牵引车自动变速器换挡规律的研究
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图 １ 确 定 发 动 机 与 液 力 变 矩 器 的 共 同 工 作 点
变矩器的输出扭矩 、 功率 Ｂ、 发动机油耗量 Ｇ 、 比油
换挡规律是指两个排挡间 自动换挡时刻随控制 耗 与发动机转速 随涡轮输 出轴转速变化的曲线。 参数变化 的规律 ， 是自 动变速传动 的关键技术之一 。 ｒ ｌ ， ｒ ＝ｉ ｘ ｒ ｔ ， Ｂ （ ３ ） 自动变速器换挡规律的发展经过 了单参数 、 二参数 、 动态三参数换挡规律 ３ 个阶段。目前 ， 自动变速器车 辆换挡规律 的研究普遍采用二参数换挡规律ｌ ２ 】 。
的动力装置 ， 具有新 的性能特性 ， 其输出特性 的好坏 表 示一 些 不 同转 速 的液 力变 矩器 的基 本 性能 。 对整机的动力性和经济性有很大的影ｐ ｉ ｅ ｒ １ 。图 １ 概括 １ ． ３ 共 同工作 的 输入 特性
了如何用两者 的特性曲线来确定发动机与液力变矩 发动机与液力变矩器 的共同输入特性是指在不 器 的共 同工作 点 。 同液力变矩器的速 比时 ， 液力 变矩器和发动机共同 工作的转矩 和转速的变化特性 。这是研究他们匹配
Ａ ： Ｔ ｒ Ｔ ｌ ｉ ｏ ｉ ￣ （ ｎ ）： Ｃ Ｄ ： ２
：
得到 的特性曲线为节气门开度为 １ ０ ０ ％时的曲线 ， 并 将发动机在不同节气门开度下的曲线同时列出。
（ ９ ）
：
：
ＯＨ ＋１ｍ
孚 ｎ ） 一 ） ］ ＋ ［
一
２ ＋ 嘶＋ ］
的基础 ， 也 是研 究共 同输 入 特性 的基 础 。发 动机 与液
力变矩器结合时 ， 只有在转速和扭矩相等的情况下 ， 才能稳定的共 同工作。即 ：
＝ ×ｉ 。 （ １ ）
＝ｉ ｇ ×ｒ ｌ ， Ｂ
（ ２ ）
１ ． ４ 共 同 工作 的输 出特 性 发动 机 与液 力 变 矩 器 的共 同输 出特 性 是 指 液 力
摘 要： 首先根据 牵引车发动机和 液力变矩 器的工作特性图， 找出两者匹配时的工作点。 然后在此基础上 以相邻 两挡加速度 相等为换档点， 推导 出发动机和液力变矩器共 同工作时换挡规律的理论模型。最后根据此理论模型进行仿真， 得 出牵引车
自动变速器的换挡规律 图并对换挡规律 图做 出分析 ， 得 出的结果对进一步研 究换挡延迟等特性有重要 的参考价值 。 关键词 ： 牵引车； 自动 变速 器； 换挡 规律
２ ４． ６
速度一致 ， 设在第 １ ２ 挡时汽车的行驶速度为 Ｍ ｎ ， 换到 第（ ｎ ＋ １ ） 挡 时速度为 。 ， 换挡前后速度相等 ， 道路平
坦， 则有 ：
＝％＝‰ ＝
＝
后
３ ． １ ２ １ ． ２
１
叶
０ ０ ． ６ ０ ． ７ ９
０． ８
（ ６ ）
３ ０ ． ８ ４
０ ． ８ ５ ５ ６ ０ ． ８ ２ ３ ２
ｆ ｍ ｇ ｃ ｏ ｓ ＋ ｓ ｉ ｎ ＋
一 一
Ｖ ２ ＋
（ ７ ）
Ｏ ． ９ ８
＝
嘶
ｃ ｏ ｓ
《 装备制造技术￣ ２ ０ １ ４ 年第 ２ 期
所 述 。根 据通 过 性 、 半稳 性 要 求 ， 埋 想 快 挡 刚 后 的 加
表２ Ｙ Ｊ Ｈ ２ ６ ５型 液 力 变 矩 器 试 验 特 性 数 据
坛 （ Ｎ・ ｍ）
０ ０－ ３ ０ ． ６ ５ ３ ６ ３ ８ ． ５ ３ ２
目前 ， 在 车辆 的动力装置 中， 广泛采用 汽油机或
换挡规律 的理论推导 柴油机为动力装置 ， 这些发动机 的性 能 ， 通常用发动 ２ 机的功率 、 扭矩 、 每小时燃料 消耗量 Ｇ 随发动机 当发动机的输 出特性确定之后 ，可 以进一 步研 转速 变化 的关 系 来表 示 ， 是一 种速 度 特性 。 究换挡规律。 １ ． ２ 液力 变矩 器原 始特 性
