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重卡传感器 从MT向AMT过渡,智能离合器到底是咋回事?

发布时间:2024-11-24 20:11:44

从MT向AMT过渡,智能离合器到底是咋回事?

众所周知,卡车司机是一个集脑力劳动和体力劳动于一身的综合性工作,不仅要“眼观六路,耳听八方”,还要腿脚灵活,因为卡车大多数装配的是手动变速箱,有的连同步器都没有,换挡不仅需要“大象腿”,还得有“麒麟臂”。

随着电子信息技术和机电一体化技术的不断发展,越来越多的卡车开始选择手自一体(AMT)变速箱,减轻了卡车司机的工作强度,还能减少燃油消耗,间接程度上节能减排。

不过有的人脑回路特别奇葩,既想要自动挡的方面舒适,又想要手动挡的精准操控,那就给手动变速箱装了个电子控制离合器,冠以“智动挡”“智能离合器”等名号,推向市场。

这种既能当手动变速箱又能当自动变速箱的自动离合变速箱到底能不能顺合卡车司机的心意?

手动变速箱换挡不用踩离合器?

稍微懂点汽车知识的“懂车帝”们都知道手动变速箱换挡时需要踩离合器,无论是家用轿车还是某些性能车,更不用提动辄几顿十几吨甚至几十吨的卡车了。

卡车手动变速箱在没有同步器的情况下需要两次踩动离合器踏板来完成挡位与挡位间的切换。

如果有全同步器的话则可以一次踩动离合器踏板完成挡位与挡位间的切换,按需要切换挡位有助于车辆行驶的平稳性、动力性、燃油经济性等,还能减少不必要的动力损失。

手动变速箱在需要更高扭矩的时候换入较低速比的挡位,反之则使用更高的挡位。那么手动变速箱能不能不踩离合器换挡呢?其实也是可以的,只要可以把握好转速、车速和挡位的关系,找准时机,(除起步之外)不踩离合器也可以做到挡位的切换。

除了驾驶军用车辆的汽车兵以及一些“老司机”之外,很大一部分人很难掌握这种手法。并且这种做法其实容易对变速箱造成不可逆的机械性影响。

而卡车制造商所谓的“智动挡”就是在手动变速箱的基础上,把机械操作的离合器改为电子控制,增加机电液压控制系统。

由电子控制系统通过车辆行驶状态、驾驶员意图与动作、发动机工作数据与离合器工作状态等控制离合器的动作,实际操作离合的是电脑而不是驾驶员。

这样就算是需要手动选择挡位也不需要踩离合器,直接操纵换挡手柄到所需要的挡位就可以了。而搭载此类变速箱的车型与普通车型最大的差别在于主驾驶一侧地板的三个踏板变成了两个踏板,最左侧的离合器踏板直接取消了。

谁是第一个吃螃蟹的人

这种省去离合器来进行手动换挡的自动离合变速箱在卡车上最早由江铃装车。

2019年3月,一批试装自动离合手动变速箱的江铃轻卡正式下线,官方称其为“智动挡”车型。主要区别在于手动变速箱必须的离合器踏板消失不见,只剩换挡手柄在那里“孤独终老”。

经专业测评人员试驾得知,装配于两款江铃轻卡上的自动离合手动变速箱在正常行驶的情况下工作稳定,换挡平顺度良好,没有出现发动机非正常停止工作(也就是“熄火”)的情况。

不只是轻卡,连动辄几十吨的重卡都开始抢鲜于这一套。说到这里就得把江淮格尔发第三代A5L拿出来好好说说了。这款车采用的也是自动离合手动变速箱,来自于知名柴油发动机制造商康明斯,它们称之为“e换挡”系统。

同样取消了手动变速箱的离合器踏板,但在手动换挡手柄上多了一个小黑盒子,上有空挡按键和加减挡开关,基本上可以说得上是一款准AMT变速箱。

康明斯“e换挡”系统的换挡手柄保留了高低挡切换的拨片,以及明显的挡位提示,如果把上面的小黑盒子去掉,那么会有很多人把这款变速箱的换挡手柄与真正的手动变速箱换挡手柄“傻傻分不清楚”。

但是这个造型让笔者想起了罗技旗下的一款飞机摇杆模拟手柄,手柄上面有很多开关和按钮,估计有一大堆真飞机都用了造型相似的手柄(喷气发动机的客机有的用与汽车方向盘功能差不多的方向舵)。

自动离合手动变速箱靠谱吗?

