車(chē)輛自動(dòng)變速器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

王震

摘要：現(xiàn)在國(guó)外針對(duì)車(chē)輛自動(dòng)變速器的構(gòu)造、原理、優(yōu)勢(shì)、不足、實(shí)際狀況和發(fā)展前景等內(nèi)容進(jìn)行了深入的研究，我國(guó)也急需要對(duì)自動(dòng)變數(shù)器的實(shí)際狀況進(jìn)行深入分析，從而對(duì)我國(guó)的自動(dòng)變速器研究提供相關(guān)的解決方案。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)；自動(dòng)變速器；研究；展望

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.212 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2017）001-000-01

汽車(chē)變速器是進(jìn)行動(dòng)力傳遞的主要媒介，在進(jìn)行動(dòng)力傳遞的過(guò)程中對(duì)傳動(dòng)力進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和轉(zhuǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)的特征，以便更好的滿(mǎn)足不同速度的駕駛需求。手動(dòng)變速器主要是根據(jù)汽車(chē)的實(shí)際運(yùn)行狀況來(lái)進(jìn)行變化，由駕駛?cè)藖?lái)進(jìn)行檔位的轉(zhuǎn)化，所以駕駛員需要對(duì)離合器踏板、油門(mén)踏板和變速操縱桿進(jìn)行熟練的操作，以便汽車(chē)能夠在一種穩(wěn)定的狀態(tài)下持續(xù)運(yùn)行。如果手動(dòng)機(jī)械變速器轉(zhuǎn)化的速度較快、強(qiáng)度較大，就會(huì)造成駕駛員注意力不集中，從而增加安全隱患的出現(xiàn)概率。

一、自動(dòng)變速器的類(lèi)型及其特點(diǎn)

現(xiàn)在世界上運(yùn)用最為普遍的三種汽車(chē)自動(dòng)變速器有：液力自動(dòng)變速器（AT）、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）和機(jī)械無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器（CVT）。

1.液力自動(dòng)變速器（AT）

液力自動(dòng)變速器發(fā)展歷史比較悠久，主要是以車(chē)速和負(fù)荷為主要根據(jù)，隨著這兩個(gè)數(shù)據(jù)的變化，檔位也會(huì)隨之升降。和手動(dòng)變速器（MT）進(jìn)行對(duì)比，液力自動(dòng)變速器在構(gòu)造和效用方面存在很大的不同。MT依賴(lài)于齒輪和軸，因?yàn)辇X輪組合的模式不同，相應(yīng)的速度也不同。而AT是以液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)為依據(jù)，利用液力傳播和齒輪組合的模式對(duì)其速度進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兓?。而液力變柜器是AT中的重要環(huán)節(jié)之一，其組成部分包括泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等部分，利用液體動(dòng)量矩的轉(zhuǎn)化來(lái)調(diào)解轉(zhuǎn)矩，它不但具有離合器的效用，還可以進(jìn)行持續(xù)變速和轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)矩的效能，對(duì)外界承受力能夠進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和適應(yīng)。AT技術(shù)發(fā)展已經(jīng)趨于完善，并且成為汽車(chē)裝備自動(dòng)變速器中的主要部分。

2.電控機(jī)械自動(dòng)變速器（AMT）

電控機(jī)械自動(dòng)變速器是對(duì)過(guò)去干式離合器和手動(dòng)齒輪變速器的一種改進(jìn)，主要是對(duì)手動(dòng)換擋操作部分進(jìn)行了改造。雖然MT的整體構(gòu)造沒(méi)有發(fā)生變化，，但是可以利用電子控制來(lái)進(jìn)行自動(dòng)換擋。AMT對(duì)（ECU）的信號(hào)輸入進(jìn)行控制，其中的有內(nèi)容有駕駛員的想法（加速踏板的位置和檔位選擇）和汽車(chē)運(yùn)行狀況（包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、車(chē)速等）。ECU依據(jù)換擋的變化規(guī)律、離合器把控規(guī)律、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)自動(dòng)轉(zhuǎn)化規(guī)律等內(nèi)容，進(jìn)行信號(hào)的傳遞，對(duì)駕駛員的起步和換擋等內(nèi)容進(jìn)行模擬控制，使得汽車(chē)各個(gè)部件能夠有效的調(diào)節(jié)。因?yàn)锳MT是以MT為基礎(chǔ)構(gòu)建的，生產(chǎn)空間比較大，資金投入較少，所以受到了廠家的信賴(lài)。ATM的主要技術(shù)就是電子控制，電子技術(shù)和質(zhì)量和ATM的特性和運(yùn)行質(zhì)量密切相關(guān)。

