，应用电子技术模糊控制理论，实现离合器选换挡协调动作，从而实现驾驶过程中的自动换挡。

在驾驶操作过程中，信号采集单元采集发动机的工作状态、车辆行驶速度状态、油门状态、刹车状态等。

由集成电子控制单元相对各信号源进行分析、处理、并发出指令，执行机构完成相应动作，从而实现自动驾驶。

同时该系统还有自我诊断功能，在系统出现故障时显示故障信息代码，提示驾驶员的注意，便于维护人员进行修理。

该系统是一种集机械、电子、液压为一体的自控系统。

匹配过程简单，并能在满足发动机排放的要求下很好的与整车同时满足气体排放要求。

始终使整车性能处于最佳状态，具有机械继承性强，传动效率高，燃油经济性高，操作简单等优点。

AMT自动换挡变速系统包括：ECU数据处理系统；信号采集系统；选挡换挡执行控制机构；离合器执行控制机构；油门执行控制机构；刹车执行控制机构；动力源执行控制机构。

3 AMT自动换挡变速系统的技术特点3．1工作原理（图1）利用微处理器接收传感器传递的各种与变速有关的数字信号，由微处理器对信号进行识别、分析，与处理器内部已存储的变速器换挡数据进行比较，判断出最适合当前状况的挡位，发出换挡指令，并驱动液压执行机构，实现适时增、减挡，以满足汽车不同道路、不同功率情况下的行驶要求。

大型电动客车自动挡机械变速器---綦力成琦冯川目前，商用汽车大多是以汽油机或柴油机作为动力源，由于汽油和柴油燃烧后排出大量的二氧化碳污染空气，并给地球造成危及人类生存质量的温室效应，同时地球上它们的蕴藏量有限以及价格不断上涨，致使人们一直在寻求一种应用于汽车上的、可再生的、清洁的替代能源。

电能就是被人们公认的一种可再生的清洁能源。

若使用电能的电动机作为汽车的动力源，较之传统的以石油为燃料的内燃机作动力源的汽车，就突显出其具有‘零‘排放、‘零’污染的特性，且变频电机特性是在低速时恒转矩,高速时恒功率, 较适合城市车辆运行的要求。

鉴于城市对减排、节能、环保的更高要求，因此发展城市大型电动客车已成为当前国内客车发展的热点。

变频电机的工作转速范围很宽，可达到0-4000转/分，但转矩变化幅度不大，且低速时，效率低，高速时，转矩较小。

在用作大型客车的动力源时，在车辆的动力传动系统中，还必须配置一个降速增距减速器，才能使车辆具有较好的动力性、安全性、经济性。

通常在大型电动车上，大多采用一个有固定传动比的减速器或有两个挡的机械变速器。

但：1) 配置有固定传动比的减速器，在绝大多数情况下，电机的工作区域，效率低。

这样，不仅会浪费宝贵的电池能量，使续驶里程减少。

势必会对电机提出更高的性能要求，导致制造成本高而不经济；2）配置有两挡机械变速器的电动客车，其低挡用于起步加速，低速爬坡，高挡用于中、高速行驶。

若采用手动挡的两挡机械变速器，基于两挡之间传动比级差很大（通常大于2），又无离合器，因此，车辆不能在行驶中直接手动换挡，只能靠停车换挡。

这种传动型式虽然结构简单、制造成本低，易保养维修。

但，行驶中换挡操纵不便，且同样存在低挡效率低的问题：牵引电机在起步加速时处于低速运转区，电机的效率低，尤其是城市电动公交车，起步加速频繁，这样会浪费大量的电池能量而使续驶里程减少。

从城市大型电动公交车的使用性能要求来看：要求牵引电机应该既能在恒转矩区提供较高的瞬时转矩（变速器低挡），又要在恒功率区提供较高的运行速度（变速器高挡），且两区间转换迅速、易操纵，使车辆具有良好的动力性、经济性、安全性、操纵性。