其实,无论卡车制造商再怎么神化功能,自动离合手动变速箱的本质上还是手动变速箱,还是需要手动加减挡,对于一些习惯了换挡踩离合器的老司机们来说,一旦上手了带有自动离合手动变速箱的车型,会感觉左脚没有东西可踩,一时半会不适应。

另外,电子控制系统越多,故障率也越多,这是机械制造业一个铁定不变的普遍现象。

比如路虎揽胜,早期两代车型还算良好,一到各种电子配置上身的第三代就出现了各种的毛病,“不是去修理厂,就是在去修理厂的路上”。

回到自动离合手动变速箱上,一旦电子传感器出现问题,很有可能出现离合器打滑、无故跳挡、发动机转速被动拉高等问题,而这些问题轻则影响驾驶舒适性,重则影响行车安全。

而相对于带有电控换挡装置和电控集成系统(ECU)的手自一体变速箱(AMT)来说,自动离合手动变速箱省去了读程序的麻烦,减少了电控执行系统,简化了变速箱电控结构,机械部分的增加意味着在可靠性方面要比AMT强了不少。

另外,自动离合手动变速箱是基于传统手动变速箱更换离合器和增加电控装置而来,结构简单,后期如需改装也不会特别麻烦。

综上所述,自动离合手动变速箱有了手动换挡的准确性和驾驶乐趣,又有了传统手动变速箱无法带来的驾乘舒适性和操纵便利性。

但就目前我国商用车动力总成技术的发展状况来看,这种变速箱尚不成熟,在可靠性等方面没有广泛事例考证,还有待市场的进一步观察。

前车之鉴

早在上个世纪80年代,某些高级的乘用车开始使用手自一体变速箱。

例如五十铃旗下的一款中型轿车ASKA,搭载了一款名为“NAVI 5”的5速手自一体变速箱,虽说五十铃是商用车专业户,但做起轿车来也是一点不含糊,更不用提1981年开始与通用汽车合作开发的几款轿车了。

而NAVI 5这款手自一体变速箱在当时的日本汽车工业,乃至全球汽车工业,都是具有创新意义的一款变速箱。

到了90年代,萨博900系列轿车上开始装配了一种手动换挡自动变速箱,名为“SENSONIC”,与现在国内卡车制造商提出的“智能离合器”概念非常接近,同样具有用于手动换挡的换挡手柄,取消了离合器踏板。

这款“半自动”变速箱还被著名汽车节目主持人Jeremy Clarkson和James May在《Top Gear》破车特辑中进行短暂地吐槽,主要是因为上坡侧方停车需要处理好制动和油门这两个踏板的余量,要不然油门踩猛了撞到后车,要不然就溜车。

除此之外,80年代后期的奔驰SK系列作为为数不多的具有自动换挡功能的欧洲卡车,在当时还保留了离合器踏板,由于当时电控系统的技术不过关,以及可靠性等原因,离合器踏板还在车上,只是不用经常性的去踩。

2010年在国内上市的斯堪尼亚新R系列早期车型的手自一体变速箱还有离合器踏板,起步时先踩离合器踏板,然后才能自动换挡。

好在现在斯堪尼亚的手自一体变速箱的技术非常成熟,不用离合器照样顺利换挡,还升级成为轴制动器结构,换挡平顺性和反应能力都有了质的飞跃。

笔者有话说

无论卡车制造商怎么去宣传,自动离合手动变速箱始终还是手动变速箱,但它满足了一部分人方便换挡减轻工作强度的需要,又要比手自一体(AMT)变速箱实惠得多,同时填补了手动变速箱和手自一体变速箱中间的空挡。

但现在宣传这种概念的少之又少,加上这类变速箱的技术等方面尚未成熟,要到真正投放到市场还需要一段时间(对重卡而言)。我们能做的就是对此类变速箱先暂时观察。

温馨提示

近期新型冠状病毒疫情严重,请为武汉运输急需防疫物资的爱心卡车司机注意自身保护,对车辆进行消毒,带好口罩(医用防护口罩或者专业防护口罩,如N95等),你们的健康就是对这个社会最大的回报。(文/卡家号:开卡车的乐迪)

这次车辆故障给我上了一课,氧传感器原来这么重要

共轨导读

氧传感器在国四、国五阶段应用较少,于是就产生了如下对话:

小轨:您听说过氧传感器吗?