3.無(wú)級(jí)變速器（CVT）

CVT也稱(chēng)之為連續(xù)變速式機(jī)械無(wú)級(jí)變速器。該變速器和傳統(tǒng)的齒輪式自動(dòng)變速器存在很大的不同，它去除了繁瑣又笨拙的齒輪組合變速轉(zhuǎn)動(dòng)，只需要2組帶輪就能進(jìn)行變速轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)和被動(dòng)工作輪分為固定和變動(dòng)兩個(gè)部分，構(gòu)造V型槽，和金屬片形成的金屬帶相吻合。當(dāng)主、被動(dòng)輪的可移動(dòng)部分在進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，對(duì)驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪傳動(dòng)帶的接觸半徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而轉(zhuǎn)變傳動(dòng)比。利用液壓控制體系對(duì)可動(dòng)輪的軸向移動(dòng)進(jìn)行持續(xù)調(diào)控，從而完成無(wú)極變速。和有級(jí)式的不同體現(xiàn)在，它的速度變化比不是間斷的點(diǎn)，是持續(xù)的一個(gè)值，例如可以從0.445不斷變化到2.6。CVT結(jié)構(gòu)和過(guò)去的變速器進(jìn)行比較，其操作更加比便捷、空間占用面積更小，它不需要手動(dòng)變速器中的多個(gè)齒輪副，也不需要自動(dòng)變速器中的行星齒輪組，它的變化主要來(lái)源于主、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶。傳動(dòng)帶的材質(zhì)通常是橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。

變矩器的效用是利用油液介質(zhì)中的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它的傳播價(jià)值一般只有80%，IVT因?yàn)椴焕米兙仄?，在和相關(guān)自動(dòng)變速器進(jìn)行對(duì)比的時(shí)候，IVT價(jià)值更高、不容易打滑、能量消耗較低，不需要繁雜的而且資金消耗較多的金屬傳動(dòng)帶，構(gòu)造比較便捷、節(jié)省資金，而且傳送扭矩比較大，長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)作也不會(huì)造成持續(xù)發(fā)熱的情況，在轎車(chē)和越野車(chē)中同樣適合，屬于一種新型的變速器。

二、自動(dòng)變速器的發(fā)展趨勢(shì)

CVT傳送的扭矩空間不大，現(xiàn)在主要集中在小排量汽車(chē)中，性能和穩(wěn)定性等因素沒(méi)有得到充分的證明，技術(shù)還存在漏洞。IVT因?yàn)槟Σ猎斐赡芰肯?、容易發(fā)熱、傳送轉(zhuǎn)矩小、材料易耗損等問(wèn)題，所以沒(méi)有進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。AT生產(chǎn)制造的歷史比較悠久，性能和技術(shù)都有保障，所以AT是現(xiàn)代汽車(chē)自動(dòng)變速器中的主要內(nèi)容?，F(xiàn)在在進(jìn)行AT研究的過(guò)程中，需要進(jìn)一步加強(qiáng)控制技術(shù)。電子控制具有顯著的優(yōu)勢(shì)，其發(fā)展態(tài)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

車(chē)輛起步部分的變化。使用濕式多片離合器是一種新型的模式，但是現(xiàn)在主要是使用液力變矩器，同時(shí)加入了多扭矩的特點(diǎn)，使得燃油更加充分。為了減少變矩器的損耗，很多車(chē)都使用了鎖止離合器，大大提升了其性能，而且齒輪摩擦阻力也大大減小。

油壓控制的變化。為了減少變速的壓力，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)定或?qū)τ蛪盒判倪M(jìn)行反饋把控，從而構(gòu)建和離合器扭矩相吻合的油壓。而且，為了測(cè)定輸出扭矩的沖擊模式，需要使用模糊邏輯把控。油泵在自動(dòng)變速器摩擦損耗中占據(jù)了很大的空間，因此有的部分已經(jīng)成為可變?nèi)萘康挠捅?，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)油泵的穩(wěn)定性和呼應(yīng)性。

電子把控。為了更好的提升自動(dòng)變速器電子把控的準(zhǔn)確程度，還需要不斷的推行和使用發(fā)動(dòng)機(jī)控制的綜合性系統(tǒng)。自動(dòng)變速器為了提升傳動(dòng)質(zhì)量，充分使用燃油，一般都使用了封閉式液力變矩器。為了提升換擋質(zhì)量，加強(qiáng)換擋的智能化，也出現(xiàn)了一機(jī)多個(gè)參數(shù)、多規(guī)律把控的情況，而且把變速器和把控發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算機(jī)融合起來(lái)，進(jìn)行綜合性的把控。為了拓展變速的空間，減少傳動(dòng)比間隔，自動(dòng)變速檔正朝著多元化的方向發(fā)展?，F(xiàn)在轎車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造是4擋變速器，在市場(chǎng)中也出現(xiàn)了5檔變速器，為了更好的進(jìn)行維修保護(hù)，控制體系的診斷性效用也在逐漸加強(qiáng)。而且，無(wú)級(jí)變速器構(gòu)造簡(jiǎn)單、燃油充足、加速性能較好等特征，具有十分廣闊的發(fā)展前景。世界很多汽車(chē)公司都在進(jìn)行無(wú)級(jí)變速的相關(guān)研究，其發(fā)展前途不可限量。

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作者簡(jiǎn)介：王 震（1993-），男，黑龍江哈爾濱人，遼寧省沈陽(yáng)市沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)生，專(zhuān)業(yè)：交通運(yùn)輸與管理。