汽車自動變速系統的能源效益及可靠性

　　變速箱油的工作壽命

　　在高溫的環境下，變速箱油的工作壽命會被縮短。一旦溫度超出正常運作的水平(90°C/195°F以上)，潤滑油的氧化速度便會增加，導致其有效壽命被縮短。基于娒指定律，當溫度超出正常運作溫度12°C/20°F時，箱油的預期工作壽命便會減半。

　　工作表面的磨損

　　除上述的影響外，高溫還會對變速器活動組件的工作表面構成威脅。原因是當溫度越來越高時，從磨擦區被帶走的熱力便越少，因此齒輪被卡住的機會便會大增。當溫度上升超過175°C/350°F時，鋼鐵的硬度便會下降。假如我們考慮到齒輪和離合器工作表面的溫度通常都高于油溫時，我們便可預期齒輪的硬度會隨著油溫度而下降，即使油溫低于175°C/350°F。

　　橡膠密封件及流通管道

　　橡膠密封件及冷凍劑流通管道對高油溫極其敏感。當橡膠密封件遇上高溫時便會變硬和變得脆弱，導致其工作壽命和可靠性大幅度降低。當汽車不能安裝金屬制的冷凍劑管道時，便需采用由PA12塑料(酰胺12或尼龍12)制成的冷凍劑流通管道，該管道將轉矩器流通輸出端口與冷凍劑連接。在高溫(超出175°C/350°F)的環境下，塑膠制的冷凍管道可能會屈曲，以致箱油向上流并使冷凍劑失效。

　　ECU過熱

　　電子控制單元(ECU)的工作是監視和控制自動變速系統的運作。在某些情況下，ECU會被放置于齒輪箱罩內以盡量利用齒輪箱的現有空間，這表示控制單元會與自動變速箱油長期保持直接接觸。這種配置的優點包括可把連接ECU、傳感器及起動器的接線盡量縮短;減少插頭和連接器的數量;降低線路間的噪聲及使換檔的位置檢測更加準確。

　　假如變速器環境及冷凍劑的溫度過高，汽車的動力和控制電子元件便不能正常地運作，以致其壽命縮短并出現損壞。因此，變速器系統必須對過熱情況進行偵測甚至預測，并通過適當措施減少所產生的熱力及/或改善過熱的情況。對于一些極端的情況，系統必須更精確地測量溫度并把敏感的電子元件關閉以防止控制電子被完全破壞。

　　結論

　　為了克服監察自動變速器溫度的各項挑戰，美國國家半導體特別對LM71進行優化，推出針對高溫應用的LM71A1。

　　LM71A1是一個具備有SPI接口的數字溫度傳感器，其寬闊的工作溫度范圍(-40°C 到 +175°C或

　　-40 到350°F)，使溫度的監察能同時于冷起動及過熱情況下進行。該器件現以裸片形式提供，并保證擁有更快的溫度響應，從而對暖車過程有更佳的控制。然而，它的最大特點是可在高溫(130 到 150°C或165 到 300°F)及高分辨率(0.03125°C/LSB)下達到極高的精確度，以確保能于極高溫的環境下精確地感測溫度。

　　為了把箱油維持在正常的運作范圍內，以及正確地控制汽門和換檔時間及防止機件過快退化和損壞，精確的溫度檢測便不可或缺。如此，便可獲得較高的燃油效益和提高系統的可靠性。LM71A1可幫助設計人員設計出針對變速器電子控制單元的高性能熱管理系統。

　　參考文獻：

　　[1] J Vidi . Energy Efficiency in Automatic Transmission Systems[R].www.national.com/vcm/NSC_Content/Files/en_US/Signalpath/national_sp_designer116.pdf

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　　[5] J Vidi . Reliability in Automatic Transmission Systems[R]http://www.techonline.com/learning/techpaper/212700654