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ２， ２ ０ １ ４
牵 引车 自动变速器换挡规律 的研究
周 靖
（ 北京理工大学珠海学院 机械与车辆工程学院， 广东 珠海 ５ １ ９ ０ ８ ５ ）
（ １ ０ ）
ｎ （ ８ ）
由发动机和液力变矩器的特性曲线拟和方程采用 Ｍ Ａ ， Ｉ Ｌ ａ ｂ 软件将两曲线在同一坐标中表示 出来圈 ， 便得
出共同工作输人特性曲线如图 ２ 。由发动机原始数据
Ｒ
一
２ １ １ ５ ： 一 刚 ｎ ）
’
ｎ
… 。 Ｖ
…
。 …
～
／
．
６ ｍ
液力变矩器原始特性是指扭矩 系数 Ａ 、变矩 比
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ １ － ２ １
汽车的行驶方程式速度之间的关系如文献【 ３ ～ ４ 】
作 者简介 ： 周 靖（ １ ９ ８ ４ 一） ， 山东潍 坊人 ， 硕士 ， 讲师 ， 从事 液力传 动系统的研 究。
３ ０
式中，
＝
Ｋ×
（ ４ ） （ ５ ）
Ｐ Ｔ －
１ 发 动机与变矩器 匹配特性计算
１ ． １ 发 动机 性 能特 性
研、 乃、 分别为涡轮轴的转速 、 扭矩和功率 ；
ｎ Ｂ 、 为泵 轮 的转速 和扭 矩 ；
ｉ ， Ｋ、 为液力变矩器的的速 比、 扭矩系数和效率。
中 图分 类号 ： Ｕ ４ ６ ９ ． ５ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ３ ０ — ０ ３
当发动机与液力变矩器组合后 ，可视为一种新 Ｋ、 效率 随速 比 变化 的关系。原始特性能确切的
变矩器的输出扭矩 、 功率 Ｂ、 发动机油耗量 Ｇ 、 比油
换挡规律是指两个排挡间 自动换挡时刻随控制 耗 与发动机转速 随涡轮输 出轴转速变化的曲线。 参数变化 的规律 ， 是自 动变速传动 的关键技术之一 。 ｒ ｌ ， ｒ ＝ｉ ｘ ｒ ｔ ， Ｂ （ ３ ） 自动变速器换挡规律的发展经过 了单参数 、 二参数 、 动态三参数换挡规律 ３ 个阶段。目前 ， 自动变速器车 辆换挡规律 的研究普遍采用二参数换挡规律ｌ ２ 】 。
的动力装置 ， 具有新 的性能特性 ， 其输出特性 的好坏 表 示一 些 不 同转 速 的液 力变 矩器 的基 本 性能 。 对整机的动力性和经济性有很大的影ｐ ｉ ｅ ｒ １ 。图 １ 概括 １ ． ３ 共 同工作 的 输入 特性
了如何用两者 的特性曲线来确定发动机与液力变矩 发动机与液力变矩器 的共同输入特性是指在不 器 的共 同工作 点 。 同液力变矩器的速 比时 ， 液力 变矩器和发动机共同 工作的转矩 和转速的变化特性 。这是研究他们匹配
Ａ ： Ｔ ｒ Ｔ ｌ ｉ ｏ ｉ ￣ （ ｎ ）： Ｃ Ｄ ： ２
：
得到 的特性曲线为节气门开度为 １ ０ ０ ％时的曲线 ， 并 将发动机在不同节气门开度下的曲线同时列出。
（ ９ ）
：
：
ＯＨ ＋１ｍ
孚 ｎ ） 一 ） ］ ＋ ［
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的基础 ， 也 是研 究共 同输 入 特性 的基 础 。发 动机 与液
力变矩器结合时 ， 只有在转速和扭矩相等的情况下 ， 才能稳定的共 同工作。即 ：
＝ ×ｉ 。 （ １ ）
＝ｉ ｇ ×ｒ ｌ ， Ｂ
（ ２ ）
１ ． ４ 共 同 工作 的输 出特 性 发动 机 与液 力 变 矩 器 的共 同输 出特 性 是 指 液 力
摘 要： 首先根据 牵引车发动机和 液力变矩 器的工作特性图， 找出两者匹配时的工作点。 然后在此基础上 以相邻 两挡加速度 相等为换档点， 推导 出发动机和液力变矩器共 同工作时换挡规律的理论模型。最后根据此理论模型进行仿真， 得 出牵引车
