摘要：伴随社会经济的快速发展，许多新技术、新理念在工业领域中得到广泛应用，有力推动着此领域的发展与完善。针对重型车辆而言，当其安装机械变速器之后，经常会发生跳挡变速、换挡误操作等情况，受此影响，时常会发生换挡冲击现象，引发主离合器过度磨损，本文针对此情况，设计了一种先进且实用价值突出的整车一体化自动变速系统，且还根据现实需要，对电气自动换挡执行机构进行了设计；另外，还通过实现发动机电控单元的实时通信，达到协调控制整车动力传动的目的。
关键词：重型车辆；自动变速；一体化
多挡位变速器是一种已在多领域中得到广泛应用的变速设备，其能够根据现实需要，高效且实时调节车辆速度。需要指出的是，此装置能够为整车动力传输提供诸多换挡点，因而可以将发动机的经济、动力特性较好的发挥出来，实现整车燃油经济性的不断优化，因而已被广泛应用在重型车辆领域中。但需说明的是，因多挡变速器有着比较多的换挡点，而且当车辆处于行驶状态时，会有比较繁琐的操作，易使驾驶员出现误操作情况，从而引发换挡冲击。如果将充足气源装于重型车辆上，能够为整车各项功能（如刹车、转向等）的实现，提供长久的气助力，所以，针对整车自动变速系统（AMT）而言，其将压缩空气当作驱动力，因而可以获得统一的车载动力源，而且还有助于整车燃油经济性的提升。本文围绕某重型牵引车辆，对其所配套的纯气动自动变速系统进行设计，现就此探讨如下。
1.整车动力传动系统概述
某重型牵引车辆的发动机所持续输出的动力，分别经过变速器、离合器、车后桥差速器，最终传送到车轮。其中，针对变速器而言，其主要由三部分构成，其一为插入式副箱，其二是高低挡切换副箱，其三为主箱；对于主箱来讲，其档位数为4个，插入式副箱有2个，高低挡切换副箱也有2个，均为L与H挡。另外，需要说明的是，将插入式副箱与主箱组合在一起，挡位数可增至6个，然后与高低挡切换副箱的L、H挡相配合，能实现多档位的实时性、连续性换挡（12挡）。针对整车动力而言，其经过12挡变速器后，能够形成特定的功率流；而在各挡位下，功率流自输入轴（变速器左侧），经相应挡位，最终会流至输出轴（右侧）。
2.自动换挡操纵系统分析
2.1自动换挡操纵系统概述
针对自动换挡操纵系统来讲，其主要由如下部分构成，其一为电子控制单元（ECU），其二是驾驶员控制单元，比如制动踏板、油门踏板及换挡手柄等，其三为动力传动CAN通信模块，其四为离合器执行机构，其五为选换挡执行机构。
对于驾驶员而言，其通常利用加速踏板、制动踏板、换挡手柄等，将其驾驶意图给反映出来。针对ECU来讲，其借助转速传感器，能够对车辆当前的行驶状态及相关数据信息进行实时性获取，而且还能依据设计思路及换挡内在规律，对车辆在当前情况下是否处于最佳挡位展开深入分析，且还能将控制指令发送至各执行结构，然后利用各位移传感器所接收到的信号，对离合器、制变速箱以及发动机的动作进行精确控制，以此为车辆的平稳、安全行驶（各种道路条件下）提供切实保障。
2.2设计自动选换挡操纵机构
为了能够从根本上满足变速器的各个换挡动作要求，本文分别在高低挡切换副箱、插入式副箱及主箱上，设置了选、换挡执行气缸（动力源为压缩空气）。针对主箱换挡缸而言，其所采用的是三位气缸，而对于副箱换挡缸来讲，则选用的是两位气缸，各个气缸都由二位三通响应电磁阀（常闭式）来进行驱动。在进行换挡操作时，电磁阀驱动的主箱换挡气缸（S1、S2、S3）将换挡动作予以完成（见图1），而S4、S5对选位气缸进行驱动，以此来完成选位动作；另外，S9与S8驱动插入式副箱气缸，S7与S6驱动高低挡切换副箱，完成高、低挡切换动作。此外，还需要强调的是，各气缸利用连接头（K1、2、3、4，位于其活塞杆上），对变速器当中的执行机构进行拨动，以此完成诸如换挡、选位等动作。
2.3设计离合器自动执行机构
当整车处于换挡状态时，离合器为其动力中断-动力恢复的核心部件，其控制精度的高低，直接影响甚至决定着整车的换挡品质。本文所探讨的自动变速系统，其主要借助三个电磁阀组合，来对一个单作用气缸的进排气量进行控制，以此来实现离合器动作。比如用限压阀对通往执行汽缸的最大压力加以控制，以此将车辆行驶状态下车载气压源所存在的气压波动问题给解决掉。另外，还需要指出的是，整个离合器动作执行结构借助一个单作用气缸，对分离杠杆进行驱动，使其做诸如结合、分离等动作。另外，在三个电磁阀当中，C2常闭，C1常开，C3为两位三通阀，以此确保断电状态下，离合器可以实现自动回位。还需说明的是，如果C3处于通电状态，那么能够使离合器分离，而当C3、C2均处于通电状态，那么离合器结合；而当处于分离结合状态，如果C2断电，而C1通电，那么离合器在具体行程上，会维持在不变状态。
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图1 换挡、选位执行机构的控制原理
2.4以CAN总线为基础的动力传动协调控制
在换挡时，要尽可能减小变速器换入目标挡位的输入轴转速与发动机输出轴之间所存在的转速差，借此实现换挡时间的合理化缩短，并促进离合器相应滑磨情况的减少。另外，还需要指出的是，借助CAN通信模块，能够为发动机调速提供切实方便，最终可高质量的实现上述功能。
当需要对车辆进行换挡时，通过计算换挡点，不仅能知晓变速器换入目标挡位时的输入轴转速，而且还能了解发动机输出轴转速。另外，在换挡过程中，首先离合器对整车动力进行分离中断，并且处于运行状态的自动变速系统，会借助ECU，将换挡指令发送出去；而CAN通信模块会将调速请求发送出去，并且还能传送需要发动机提供的输出轴转矩值、目标转速值。针对发动机电控单元而言，如果其接收到此指令，那么便会协调控制发动机的转矩与转速，与此同时，变速器完成换挡，离合器结合，整车动力恢复。
3.结语
综上，本文借助气动技术等，设计了重型牵引车辆（安装有多挡位变速器）的自动变速控制系统，并且还根据相关需要，开发了整车一体化自动变速系统；从设计中得知，要想实现重型车辆整车的一体化自动变速，需要着重设计动选换挡操纵机构、离合器自动执行机构，并且还需要以CAN总线为基础，合理调整系统的动力传动协调控制，以此使整车高效、稳定的运行。
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