汽车自动变速技术的发展现状与展望

我国汽车变速器的使用现状和发展趋势浅析

就国内汽车变速器发展层面来看，势必要走多元化发展的道路。不管是哪类变速器，均存在着优缺点，因此要支持多元化技术的发展，综合各方力量，加大自动变速器的研发，推动该高新技术朝着产业化方向快速发展，走出与国情相符的自主创新之路。鉴于此，本文对我国汽车变速器的使用现状和发展趋势进行了分析探讨。

标签：汽车；变速器；自动变速器；发展现状；趋势

一、各类汽车变速器简述

1、电控机械式自动变速器（AMT）

电控机械式自动变速器是对过去干式离合器和手动齿轮变速器的一种改进，主要是对手动换挡操作部分进行了改造。虽然AMT的整体构造没有发生变化，，但是可以利用电子控制来进行自动换挡。AMT对电子控制单元（ECU）的信号输入进行控制，其中的内容有驾驶员的操作（加速踏板的位置和档位选择）和汽车运行状况（包括发动机转速、节气门开度、车速等）。ECU依据换挡的变化规律、离合器把控规律、发动机节气门自动转化规律等内容，进行信号的传递，对驾驶员的起步和换挡等内容进行模拟控制，使得汽车各个部件能够有效的调节。因为AMT是以MT为基础构建的，生產空间比较大，资金投入较少，所以受到了厂家的信赖。ATM的主要技术就是电子控制，电子技术和质量与ATM的特性和运行质量密切相关。

2、手动变速器

手动变速器（MT）从全球第一辆汽车成功研究制备之日起，便得到了大范围的推广运用。目前，就MT的结构而言，包括了三部分，一是壳体，二是操纵件，三是传动件。工作原理具体如下：对同步器进行拨动从而使不同挡位的齿轮传递动力，让传动比得以变更，通过这种方式，对驱动轮的转动速度及转矩进行改变。就手动变速器来说，其有着结构复杂程度低、成本小、技术成熟以及能够有效进行动力传递等诸多优点，一直以来都发挥着主导性作用。不过，其操作相对比较复杂，要求驾驶员有很强的驾驶水平，同时在出现特殊工况时，或者是长时间进行驾驶时，极有可能导致驾驶员出现疲劳感等，使得驾驶风险进一步加大。如果汽车安装了MT变速器，则能够方便驾驶，不过，其舒适性不是十分突出，因此，现阶段，从高端汽车角度来看，基本上没有安装MT，其反而在中低端汽车领域得到了广泛的推广与运用。

1 自动变速器换挡规律的研究现状与展望

摘要：分析了自动变速器换挡规律的原理、发展过程以及国内外的研究现状，预测智能控制将成为未来的研究热点。

关键词：车辆工程 换挡规律 控制

随着汽车技术的发展，人们对汽车的操纵的方便性和舒适性提出了更高的要求，车辆实现传动系统的自动化可以使操纵简单省力、提高安全性、减轻驾驶员的疲劳强度、提高汽车的动力性和经济性、降低传到系的动载荷、消除驾驶员换挡技术的差异性、改善汽车的排放性能等多方面优点。

自动变速器总体上可分为液力自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)、无级自动变速器(CVT)。

换挡和起步控制是自动变速器控制功能的关键。其中换挡规律是自动变速器的核心问题,它将直接影响车辆的动力性、燃油经济性、通过性及对环境的适应。换挡规律是挡位随控制参数变化的规律, 也就是换挡时刻挡位与控制参数之间的关系。换挡规律的研究方法一般是从车辆作业状况参数(如车速、牵引力、发动机油门开度及转速、扭矩、制动力等) 中找到影响其挡位变化的主要因素, 建立一包含各主要因素的数学模型,优化后确定最佳换挡点。

现代自动变速器多按照油门开度和行驶速度两个参数控制换挡。当油门开度及行驶速度变化到某一数值时，就自动换入新的档位。变换档位时，油门开度a和速度v的关系成为换挡规律。（见图1）。

一．自动变速器换挡规律的发展

选档控制参数是指在对自动变速器进行档位决策时起决定性作用的参数，即根据这些参数可以通过逻辑判断得到当前最佳档位状态。自动变速器换挡规律的发展经历了单参数、两 2 参数、动态三参数换挡规律3个阶段。

1． 单参数换挡规律

汽车用单参数换挡规律一般选择相对稳定的车速v作为控制参数。如图2所示, 当车速达到v2 时升入2 挡；反之, 当车速降至v1 时换回到1 挡。v 1 和v 2 之间是两挡均可能出现的工作区,视车辆原来的行驶状况而定。这种升、降档之间的交错现象称为换挡延迟或换挡重叠。其作用是: ①换入新挡后, 不会因油门的振动或车速引起的轻度变化, 而重新换回原来挡位, 保证换挡过程的稳定性。②有利于减小换挡循环, 防止控制系统元件的加速磨损,并防止乘坐舒适性的降低。

