汽車自動變速器實訓臺架的研制

隨著汽車技術的不斷發展，汽車電子電控系統占整車的比例越來越高。這對汽車維修技師的技能也就提出了更高的要求。目前自動擋的汽車快速增多，為了滿足當今汽車自動變速器維修市場對人才的需求，各高職學校在實踐教學中投入了大量的故障診斷設備和實驗器材，供汽車檢測與維修專業的學生在實踐中學習訓練。這些實訓器材和故障診斷設備中就包括汽車自動變速器的實訓考核臺架。國內生產教學設備的企業一般都是在傳統實訓臺架的研發基礎上，增添一些實訓項目，如根據繪制自動變速器的電控電路圖，讓學生能夠更深入地了解自動變速器電控電路的工作原理，同時能夠進行故障的設置。但是，大多數企業生產的自動變速器實訓臺架很難滿足學校教學的具體需求。畢竟企業的研發人員很少從事汽車維修工作或是汽車維修教學工作。為了提率和節約成本，學校一般會在購置部分汽車維修產品的同時，自行研發一些符合自身需求的產品，例如汽車電器示教板、汽車自動變速器實訓臺架等，并在實踐中進行逐步的完善和升級。為了更好地幫助高職院校提高汽車自動變速器實踐教學效果，研制符合自身教學需求的自動變速器實訓臺架。本文針對目前市場上比較成熟的典型的大眾01N 型自動變速器的工作原理，并結合汽車自動變速器構造與維修課程的教學特點，如既要能夠對自動變速器的電控部分進行電路的控制分析，又能模擬自動變速器的常見故障并檢測排除，研發自動變速器考核實訓臺。使其成為可供自動變速器故障設置、故障診斷、故障排除一體化的實訓教學平臺，以提高實踐教學的效果。

1、自動變速器實訓臺架的設計要求

為了更好地實現自動變速器考核實訓臺架的教學功能，需要對汽車自動變速器的電控電路、各檔位油路進行相應的結構改造，同時增加相應常見故障的故障設置以及故障的檢測與排除內容。自動變速器實訓臺架應滿足如下要求：

（1）自動變速器性能不變

由于所研制的是離車式實訓臺架，要實現模擬自動變速器的實際工作環境，必須保證實訓臺架上的自動變速器和實車中的自動變速器工作性能一致。自動變速器電控單元ECU的線路油路都非常復雜，在設計控制面板時一定要確保和相應的實車一致無誤，接線處必須保證良好的絕緣性，以防止短路。同時，自動變速器的ECU又是極為精密的控制系統，任何干擾都可能會對其產生不利的影響。因此，某些線路（如傳感器電路）還需要進行必要的屏蔽，防止互相干擾。

（2）保證自動變速器故障設置的可靠性和實用性由于自動變速器的電控系統、油壓系統信號故障相對很復雜，一些常見的工作狀態或故障很難重現，因此要求在各種不同工作狀態下這套臺架都能夠不斷重復，展示模擬各種常見的故障特點。同時，為了考核實踐內容，需要有各種不同的故障組合模式。

（3） 為自動變速器常見故障的定量分析提供數據支持

自動變速器實訓系統首先要求能模擬自動變速器各種故障的外在現象，同時對常見故障進行定性的分析，同時得到相應故障下自動變速器故障的數據。我們設計的自動變速器考核實訓臺架主要針對液壓油路和某些執行器進行故障的設置。

（4）綜合考慮實訓教學、設備性能以及經濟性等因素

自動變速器臺架的要求設備性能高，同時符合當前教學的實際需要。研制時要兼顧設備高性能和制造成本，以避免不必要的經濟損失。另外，在研究試制過程中，硬件應該在自動變速器機體上做相應的結構改造，才能得到和實際工況相同的效果，這也是自動變速器臺架設計時要重視的實際問題。

（5）安全可靠

組成硬件系統的大眾01N型自動變速器等設備及各種油壓控制傳感器等必須質量可靠、性能穩定保持與實車上的工作效果一致。例如，電磁閥分離應*、工作可靠，電路線束以及油壓管路安裝可靠，在移動或動態中不受影響等。在各種工況下杜絕有誤操作。在這樣的實訓系統中，各方面要求都很高，所以每一個環節都要足夠重視。確保自動變速器臺架系統使用安全，工作可靠是硬件設計不能違背的根本原則。此外，該實訓臺架不僅要保證使用時人員安全，同時要方便設備移動。以便滿足自動變速器檢測維修實踐教學的需要。

