摘要：动力传动系统对汽车的整车性能起着重要的作用,而变速器则是动力传动系统的关键部分。变速器不仅能体现整车的动力性和经济性,还能改变发动机的工作效率。优异的变速器可使发动机在工作过程中处于高效率状态。 自动变速器主要有4种类型:液力自动变速器、电控机械式自动变速器、双离合器变速器以及无级变速器。目前,世界各国的自动变速器厂商正在进行着生产技术的改进和革新,以便使自动变速器能够在车辆上得到更好应用,这已成为现代汽车与工业发展的重要标志之一。
关键词：汽车自动变速器；现状；发展趋势
1.汽车自动变速器的研究现状
1.1液力自动变速器的研究现状
液力自动变速器(AT)的组成部分包括液力变矩器、齿轮变速系统、液压操纵系统和控制系统。传动轴和变速器通过接触式离合器联接在一起，来实现挡位更换。液力自动变速器的特点在于液力耦合器的选用，利用液压系统来完成动力传输，依靠液力传递和齿轮组合的方式来达到改变速比的目的。人们对液力自动变速器已经有很多年的研究经验，发展相对成熟。液力自动变速器的优点是操作简单、驾驶舒适且有良好的动力性能，但是液力自动变速器结构复杂、效率低且成本也比较高。在国外，特别是在欧洲、美国和日本等汽车产业发达的地区和国家，液力自动变速器有着很好的发展前景，在2002年到2003年期间，6AT和7AT液力自动变速器被成功地研发出来，在此之后8AT液力自动变速器也被成功开发。2017年Ford汽车公司官方发布10AT液力自动变速器消息。从国内外的研究现状来看，液力自动变速器是目前发展最完备、技术最成熟且应用也最为广泛的自动变速器。
1.2电控机械式自动变速器
1985年，日本五十铃公司率先研制成功NAVI-5型全自动机械式变速器并装车。1986年，AMT技术第1次应用在F1法拉利赛车上。1995年，本田的部分Civic轿车装载了AMT。1996年，宝马M3轿车M序列式变速器采用了全新电液控制系统，ZF公司也推出了新产品A
STronic系列，可以灵活选择各种驾驶模式，并将变速器所有功能集成在一个单元里，提高其可靠性，是世界上第一台完全一体化的AMT。2006年，马瑞利公司推出了第3代AMT产品，换挡时间大幅缩短，控制在300 ms以内。ATM的研究工作主要围绕发动机、离合器和变速器等对象的控制展开的，进而实现起步和换挡时的自动化．国内AMT技术的研究开展得比较晚。对不同作动方式AMT的结构和工作原理、国外主要产品及其性能等进行了分析对比，提出应在国产商用车上推广该项技术，从而提高该领域的档次和市场竞争力。
1.3双离合器变速器的研究现状
近年来，双离合器变速器(DCT)被人们普遍关注，在全球汽车行业中逐渐发展起来。该变速器使车辆发动机的工作效率和行驶品质都有显著的改进，已成为汽车技术研究领域的热点。在换挡过程中，DCT通过双离合的方式将换挡速度提升了一个量级，具有优良的换挡品质和较好的传动效率。通过性能比较，双离合器变速器比传统的行星式液力自动变速器效率更高。双离合器变速器(DCT)的概念最早是由法国人提出的，到目前为止，有80年的历史，由于当时的环境因素等条件受限，DCT并没有产品化，在2005年前后，DCT技术才得以推广并广泛使用。DCT具有传动效率高和换挡速度快等优点，这使DCT具有良好
的发展前景。一般而言，离合器可根据使用环境分为湿式离合器和干式离合器，市面上常见的离合器为6T湿式离合器和7T干式离合器，常见的离合器也可根据其使用环境做成2种形式。2012年，德国的Schaeffler公司开发了2挡DCT，适用于纯电动汽车，汽车续航里程的延长性也相应提高;该公司对干式DCT研究更加深入，掌握的技术更加完善，而美国的BorgWamer公司对湿式DCT研究更加深入。7速双离合器变速器已经被ZF公司成功地研发出来，并且采用的是直接喷射润滑系统，具有提高效率的优点，是一款适用于纯电动汽车的变速器。