自动变速器的换挡规律 图并对换挡规律 图做 出分析 ， 得 出的结果对进一步研 究换挡延迟等特性有重要 的参考价值 。 关键词 ： 牵引车； 自动 变速 器； 换挡 规律
２ ４． ６
速度一致 ， 设在第 １ ２ 挡时汽车的行驶速度为 Ｍ ｎ ， 换到 第（ ｎ ＋ １ ） 挡 时速度为 。 ， 换挡前后速度相等 ， 道路平
坦， 则有 ：
＝％＝‰ ＝
＝
后
３ ． １ ２ １ ． ２
１
叶
０ ０ ． ６ ０ ． ７ ９
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（ ６ ）
３ ０ ． ８ ４
０ ． ８ ５ ５ ６ ０ ． ８ ２ ３ ２
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一 一
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（ ７ ）
Ｏ ． ９ ８
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《 装备制造技术￣ ２ ０ １ ４ 年第 ２ 期
所 述 。根 据通 过 性 、 半稳 性 要 求 ， 埋 想 快 挡 刚 后 的 加
表２ Ｙ Ｊ Ｈ ２ ６ ５型 液 力 变 矩 器 试 验 特 性 数 据
坛 （ Ｎ・ ｍ）
０ ０－ ３ ０ ． ６ ５ ３ ６ ３ ８ ． ５ ３ ２
目前 ， 在 车辆 的动力装置 中， 广泛采用 汽油机或
换挡规律 的理论推导 柴油机为动力装置 ， 这些发动机 的性 能 ， 通常用发动 ２ 机的功率 、 扭矩 、 每小时燃料 消耗量 Ｇ 随发动机 当发动机的输 出特性确定之后 ，可 以进一 步研 转速 变化 的关 系 来表 示 ， 是一 种速 度 特性 。 究换挡规律。 １ ． ２ 液力 变矩 器原 始特 性
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ２， ２ ０ １ ４
牵 引车 自动变速器换挡规律 的研究
周 靖
（ 北京理工大学珠海学院 机械与车辆工程学院， 广东 珠海 ５ １ ９ ０ ８ ５ ）
（ １ ０ ）
ｎ （ ８ ）
由发动机和液力变矩器的特性曲线拟和方程采用 Ｍ Ａ ， Ｉ Ｌ ａ ｂ 软件将两曲线在同一坐标中表示 出来圈 ， 便得
出共同工作输人特性曲线如图 ２ 。由发动机原始数据
Ｒ
一
２ １ １ ５ ： 一 刚 ｎ ）
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６ ｍ
液力变矩器原始特性是指扭矩 系数 Ａ 、变矩 比
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ １ － ２ １
汽车的行驶方程式速度之间的关系如文献【 ３ ～ ４ 】
作 者简介 ： 周 靖（ １ ９ ８ ４ 一） ， 山东潍 坊人 ， 硕士 ， 讲师 ， 从事 液力传 动系统的研 究。
３ ０
式中，
＝
Ｋ×
（ ４ ） （ ５ ）
Ｐ Ｔ －
１ 发 动机与变矩器 匹配特性计算
１ ． １ 发 动机 性 能特 性
研、 乃、 分别为涡轮轴的转速 、 扭矩和功率 ；
ｎ Ｂ 、 为泵 轮 的转速 和扭 矩 ；
ｉ ， Ｋ、 为液力变矩器的的速 比、 扭矩系数和效率。
中 图分 类号 ： Ｕ ４ ６ ９ ． ５ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ３ ０ — ０ ３
当发动机与液力变矩器组合后 ，可视为一种新 Ｋ、 效率 随速 比 变化 的关系。原始特性能确切的