师傅:啥?氮氧传感器?

小轨:不不不,没有氮,就是氧传感器。

师傅:氧传什么?

小轨:氧传感器。

师傅:氧什么器?

小轨:氧传感器。

师傅:什么传感器?

小轨:。。。

但是,终于在一次批量性故障中,常年不配拥有姓名的氧传感器,咸鱼翻身,给大家上了一课,用实力证明了氧传感器的自身价值以及维修的商机。今天小轨就带大家来看一下这个氧传感器的故障案例。

故障案例

故障排查

1.读取故障码

使用诊断能手读取故障码,报出一个当前故障。

P015A00:氧传感器动态跟随性差。

故障分析

动态跟随性差,就是指氧传感器的感应速度较慢,当氧浓度发生变化时,不能及时感应到变化,输出信号给ECU的速度慢。

而这一故障其实就是有一些碳附着在传感器头上,顺着孔进入内部造成的,之前的同批次车也出现过这种情况,都是氧传感器有积碳导致的故障。结合故障现象和故障码,决定把排查的重点放在氧传感器上。

2.检查氧传感器是否正常

既然已经锁定了排查方向,那么第一步肯定是检查氧传感器了,拆开氧传感器发现,果不其然,氧传感器探头处有许多积碳,已经堵塞探头。

3.进一步测试

经过上述基本检查后,初步判定是氧传感器探头堵塞,造成了故障灯亮,怠速抖动等现象。为了进一步确认是否为氧传感器的问题,在清除探头积碳后,对车辆进行路试,观察故障灯是否熄灭,车辆是否正常。

4.路试

对车辆进行大约60公里的路试后,车辆故障灯保持熄灭状态,且没有任何故障现象出现。故障处理到这一步,其实只能算是完成了一半,虽然车辆恢复正常,但是为了找到故障的根源,还是要找到积碳的原因。

最可能产生积碳的原因就是燃烧不好,所以优先对影响燃烧的部分进行检查。

小贴士: 这一步相当于只治标没治本,堵塞传感器只是表面现象,产生了更多的颗粒才是问题本质!所以各位师傅在维修过程中一定要多思考,透过现象,直达本质,方能成为高手!

5.检查进气管路

检查确定增压器没有问题,进气也没有漏气的情况。拆开EGR阀也没有发现积碳、堵塞、卡滞的情况。基本可以确定进气系统没有异常。

6.检查排放及喷油器

观察排气口处,原地加油门也没有任何黑烟冒出,并且也用台架测试过喷油器,结果都是没有问题的。脱开排气管,查看原地加油门时的原排,没有明显黑烟,但这不能完全确定燃烧良好,所以出于严谨考虑,通过读取数据流进一步进行判断燃烧状况。

7.读取数据流

数据流显示再生请求次数为55次,且读取里程数仅为5420km。正常情况下,车辆每行驶1000km左右,才会进行一次DPF再生,而该车竟然几乎每100km就要再生一次,此数值明显过于频繁,初步怀疑该车本身产生的碳烟颗粒就较多。

小贴士: DPF为颗粒捕捉器,主要用于发动机尾气的颗粒捕集,当DPF吸附的颗粒达到限制才需要再生。在本案例中,故障车几乎每行驶100km就要进行一次再生,说明燃烧产生的PM较多,由此推断燃烧不好。

8.再次检查氧传感器

为验证想法,拆开试车后的氧传感器进行检查,果然发现氧传感器探头再次出现明显积碳。

小贴士: 该车的后处理是EGR+DPF的结构布置,本来在排气管最前端,不经DPF捕集颗粒的原排产生的碳烟颗粒就会比较多,而不论国五还是国六,氧传感器就是安装在这个位置的,这样就非常容易积碳了。

故障处理到这一阶段,对于影响燃烧的部分已经都做了检查,并没有找到燃烧不好导致积碳的原因,只能整理整个故障的处理过程,交由厂家做进一步分析和测试,从而判断积碳原因。

9.厂家处理

经厂家测试发现,该车的燃烧标定数据存在一些问题,是发动机燃烧不好导致积碳的原因之一,并且氧传感器也没有处在最合理的推荐安装位置上,这是导致积碳的另一原因。

不同角度的氧传感器安装位置

对燃烧标定数据进行优化后,又通过CFD模拟位置模型,在保证测量准确及温度的适当性前提下,重新优化了氧传感器的安装位置,以保证气流不要直接冲击到传感器的所有孔,背风的孔不会堵住,从而保证正常检测。

小贴士: CFD是一种模拟仿真技术,用于模拟预测空气或其他工质流体的流动情况。

10.重新安装氧传感器

按照优化后的位置安装氧传感器,再次试车,故障现象没有再出现,且氧传感器正常。(只有厂家经过严格计算才可以这么干,服务站不建议这么干,乱移是会有问题的)

案例梳理

1、什么会导致氧传感器积碳?