2、設計方案

為了得到能夠模擬自動變速器實際工況的動態教學輔助設備。我們要選擇一臺合適的自動變速器，大眾01N型自動變速器使用典型的拉維諾式行星齒輪，使用廣泛。所以我們采用它作為教學實實訓臺的自動變速器。

在實訓臺架的動力源選擇方面，可以采用大功率合適的電動機來替代模擬發動機動力輸出。通過帶傳動連接來驅動臺架中的自動變速器。實訓臺上安裝變頻調速器，通過變頻器來調節控制電動機的轉速，以模擬發動機的不同輸出，并將動力輸入到自動變速箱。自動變速器的電控單元采用大眾01N自動變速器的ECUJ220。與之對應的發動機電控單元使用ECUJ217。同時采用大眾01N 自動變速器的換檔手柄及換檔手柄位置信號。

在設計展示面板時，應該要繪制相關的自動變速器油路圖以及電控電路圖，在圖中合理位置設置診斷座。自動變速器各工作信號通過并聯導線將相應數據傳輸到展示面板顯示。為了方便實時觀測和試驗數據采集，需要將發動機和自動變速器的轉速、自動變速器的油溫油壓信號在控制面板上顯示。簡化節氣門控制，采用手動方式來調節節氣門位置，以模擬發動機負荷的變化。

臺架上安裝故障設置器，為了方便設置故障采用開關式故障設置按鈕?？筛鶕詣幼兯倨鲗嵺`教學需要設定常見的故障（一般多用斷路的方式）。故障設置的信號只要傳輸到電控單元，通過故障診斷插口連接故障診斷儀，就可診斷和排除故障。這樣設計的自動變速器臺架能夠把自動變速器的常見故障模擬出來，使得同學們能夠在課堂上進行故障診斷分析，大大提高學生的學習效果。

3、自動變速器臺架的可行性驗證

為了驗證自動變速器實訓臺架是否可以很好的模擬汽車上自動變速器的工作規律和效果，可以對實訓臺架中的自動變速器做換檔試驗。通過研究不同條件下的換檔規律，比對測量數據與理論數據之問的相似程度，完成驗證試驗臺的可行性。目前使用比較多的是以下兩種建模方式：

（1）*動力性換檔規律建模

汽車動力性換檔規律的模型比較復雜，很多學者給出的具體公式也不太一樣，但是基本思路是一致的。首先排除其他干擾，設定不同油門開度，相鄰兩檔位下汽車加速度曲線如果在某一速度下重合，那么此速度就是我們所需的*動力性換檔點位。把各個不同節氣門開度下的*動力性換檔速度點連接起來，就可得到相鄰兩檔位的動力性換檔規律曲線。

（2）*燃油經濟性換檔規律建模

*燃油經濟性換檔規律建模的方式也有很多，一般需要簡化計算設定某些特定情況，如假設自動變速器換檔過程車速沒有變化，外界阻力也沒有變化。設置當前速度時相應節氣門開度下的油耗的變化曲線規律。在節氣門開度相同的情況下，某相鄰兩檔位圖像上車速與其油耗zui低值的交點就是我們所要的*經濟性換檔點。建立換擋規律模型，設定相應參數之后，運用MATAB 軟件繪制出*燃油經濟性或*動力性換檔規律圖。然后使用自動變速器臺架做實驗，得出相應位置的檔位和車速，使之與軟件中換檔規律圖比較，基本一致的話就可證明臺架可以仿真模擬自動變速器的使用。

以上是作者就汽車自動變速器實訓臺架的研制提出的思路，包括設計方案和臺架的使用功能要求，重點還應是自動變速器臺架的使用可行性分析論證。各個高職院?？梢愿鶕陨淼臈l件和要求，采用不同模型進行試制后的論證。希望本文關于自動變速器臺架的研制思路能給后續研究者提供參考。