摘要：伴随科学技术水平的日渐提升，许多新技术在气动机械式自动变速器（AMT）阀控系统中得以应用，有力推动着此领域的发展。本文围绕某型号12挡机械变速器，采用电子气动技术对气压驱动集成选换挡系统进行设计，且对此系统的气动阀特性进行深入分析，望能为此领域研究提供些许借鉴。
关键词：机械式自动变速器；阀控系统；特性测试
机械式自动变速器（AMT）实际就是基于原固定轴式有级变速器，安装电控自动变速操纵系统后而形成的一种系统，其能够通过换挡动作促进整车燃油经济性的大幅提升，而且还能有效减少驾驶员的重复性操作，因而被广泛应用在载货等车辆中。本文以某12挡变速器（重型商用车辆）为对象，借助电子气动技术，对气压驱动集成选换挡系统（具有可移植性）进行设计，另外，还基于理论层面，对启动电磁阀的具体相应特点，以及换挡时电气控制部分所呈现出的控制点进行了深入剖析，现就此探讨如下。
1.设计气压驱动集成选换挡系统
此12挡变速器主要由三部分组成，其一为高低挡切换副箱，其二是插入式副箱，其三为主箱，其中，针对主箱而言，其实为1个典型的变速器（4挡位），副箱也为1个变速器（2挡位），而将插入式副箱与主箱以一种合理方式组合在一起，能够实现6个挡位。针对高、低挡切换副箱来讲，其有两个挡位，分别为高挡与低挡；而将高低挡副箱与主箱以及插入式副箱紧密配合，也就是6×2=12，因而能够得到多挡位的换挡过程。还需要指出的是，在各挡位下，变速器所对应的功率流，把自左侧的输入轴，经相应挡位，传送至右侧的输出轴。
图1为气压驱动集成选换挡执行系统（依据此变速器换挡特点所设计）。需要指出的是，电磁阀S1、S2、S3的组合响应，能够对主箱换挡气缸的整个工作过程进行有效控制，而对于电磁阀S4、S5、S6的组合响应来讲，其可以对主箱选挡气缸的整个工作过程加以控制。对于电磁阀S7、S8而言，其主要控制高、低挡切换副箱，而对于电磁阀S9、S10来讲，主要对插入式副箱高、低挡切换气缸的整个动作加以控制。
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图1 气压驱动集成选挡、换挡系统
还需要说明的是，在此气动系统的主气路当中，还设置了与之相匹配的快速响应开关阀S11。在换挡的各阶段，通过对快速响应开关阀S11所对应的PWM脉宽加以改变，对向各个换挡腔的供气压力P1~P3进行合理化调整，借此对运动速度（换挡执行机构）进行控制。图1当中的K1是主箱的换挡框，而K2是主箱的选挡框，通常情况下，可借助K1、K2对换挡指进行带动，以此来实现选挡、换挡动作的目的。而对于K3而言，其即为高、低挡切换副箱的换挡指，而K4则为插入式副箱的换挡指，借助汽缸，将K4、K3予以带动，以此实现准确、实时切换副箱高、低挡动作的目的。
2.气动电磁阀所具有的开关响应特性
2.1关于换挡电磁阀的响应特性的测试分析
换挡所采用的原理是两位三通气动电磁阀响应测试原理。首先，借助此原理，能够使S3常闭电磁阀有着比较可靠且稳定的断电，并且在t1时，电控单元发出指令，将S3常闭电磁阀打开；而当处于t2时，电控单元会发出指令，将S3常闭电磁阀予以关闭，因此，需要对此过程当中S3电磁阀进、出口处的压力变化值（P1、P2）进行测试。需要指出的是，当P1、P2值发生改变时，则表明电磁阀开启响应时间ta与关闭响应时间tb也发生变化，因此，换挡电磁阀关闭时刻为t2+tb，而开启时刻为t1+ta。
依据上述所给出的试验测试方法，当气源压力维持在0.7MPa时，换挡电磁阀S3会有如图2所示的开关响应时间测试曲线。在此图当中，于a点所对应的时刻电控单元，会将上电指令传送给S3电磁阀，而b点处所对应的时刻S3电磁阀螺线管，便会开始上电；而对于c点而言，与之相对应的时刻电控单元，会将掉电指令及时发送给S3电磁阀，而当位于c点时，其时刻S3电磁阀螺线管便会处于掉电状态；针对e点来讲，其实际就是S3电磁阀螺线管刚上电时，无吸合触发状态下所形成的气压值P1；对于f点而言，与之相对应的时刻气压值P1，呈现为不但减小趋势；g点实际就是S3电磁阀螺线管处于刚掉电状态时，未释放出发状态下的气压值P2，h点实际就是时刻气压值P2持续减小。借助此些点对应的时刻，能够将电磁阀的关闭响应时间tb以及开启响应时间ta给计算出来。
借助此测试方法进行测试，结果得知，如果气源压力处于0.4~0.7MPa之间，那么针对此换挡电磁阀而言，无论是开启响应时间，还是关闭响应时间，都是20ms。
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图2 0.7MPa时气源压力的换挡电磁阀
2.2关于调压电磁阀的响应特性测试分析
图3为针对调压用快速响应两位两通气动电磁阀的基本测试原理。首先，需要使S11常闭电磁阀始终处在一种比较典型的上电断开状态，当电控单元处于t3时刻，其所发出的指令，能够使S11常闭电磁阀处于一种掉电状态；而当处于t4时刻，电控单元所发出的指令，能够使S11常闭电磁阀再次上电，此时，需要对S11电磁阀的进口与出口位置处所对应的压力变化值（P1′、P2′）进行测试。需要强调的是，P1′值的突变点能够对电磁阀所对应的开启时刻t5进行记录，而P2′可以对关闭时刻t6进行记录。所以，tc=（t5-t3）是调压电磁阀的开启响应时间，而td=（t6-t4）为其关闭响应时间。
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图3 S11电磁阀的响应特性的基本测试原理
依据此理论，当起源压力处于0.4、0.5、0.6、0.7MPa时，测试调压电磁阀所对应的开关响应时间。对所得数据进行综合分析，从中可知，如果气源压力位于0.4~0.7MPa之间，那么此调压电磁阀的开启响应时间为25ms，而关闭响应时间是25ms。
而经实车测试得知，此换挡的同步时间是400ms，换挡所需时间是600ms，所以，此气动阀排阻能够较好的满足车辆自动换挡方面的各项要求。
3.结语
综上，本文以气动AMT阀控系统为研究对象，对其所采用的12档变速器的基本结构特点进行深入分析，并借助电子气动技术，对气压驱动集成选、换挡阀控系统进行设计。从中可知，此气动阀排阻对于车辆自动换挡需求，均能够较好的给予满足。
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