作者：薛其华
来源：《时代汽车》 2017年第11期
摘要：随着世界经济和科技的进步，汽车越来越成为工业中十分重要的载体。并且，随着我国工业水平的不断提升，变速器作为整车传动系统动力总成中十分重要的一部分，是当今该项技术的核心。从侧链传动到液力自动变速器和电控机械式自动变速器，再到无级自动变速器，每一次变迁都是汽车变速器技术的一次革命。
关键词：汽车；变速器；控制；工艺
1 汽车变速器的发展历史
1.1 早期汽车的传动装置
变速器的作用：汽车的动力核心就是发动机，而变速器对于发动机而言，一方面需要传动装置传递到驱动装置，另一个方面，也是为了让汽车更加平稳、更加寿命长久的工作。(1)实现空挡，从而中断发动机的动力供给，启动发动机。(2)改变传动比，使发动机在理想的环境下运转，并且能够扩大车轮转矩和
转速的配比，实现在各种路面上的行驶。(3)实现倒车，尤其是不改变发动机转矩。
汽车换挡 德国工程师卡尔本茨和戈特利布戴姆勒分别设计制造出了世界上第一辆汽油三轮车和汽油四轮车，当时的传动系统，是把前轮叉架在装有转向手柄的叉形结构上来实现转弯，同时，经由齿轮和链条的传动以及后轴系的两个半轴和差速器，发动机的动力传输到后轮，并且，使用变速杆来改变链条的传动比，就这样实现了动力传动。
1.2手动变速器(MT)
采用齿轮传动的降速原理，通过多组齿数不同的齿轮副。其实际的使用，汽车行驶过程中就是通过此机构中不同的齿轮副配合，从而达到换挡的目的。实际上，由于每一档的齿轮数是固定的，那么最后每一挡的变数比也是一个定值。所以，在实际的行驶过程中，高速行驶时，会使用传动比低的齿轮副运转；低速行驶时，就通过传动比大的齿轮副进行工作。实际上，由于空间上的限制，在绝大多数轿车中，发动机总是横向布置在整车的前部，那么变速器与主减速器往往只能做成—体，并与发动机连接，横置于整车的前仓。横置型变速器。与之前的纵置型相比，拥有的优点不言而喻：汽车的结构更加紧凑、质量降低，同时，由于横置型变速器的主减速器是斜齿圆柱齿轮结构，与驱动桥的螺旋锥齿轮不同，整车的制造成本也更低。所以横置型被广泛的应用在微型、普通级和中级轿车上。
然而，由于手动变速器需要频繁换挡，影响驾驶安全；同时驾驶技术的差异也是影响乘坐舒适性的
一个重要的条件，所以就催生出了自动变速器。
1.3自动变速器
自动变速器种类比较多，主要的有液力自动变速器( AT)、电控机械式自动变速器（AMT）、无级自动变速器(CVT)。
1.3.1液力自动变速器(AT)
虽然AT的机构和型号都比较复杂，但是有一点是共同的，基本上都是由液力变矩器、行星齿轮变速器、液压操纵机构及控制系统组成。AT具有换挡方式简单，换挡过程平稳的特点，究其原因，主要是由AT的工作原理决定的。首先，AT使用变速器电脑，处理来自传感器搜集的汽车运行情况的电信号，然后给电磁阀输出控制指令，最终实现变速器的自动换挡的操作。
1.3.2电控机械式自动变速器(AMT)
AMT通过加装电控系统、传感器和相应的执行机构，在总体的传动结构不变的基础上，把传统的轴式变速器和干式离合器进行改造，把选换挡、离合器和发动机油门进行自动化的控制，从而实现了在不同路况、汽车运行情况的自动换挡控制。在实际的驾驶中，通过驾驶员的加速踏板和选择器，再通过控制器( ECU)表达意图，在整个过程中，发动机转速、输入轴转速、车速、挡位、油门开度等电信
号数据实时的传输到ECU，然后ECU按照已经在控制器中设定的程序，这些程序是通过模拟实际熟练驾驶员的开车习惯和驾驶规律，把各种最佳的组合规律，自适应的调节自动行车，达到发动机、离合器和变速器的最佳组合，这样就可以获得优良的行驶性能和平稳的行车体验。
1.3.3无级自动变速器（CVT）
实际上，最理想的方式，是正在应用中的、开发最早、应用最广泛的是金属带式CVT。自从首次装车以来，整车的经济性和动力性更加完善。整体来看，CVT系统的发动机首先输出动力到主动轮，依次是V型传送带、从动轮、减速器、差速器到车轮，最终实现无级调速。
鉴于CVT独特的性能，能够实现调速响应迅速、平稳，路况适应更广泛，动力性能更优良。首先，CVT能够及时调整传动比，是发动机最佳匹配的工作状态，更有利于环保，并且，在维修方面，CVT结构简单紧凑、维修方便，所以在当前是应用前景最广阔的传动系统，在不久的将来，一定能成为变速器的主流型式。
2汽车变速器的发展趋势
近年来，随着大规模集成电路的发展，以及微电子技术、电子控制技术、机电一体化技术在汽车领域的应用，更加智能化的微机控制发动机和变速器将会成为未来的趋势。
2.1电子控制
相比于液压控制，电子控制的优势不言而喻：简化液压控制结构，降低生产成本；软硬件模块结合控制，更加便于修改和调试，产品更加适应结构参数的变化；可通过总线联网，实现资源共享、整体控制，简化汽车控制结构。
2.2小型化
在资源节约型和环境友好型的要求下，未来汽车将致力于减轻汽车所有零部件的质量；另外一个方面来看，汽车安全性要求逐渐提高，如何在足够的安全性下保证更大的驾驶空间和更好的驾驶体验将是未来汽车拥有核心竞争力的关键。
2.3低噪音化
实际上，发动机噪声、排气系统噪声、传动系统噪声是整个汽车噪声系统的三大声源。经过设计师和工程师几十年的降噪处理，模数小、压力角小、齿高大的齿轮设计已经广泛的运用在降低高速挡齿轮噪声的实践中。
2.4智能化
在汽车行驶过程中，通过智能的电子系统对各种运行参数进行控制，并且自诊断系统还可以记录运行中的故障。利用模糊控制原理和微机控制变速器，使发动机和变速器在不同的油门开度和行驶环境下，更加平稳的工作运转。
3结语
以上，总结了汽车变速器的发展历史和未来趋势，回顾整个汽车变速器的发展历程，从最初的用变速杆设定链条传动比，到手动变速器，到有级自动变速器，直到无级别的自动变速器。无论从机械、液压、电子、控制以及智能化方面，汽车变速器在汽车制造传动、动力总成方面的技术需要我们每一个技术人员的一次次革新和努力。
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