目前汽车产业在我国飞速发展　汽车像有■在迅速升高．尤其　是大中城市私末车的数量正在以惊人的速度增长　伴随着机动车　敷量的上升　售后服务显得极为重要。为提高市场占有率　各个汽　车厂家在售后服务上采取各种保恬服务敢策促进整车销售。在目　前售岳市蟠的竞争上面．保修里程　期限是重点之一。有些厂家把　整丰傈恬里程扩大至１００　０００ｋｍ（３年ｌ甚至更高。选些措植的　更至有售后服务人员技能的支撑才可宴　现：其中自动变速器的维护保养、索赔　修理是各个厂京售后市　场上的重点之一．因为中国是特殊的市场、如整车措裁自动变速器　可以提高整车档次　提高竞争力：自动变速器工艺结构复杂制造　肇沓威丰离，孵要太■的专业ｌ埕备和专业技师才艟完威维护恪　复；如果使用、维修不当会造成厂束及用户巨额损失．进而对整车　销售产生较严重负面影响　所以．对自动变遵　必　要．希望对行业同仁有所帮助。　一、汽车动力传递的几种类型　１手动变速器　手动变速器是鼍常见的变建器　筒称ＭＴ。它的基本厚理是　７２　ＭＯｌａＲ－ＣＨＩＮＡ－Ｏｃｔｏｂｅｒ　●文／北京王海燕　用几根平行轴及若干相啮台的直齿进斜齿齿轮进行动力传递　郎　指糟＾轴　轴出轴和中问轴．它们梅厦了变建器曲主体．当然迁　有～根倒挡辅。手动变建器又称手动齿轮式变速器，台有可以在　轴向滑动的齿轮．进过不同齿鞋的啮合达到变速　变矩目的　

２．自动盎遣嚣　液力自动囊建器ｃＡＴｌ与手动变建器相比．在结构和使用上　有很大差异。手动熏透器主要由齿轮和轴组成．遘过不同的齿轮　组台变速　变矩；而ＡＴ是由液力变矩箍　行星齿轮和液压操纵　幕统组成　通过液力传递和行星齿靶组台的方矗达到变速、变矩　的目的。液力变矩器、油泵噩嗍体辱是ＡＴ景县特点的部件　

奔驰目前已经生产出了７速自动变速器（如图１所示ｋ这　维普资讯 就彤成了更太的总传动比范围．同时各个传动比之同也比５遘变　建器更加接近　因此．驾驶员几乎在各种行驶紧件中都可以选择　最佳传动比　电子控制楼块可以选择更多的传动比．取决于行驶　条件．　而降低了油耗并提高了平顺性。在１００ｋｍ／ｈ的车速时．　发动机平均转速比装配５建自动变速器时慨１２％左右。发动机　转速与行驶状意的最优化匹配靠味着发动机援高了动力，燃油经　济性并降低了运行噪声。　３无缘变遘器　无缎变速传动简称ＣＶＴ　ＣＶＴ变速精采用传动带和可变槽宽　的锥轮进行动力传递，即当锥轮变化槽宽时．相应改变驱动轮与　从动轮上传动带的接触半径进行变速。传动带一般甩橡胶带　金　属带和金属链等　ＣＶＴ是真正无级化了．与ＡＴ比较具有较高的　运行效率．油耗驶低。奥造ｍｕｌｔｉｔｒｏｎｉｃ无极，手动体变速器如　暖２趼示。　４直ｉ；　挡要逑器　直接换挡变速器简称ＤＳＧ。ＤＳＧ变建器的特点如下：　（　）新代ＤＳＧ重逢器采用了２十高音器和６十前进挡的传　统齿轮变速器作为动力的传送部件，这是目前世界上较先进的　具有革命性的自动变速器。　（２）Ｄｓ６变速器没有变艇器．也没有离台器踏板　犯）ＤＳＧ变速器在传动过程中的能耗损失非常有限　大大提　高了车辆的燃油经济性　）ＤＳＧ变速器的反应非常员敏．具有很好的驾驶乐趣　（５）车辆在加速过程中不会有动力中断的礤觉．使车辆的加　速更加强劲　圆滑　ＩＯＯｋｍ加速时间比传统手动变速器连短　幅）ＤＳＧ变速器的动力传送部件是一台三轴式６前进挡的恃　绕齿轮变速器．增加了传动比的分配　仃）ＤｓＧ变速器的多片温式彀离台器是由屯子液压控制系统　来操控的，　双离台器的使用．可以使变建器同时有两个挡位啮台．使　换挡操作更加快捷。　ＤＳＧ变速器也有手动和自动２种控制梗式．黯了排挡杆　可以控制外．方向盘上还配备有手动拉制的撬挡按钮　在行驶中　２种控制模式之间可以随时切换。　ａＯ连用手动模式时．如果不傲升挡操作．即使将油门踩到　雇．ＤＳＧ变速器也不会升挡。　０ｍ接挡逻捶控制可以报据司机的意慝进行换挡控制。　在手动控制模式下．可以跳跃障挡。　二　自动变速器的优缺点　自动变速器提高７行睾安全性和乘坐舒适性改善了车辆的　动力性　厦琏过性；降低了排放污染；井具有操作简便　使用寿　命高ｆ自动变速器使粥寿命比机械式的耍速器高２—３倍ｍ优点　但是其结构复杂、鹰本高　维修困难、操作不规范会造成变　速器的缺点　三，自动变速器的分类　１接驱动开ｊ式分类　【１１莳驱曲式自动堂埔器　ｔ横童前驱动自动变速器ｃ如图３所示Ｉ　前驱动自动变速器髂了具有与后驱动自动变速器相同的组成　都分外．在自动盘遗器的壳体内还装有差速器　因此又称自动驱　动耕。它主要用于小排量中低挡车辆。抽寡靡　标致．捷这、千里　马、花冠、戚驰、奇瑞等。　２　Ｌ型前　哑动自动变速器（蝇田４所示ｌ　美国车中等排蠹多采用Ｌ型前驻动自动变速器．其最大特点　

