蹴 计 执行机构在ＡＭＴ上的犀ＩＩｌ 徐卫东 陈鹏 （湘电莱特电气有限公司） 摘要：分析了城市公交客车采用ＡＭＴ的优势，阐述了选择气动执行机构原因。为验证气动执行机构的可行性，开发设计了一 款基于公交客车五挡机械变速器的ＡＭＴ气动执行机构，并装车进行了试验。试验结果表明，该执行机构简单可靠且成本低 廉，具有很大的推广价值。 关键词：ＡＭＴ执行机构气缸电磁阀 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ａｃｔｕａｔｏｒ ｉｎ ＡＭＴ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎａｌｙｓｅ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ＡＭＴ ｏｎ ｃｉｔｙ ｂｕｓ，ｅｘｐｏｕｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ａｃｔｕａｔｏｒ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ａｃｔｕａｔｏｒ，ｄｅｖｅｌｏｐ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ＡＭＴ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ａｃｔｕａｔｏｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｉｔｙ ｂｕｓ ５ ｇｅａｒｓ ｍｅｃｈａｎｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ａｎｄ ｐｕｔ ｏｎ ｖｅｈｉｃｌｅ ｆｏｒ ｔｅｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ，ｔｈｉｓ ａｃｔｕａｔｏｒ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｗｉｔｈ ｌＯＷ ｃｏｓｔ．ｗｈｉｃｈ ｈａｓ Ｓｉｇｎｉｉｃａｎｔｆ ｐｏｐｕｌａｒｉｚｉｎｇ ｖａｌｕｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＭＴ，ａｃｔｕａｔｏｒ，ｇａｓ ｃｙｌｉｎｄｅｒ，ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｖａｌｖｅ ０引言 随着我国经济的高速发展，我国的城市公共交通 人费用少，非常容易被生产厂家接受。而影响ＡＭＴ系 统性能最重要的因素是系统中的执行机构，执行机构 要求响应速度快、安装布置方便及工作稳定可靠，同 时执行机构也应充分利用车辆原有液压或气压装置， 尽量降低系统成本。对于城市公交客车而言，普遍采 也得到了大力发展。据相关资料显示，规划到十二五 末，我国公交客车可达６０万辆。目前国外的公交客车 已普遍采用自动变速器，我国公交客车绝大部分仍 采用手动机械式变速器。手动机械式变速器对驾驶员 的驾驶技术要求较高，操作时需要同时交替踩离合器 踏板和油门踏板，频繁地换挡给驾驶员造成很大的劳 动强度和精神压力，容易引起疲劳，带来安全隐患。此 用气压制动，具有完整的气动回路。气压驱动机构操 作简单可靠、成本低廉、系统污染少并且便于空间布 置。所以公交客车ＡＭＴ选用气动方式作为驱动选换 挡的执行机构有着独特的优势。这里将以某混合动力 公交客车机械变速器为基础进行ＡＭＴ气动执行机构 的设计，并对其进行验证。 外由于驾驶员的个体差异，使汽车起步和换挡时对传 动系统的冲击大，降低了变速器及离合器的寿命。因 此，采用电控机械式自动变速器（ＡＭＴ）替代手动机械 式变速器是目前提高公交客车的操纵性和安全舒适 ２执行机构设计 现以綦齿卧式五挡客车变速器气动选一换挡执行 机构为例，介绍一种气动式ＡＭＴ的选一换挡执行机构 的结构。 ２。１变速器选一换挡运动分析 在一般手动机械变速器中，选挡运动为直线上下 性最好的途径。 １气动执行机构的优势 ＡＭＴ是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进 而来的，保留了绝大部分原总成部件，只改变其中手 动操作系统的换挡杆部分，生产继承性好，改造的投 运动，换挡运动为旋转运动，所有的运动都对应在图 １中“王”字形的某个位置。我们把空挡位置解析成 《客车技术》ＫＥＣＨＥＪＩＳＨＵ ２０１４．５． 固 Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３三个选挡位置，加上五个前进挡和一个 倒挡，手动机械变速器共有九个位置，ＡＭＴ执行机 构需要带动变挡操纵轴按照驾驶员的意图在这九个 位置对应的挡位之间进行切换。要使ＡＭＴ选一换挡 过程平稳、冲击小、响应快，执 行机构必须让变挡操纵轴精确Ｒ－—‘ —－＿．１ 稳定地定位并且不能有过大的 Ｎ，， 冲击载荷。使ＡＭＴ通过执行机２－ ＿－—一３ 构控制变挡操纵轴的运动轨迹 Ｎ３ 来分别实现空挡、倒挡以及各 ＝－Ｉ三 前进挡的功能。 ２－２执行机构工作原理及结构 本设计选择两个气缸及辅助机构来实现这些运 动，图２为该选一换挡机构气动原理图，气路系统由两 个气缸及六个电磁阀组成。工作原理为：驾驶员选挡 后，系统通过电气控制电磁阀的开或关使压缩空气经 过电磁阀进入到选挡缸和换挡缸的不同作用腔体来 实现不同的动作组合，进而使变挡操纵轴处于不同的 位置，从而实现自动换挡。 图２该选一换挡机构气动原理图 气动机构结构图如图３所示，选挡气缸竖直固定 安装，活塞杆上通过一个选挡臂与变挡操纵轴相连， 气缸活塞杆的运动可实现在对应Ｎ１、Ｎ２和Ｎ３三个 空挡位置之间转换。换挡气缸卧式安装，气缸尾端通 过铰链安装在底座上，这样换挡缸在作伸缩运动时亦 可绕其尾部支架作上下摆动，这样在选挡气缸动作时 可以跟随运动。气缸首端通过摇臂与变挡操纵轴连 接，当气缸伸缩时就能推动换挡摆臂左右摆动完成换 挡动作。 醚 缸 图３气动机构结构图 ２．３控制逻辑 通过控制１＃～６＃电磁阀特定的通、断电状态，可 以形成不同的电磁阀排列逻辑，从而通过与电磁阀相 连的气源压力推动执行机构动作，以达到切换不同挡 位的目的，使其能满足上述的“王”字形对应的运动轨 迹。表１为实现不同挡位时的电磁阀排列次序。 表１实现不同挡位时的电磁阀排列次序 对应换挡位置 电磁阀通电 电磁阀断电 Ｎ１ １＃、２＃ ３＃、４＃、５＃、６＃ Ｎ２ 无 ｌ＃、２样、３＃、４＃、５＃、６＃ Ｎ３ ３＃ ｌ＃、２｝｝、４｝｝、５＃、６＃ Ｒ ｌ＃、２＃、６＃ ３＃、４＃、５＃ ｌ １｝｝、２＃、４＃、５＃、 ３＃、６样 ２ ６＃ ｌ＃、２栉、３＃、４＃、５＃、 ３ ４＃、５样、 １＃、２＃、３＃、６＃ ４ ３＃、６＃ １≠｝、２＃、４＃、５＃ ５ ３＃、４＃、５样 Ｊ＃、２＃、６＃ ３试验验证 经过前期执行机构设计及制造，配合电气系统设 计，设计人员在綦齿卧式五挡客车手动机械变速器上 进行了改装并在公交车上进行了验证。图４为装车气 动执行机构的实物图，从图中可以看出气动执行机构 简单可靠、占用空问小。为优化设计，在调试过程中进 行了数据的采集。图５为采用该种气动执行机构的 ＡＭＴ试车记录，界面有３个栅格区，上部是变速箱 １轴和发动机转速，中部是离合器离合深度和挡位变 ２０１４．５．ＫＥＣＨＥＪＩＳＨＵ《客车技术》圈
