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作者：林洋1,龙永红1,王建忠2（1.湖南工业大学交通工程学院；2.株洲齿轮有限责任公司技术中心，湖南 株洲 412000）
：针对商用车AMT气动式中间轴制动器难以精确控制和冲击较大的问题，本文通过对中间轴制动器基本参数的选取与计算，设计了一种新型电磁式中间轴制动器。此设计控制精度高、适应性强，一定程度上减小了齿间冲击。
电控机械式自动变速器（Automated Manual Transmission，AMT）是在传统平行轴式手动变速器和干式离合器的基础上，加装电控执行机构和传感器构成的，其具有手动变速器传动效率高、制造成本低等优点，而且AMT制造相对简单、生产继承性好，所以具有广阔的产业化前景，尤其是在重型商用车领域[1-3]。
对于带有同步器的机械式自动变速箱，同步转速通过同步器实现，而不带同步器的变速器，采用滑动齿套换挡，升挡时需要将输入轴转速降到合理范围内，才能较平顺的进齿啮合、实现换挡[4]。而使用中间轴制动器可快速准确的降低输入轴转速。国内外采用的中间轴制动器多为气动控制，不仅需要整车提供清洁气源，而且由于气体的可压缩性，导致制动过程不易精确控制，冲击较大[5]。
中间轴制动器的摩擦片通过花键与变速器中间轴连接在一起，随中间轴一同旋转，钢片与制动器底座固定在一起。制动器工作时，电磁阀控制高压气体进入制动器气缸，活塞在高压气的作用下向前运动，挤压钢片，使钢片与摩擦片之间发生滑摩产生摩擦阻力矩，即制动力矩，从而降低中间轴转速。当中间轴转速降至目标转速，气缸内的高压气体经电磁阀排出，活塞在回位弹簧的作用下回到初始位置，钢片与摩擦片间的滑摩解除，制动器停止工作。油泵为制动器提供冷却油。
由于制动器是在变速箱摘空挡后工作，所以它的工作对象包括：发动机及其飞轮、变速箱一轴及其附属零件、中间轴及其附属零件、二轴上的惰轮、倒挡轴附属零件以及其自身的转动惯量。首先将上述各部分的转动惯量转换到安装制动器侧的中间轴上，然后再转换到制动器上。
分离离合器换挡时，制动器工作需要克服的转动惯量及已知条件如下：输入轴（Input Shaft）及其附属零件的转动惯量及其齿数
设换挡前车速为ua，发动机转速为nea，传动比为iga，中间轴制动器齿轮转速为nca；换挡后车速为ub，发动机转速为neb，传动比为igb，中间轴制动器齿轮转速为ncb。
由于离合器在换挡时不分离，并且已摘空挡，所以近似刚性联接，中间轴转速变化近似匀减速，角加速度
综上所述，本设计是将克服通电后摩擦锥面所产生的力矩使锥盘转动的周向力F2 通过压盘滚道的坡度放大，从而产生一个较大的轴向压力F1 压紧摩擦片产生降速用的摩擦力矩，这压紧过程中回位弹簧变形产生的弹力忽略不计。
在图5 中，具体对应关系为：1- 制动器壳体；2- 轴总成；3- 制动器齿轮；4- 圆锥滚子轴承；5- 固定齿座；6- 摩擦片（5 个）；7- 钢片（4 个）；8- 齿轮泵外转子；9- 齿轮泵内转子；10- 小垫片；11- 推力轴承；12- 泵盖：13- 碟形弹簧（2 个）；14- 随动压盘；15- 钢球（3 个）；16- 限位压盘；17- 吸盘；18- 限位环；19- 推力轴承（2 个）；20- 大垫片；21- 电磁铁；22- 电磁铁开关。
本文通过对中间轴制动器参数的选取与计算，设计了一种新型的电磁式中间轴制动器。此设计为后续中间轴制动器控制策略的开发奠定基础，也更好地推进AMT 整机的设计与开发。
[1] 王建忠.商用车机械式自动变速器控制策略关键技术研究[D].长春:吉林大学,2014.[2] 王巍巍,郭彦颖,杨俊英,等.商用车AMT变速器中间轴制动器的优化设计[A].中国汽车工程学会.面向未来的汽车与交通——2013中国汽车工程学会年会论文集精选[C].中国汽车工程学会:中国汽车工程学会,2013:4.
[4] 贾奉桥,刘海鸥,沈文臣,等.基于中间轴制动器AMT换挡品质控制[J].液压与气动,2016(10):86-91.[5] 李惠军,邱辉鹏,李晓亮.电控机械式自动变速器制动装置研究[J].汽车工程师,2011(06):47-48.