汽车自动传动系统的发展现状及未来趋势 摘要 简述了AT、AMT、CVT、IVT、DCT、HMT的结构原理与发展现状，提出了汽车自动传动系统未来的发展趋势。 关键字 汽车 自动传动 Abstract: This paper introduces the constructure and principle of AT， AMT， CVT， IVT， DCT， HMT， as well as their development situation， and then comes up with the tendency of automobile automatic transmission system。 Key words: automobile; automatic transmission system 1 引言 随着社会的发展与技术的进步，一方面汽车作为生活工具得到大范围普及，另一方面机械、电子技术快速发展，给汽车自动传动系统的不断革新、成熟提出了需求，也创造了条件。经历了自动变速前期、液力变速阶段、电控电动变速阶段，自动传动系统正迈入智能自动变速阶段，在获得良好操纵性能的基础上，在经济性与环保性、行驶舒适性等方面也取得不错的进展。鉴于其诸多优点，自动传动系统已经在汽车上得到广泛运用。 2 自动传动系统的类型及特点 目前，国际上自动传动系统主要运用有以下5种自动变速器实现：液力自动变速器（AT）、电控机械式自动变速器（AMT）、机械无级式自动变速器（CVT）、无限变速机械式自动变速器（IVT）、双离合器式自动变速器（DCT）。此外，大型农用车辆、工程车辆、军用车辆普遍使用的液压机械无级传动系统（HMT），并联式混合动力车的传动系统，也都各具特色。 2.1 液力自动变速器（AT） AT是最早的自动变速器，主要由液力变矩器、行星齿轮和换档操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来实现变速变矩。最初是根据车速和负荷（油门踏板的行程）来进行双参数控制，档位根据这两个参数来自动升降；现在又将整车加速度作为一个控制参数，实现三参数控制。由泵轮、涡轮和导轮等构件组成的液力变矩器是AT的重要部件，通过液体动量矩的变化来改变转矩，它除了起离合器的作用外，还具有无级连续变速和改变转矩的能力，对外负载有良好的自动调节和适应性。行星齿轮组及其附属的离合器（包括单向离合器）、制动器是实现换挡的关键部分。在液力作用下，离合器、制动器工作，使行星齿轮组按照既定的方案传递转速与转矩，形成不同传动比。AT的技术已相对成熟，是目前汽车装备自动变速器的主流。 2.2 电控机械自动变速器（AMT） AMT是在MT和离合器基础上配备一套电控执行机构通过自动切换挡位以达到更好传递动力目的的部件。换挡过程中AMT存在动力中断，是非动力性换挡。AMT控制单元（ECU）的输入信号有驾驶员意图（加速踏板的位置和档位选择）和汽车的工作状态（包括发动机转速、节气门开度、车速等）。ECU根据换档规律、离合器控制规律、发动机节气门自适应调节规律产生输出信号，控制过程基本模拟驾驶员在起步和换档时对油门、离合器和换档机构的操作，做到三者有效配合。AMT的核心技术是电子控制，关键是离合器控制。电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。