1.4无级变速器的研究现状
无级变速器(CVT) 能够实现连续的动力传输且变速比相对较高。 无级变速器一般由4部分组成:机械传动机构、换挡控制机构、液压控制以及电子控制。因为无级变速器主要靠主、从动轮和金属带来实现动力传输,所以并不会像AT那样有复杂的行星齿轮组。无论是再优秀的AT或者DCT,都会存在不同程度的抖动和顿挫现象,而CVT由于没有固定挡位,线性的减速过程不存在换挡的冲击,因此获得了较好的换挡平顺性。 早期出现的无级变速器是通过传送钢带和可变的主、从动轮来实现传动比的变化,负责传送动力的钢带由许多钢片组成,承
受的扭矩也非常有限,机械稳定性不如其他类型的变速器,所使用的车型只限于低功率车型。CVT能让发动机一直处于高效率的状态,可以减轻变速器在换挡时的动能损失,所以从理论上讲CVT的燃油经济性会更好。
无级变速器最早出现在19世纪90年代,到目前为止已经有上百年的发展历史。直到20世纪6年代中期,CVT才取得突破性的进展。 到20世纪80年代,Fiat、Ford 以及 Nissan等汽车公司都在生产金属带式无级变速器(VDT-CVT),并将无级变速器装配到一些大排量轿车上。20世纪90年代,VDT公司成功研制了第二代CVT,其性能更佳,传动效率更高。之前由Ford公司推出的CVT能够用于高扭矩、高排量的V6发动机,很多厂商也陆续在生产CVT,例如:Nissan公司、Ford 公司、FHI Subaru Justy公司以及Fiat公司。
2.自动变速器的发展趋势
（1）控制系统智能化。现在对车辆的主观评价越来越受重视车辆对人的适应也是智能车辆的重要标志，所以自动变速器控制系统对驾驶员特征的识别，对其意图的适应是体现人机工程指标和人机协调优化的重要组成部分。随着各种自动变速器使用中问题的出现和人们对车辆性能要求的不断提高，人们采用了各种新的检测控制技术用于改善自动变速
车辆的性能。在控制方法和策略中，越来越多的应用了模糊控制技术和神经网络技术，使得换档控制系统对车辆负载状态 车辆使用参数和使用环境变化的适应更具智能化特征。（2）车辆电子一体化。从最早20世纪60年代的电子点火系统到后来的电控燃油喷射系统，电控自动变速器，车辆巡航控制，电控制动防抱死系统，电控悬架等；车辆电子技术已有了极大的发展，将各个相对独立的车辆电子控制单元合为一体已成为一种趋势。车辆动力传动系统电子控制一体化趋势，有以下优点：可以充分利用各部件对车辆的观测参数 使用尽量少的传感器；采用CAN总线技术，实现汽车内部控制系统与各检测，执行机构间的数据通讯，为车辆的轻量化提供可能；实现传动系联合控制可以使系统获得更多的改善换档品质的控制手段，并可以实现变油门的换档规律，实现比自动变速器独立控制具有更优越的性能。
结束语：
汽车是高新技术的最具潜力的商业载体，由于近年来乘用车市场增长迅速，中国用车变速器需求量迅速增长。在手动变速器领域，国产品牌已占据着主要地位。但技术层次更高的自动变速器市场却被进口的产品占领者主导，国内变速器企业未来面临严峻挑战。自
动变速器作为汽车传动系统中一个非常重要的组成，其发展毫无置疑的反映了现代该项技术的潮流。
参考文献：
[1]李耀刚,刘畅,龙海洋,纪宏超,杨珏,张硕.汽车自动变速器研究现状及发展趋势[J].现代制造工程,2020(01):155-161.
[2]张力久.我国汽车变速器的使用现状和发展趋势浅析[J].中国设备工程,2017(20):144-145.
汽车换挡 [3]王震.车辆自动变速器的研究现状及发展趋势[J].现代经济信息,2017(01):376.
发布评论