氧传感器积碳是氧传感器表面有油胶和碳质的混合物附着,而这种混合物就是由于柴油燃烧不完全产生的,也就是说,导致柴油燃烧不完全的因素(如:进气不畅、喷油器雾化不良等)就是积碳产生的原因。

另外,如果氧传感器安装位置不正确,内部容易被油污或尘埃等沉积物覆盖,会阻碍气体进入氧传感器内部,使氧传感器感应减慢,收集信号出现延迟,ECU不能及时地修正空燃比,也会有部分积碳产生。

2、为什么氧传感器积碳会导致故障灯亮、怠速不稳、油耗高?

故障灯亮: 类似于一些传感器故障,比如空气流量计、水温传感器等故障时,发动机故障灯会点亮,同样的,氧传感器发生故障时,故障灯也会点亮,这是判断氧传感器是否出现问题的初步依据之一。

怠速不稳: ECU通过氧传感器反馈的信号对进气量进行修正,氧传感器积碳后,感应会变慢,反馈给ECU的信号会发生延时,造成新鲜进气量波动,从而造成怠速不稳。

油耗高: 道理与怠速不稳类似,当进气波动时,动力会受到影响,而司机会通过加大油门等方式来保证动力,造成油耗增加。

知识拓展

故障码的报错逻辑

故障码P015A00: 氧传感器动态跟随性差。

检测工况: 松开油门进入倒拖工况时,EGR 阀关闭,并且不进行喷油,不发生燃烧的情况下排出的尾气基本接近从大气中进入的空气。

报错条件: 氧传感器实时检测此时尾气中的氧含量,记录氧含量上升至两个阈值的时间。(T30 阈值:0.1323;T60阈值:0.1656)

这里的T30阈值和T60阈值是经过试验确定的标定值,T30表示氧浓度达到13.23%,T60表示氧浓度达到16.56%。进入倒拖工况后,排气管中的废气还是存在的状态,氧气含量不能立即达到大气中的氧含量,而是需要一定的时间增加达到。

大气中的氧含量是21%左右,废气中氧含量在上升到21%的过程中,会经过13.23%与16.56%这两个状态,而达到这个状态的时间长短,就作为氧传感器感应快慢的评判标准,也就是氧传感器动态跟随性的评价标准。

当上升至T30阈值的时间大于2.65s时,则报错;

当从T30阈值上升到T60阈值的时间大于1.5s时,则报错;

当上升至T60阈值的时间大于4.15s时,则报错。

故障车路试: 测试数据发现,T30上升至T60阈值时间超过限值,说明氧传感器的动态跟随性较差,这是由于积碳附着在氧传感器表面,使得氧传感器检测困难、感应变慢导致的。

图中我们可以看到代表测试量的黄色线与代表模拟量红色线偏差较大,这就有很大可能性说明氧传感器的动态跟随性差了,再查看对应的达到阈值时间,果然超出了限度。

清除积碳 ,试车,测试数据,感应时间大幅降低,故障现象消除。

图中我们可以看到代表测试量的黄色线与代表模拟量红色线,在清除积碳后,已经几乎重合了,这就说明氧传感器的动态跟随性变好了,再查看对应的达到阈值时间,恢复了正常。

写在最后

对于柴油车来讲,氧传感器在国四国五阶段应用较少,一般只在部分装有TVA的车型上有所装配。而到现在的国六阶段,一般小车会安装有氧传感器,也就是N1类车辆。(N1类车辆是指最大设计总质量不超过3500kg的载货车辆,排量一般为1.9~2.8L)

看到这里,可能有师傅觉得委屈,感觉被小轨欺骗了。明明到最后,故障都是厂家处理的,说好的商机呢?

这里小轨要强调的是:国六阶段氧传感器可是有很多车型装配的,而前面已经把氧传感器故障的排查思路理清了呦~学好了氧传感器,还怕赚不到金子?(文/卡家号:共轨之家)

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