A M T自动换档变速器在城市客车上的应用卢永生(广州骏威客车有限公司,广东广州510430)摘要:介绍一种正在兴起的变速技术---AMT(A u t o m a t e d M e c h a n i c a lT r a n s m i s s i o n)自动换档变速器,阐述其发展过程、工作原理、性能特点及其在城市客车上的应用前景。

关键词:城市客车;自动换档变速器;工作原理;性能特点;应用前景A b s t r a c t:T h e a u t h o r i n t r o d u c e s a k i n d o f t r a n s m i s s i o n t e c h n o l o g y w h i c h i s s p r i n g i n g u p n o w,t h a t i sA TM(A u t o m a-t e d M e c h a n i c a lT r a n s m i s s i o n),a n de x p o u n d s i t s d e v e l o p i n gp r o c e s s e s,w o r k i n gp r i n c i p l e,p e r f o r m a n c e f e a t u r e s a n d p r o s p e c t s a p p l i e d t o c i t y b u s e s.K e y w o r d s:c i t y b u s;a u t o m a t e dm e c h a n i c a l t r a n s m i s s t i o n(A TM);w o r k i n gp r i n c i p l e;p e r f o r m a n c e f e a t u r e;a p p l i e d p r o s p e c t中图分类号:U463.212文献标识码:B文章编号:1006-3331(2006)01-0041-031汽车变速技术汽车变速技术分为MT(M e c h a n i c a lT r a n s m i s-s i o n)机械变速器、A T(A u t o m a t i cT r a n s m i s s i o n)自动变速器---液力变矩器+行星齿轮自动变速器、C V T(C o n t i n u o u s l y V a r i a b l eT r a n s m i s s i o n)无级变速器和AMT(A u t o m a t e d M e c h a n i c a l T r a n s m i s-s i o n)自动换档变速器。

全电式AMT同步器控制分析及其验证全电式AMT同步器控制是指通过电子控制实现自动变速箱（AMT）的同步器控制。

同步器是AMT的重要部分，用于调整变速器齿轮之间的转速差，实现顺畅的换挡。

全电式AMT 同步器控制通过电子控制器精确测量车辆速度和发动机转速，判断换挡时机，并控制同步器的操作，使得换挡更加平稳。

该控制方法主要包括以下几个步骤：1.检测车速和发动机转速首先，电子控制器需要检测车速和发动机转速，以确定当前车辆的运动状态。

这可以通过车速传感器和发动机转速传感器实现。

2.判断换挡时机接下来，电子控制器需要基于已有的车速和转速数据，来判断何时进行换挡。

换挡时机应该是在发动机达到最佳动力输出时刻完成。

3.同步器控制一旦换挡时机确定，电子控制器就需要控制同步器进行操作以平稳地完成换挡过程。

同步器的控制过程一般包括以下几个部分：(1)释放离合器首先，离合器需要被释放。

通过电子控制器，控制电机去打开离合器，从而允许滑动齿轮与弹簧同步器末端进行接触。

(2)等速旋转接下来，同步器内部的齿轮需要与的客户要配合，实现等速旋转，同时断开齿轮和齿状垫圈的接触。

(3)重新结合一旦齿轮结束了等速旋转，并达到换挡转速点，电子控制器会通过电机重新结合齿轮，从而完成换挡过程。

4.验证在完成上述控制操作后，需要对同步器控制进行验证。

这可以通过AMT模拟器或测试车辆进行。

验证过程旨在确认同步器的换挡操作是否平稳、流畅，是否达到预期效果。

总之，在全电式AMT同步器控制中，电子控制器扮演着重要角色。

通过有效的控制同步器的操作来实现顺畅的换挡，带来更好的驾驶体验和更高的安全性能。

电子控制器在全电式AMT同步器控制中所扮演的角色无可替代。

其主要作用是在换挡时合理控制同步器的操作，以保证换挡的平稳性和顺畅性。

首先，电子控制器能够快速响应发动机转速和车速变化，根据先前的数据进行分析和预测，判断何时进行换挡。

换挡时机不仅要考虑车速和发动机转速，还需要考虑到顺畅性、燃油经济性以及车辆安全性等因素。