重型變速器多元化產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢初探

樊波濤+杜棟

摘 要：隨著經(jīng)濟發(fā)展和工、商業(yè)運輸需要的增長，我國重型汽車在近幾年內(nèi)獲得快速發(fā)展，產(chǎn)品性能取得了長足進步，產(chǎn)品技術(shù)升級換代快，市場競爭日益激烈，逐漸呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢。市場對重型汽車產(chǎn)品的關(guān)注熱點由以往的造型美觀逐漸向駕駛舒適度性轉(zhuǎn)變，特別是發(fā)動機和變速器的匹配越來越嚴苛。在此情況下，重型汽車變速器朝著高端化、輕量化、舒適性方向發(fā)展，本文將對其發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行探索。

關(guān)鍵詞：重型變速器；多元化產(chǎn)品；技術(shù)發(fā)展；現(xiàn)狀；趨勢

前言：隨著我國重型汽車制造業(yè)的快速發(fā)展和市場對重型汽車產(chǎn)品性能關(guān)注重點的轉(zhuǎn)變，匹配高端動力總成的重型汽車越來越受到市場歡迎與青睞。目前我國重型汽車動力總成方面的變化主要表現(xiàn)為發(fā)動機功率水平的提升和高端變速器應(yīng)用的增多。在發(fā)動機方面，大排量發(fā)動機的市場歡迎度不斷提升，成為企業(yè)研發(fā)的重點，目前13L以上的大排量發(fā)動機裝車率顯著提升。變速器方面，大扭矩變速器的應(yīng)用明顯增多，2000Nm扭矩以上、12檔以上的重型變速器的應(yīng)用不斷增加，輕量化技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，自動換擋技術(shù)和全同步器技術(shù)成為目前企業(yè)研發(fā)的熱點和技術(shù)壁壘。總體來看，重型變速器呈現(xiàn)高端化、輕量化發(fā)展趨勢。

一、重型變速器的自動化發(fā)展

目前重型變速器的自動化發(fā)展是國內(nèi)重型汽車領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，自動化變速器有利于降低重型汽車的駕駛難度，提高其燃油經(jīng)濟性。機械式自動變速器（AMT）是在傳統(tǒng)手動變速器（MT）的基礎(chǔ)上，加裝電子控制系統(tǒng)研發(fā)出來的具有自動換擋功能的變速器。由于其駕駛操作簡單方便、并且具有省油特性，所以成為目前重型變速器的熱點研究方向。我國目前多數(shù)重型汽車使用的仍然是MT變速器，AMT變速器的使用多集中于高檔客車，在重型貨車中使用較少。我國第一輛AMT重型貨車使用的AMT變速器名為SMARTSHIFT，是由中國重汽與威伯科公司聯(lián)合研發(fā)的；東風(fēng)商用車公司與一汽集團也相繼研發(fā)、生產(chǎn)了裝有AMT變速器的重型貨車；法士特公司的F-shift機械式自動變速器已經(jīng)匹配到包括陜汽、金龍等多個廠家的高端車型， 為用戶提供了良好的駕駛體驗。

二、重型變速器的多檔化發(fā)展

目前MT變速器仍然占據(jù)重型汽車變速器的主流地位，隨著國內(nèi)經(jīng)濟的增長、變速器技術(shù)的發(fā)展，12檔及12檔以上的變速器的研究受到生產(chǎn)企業(yè)的廣泛關(guān)注。近幾年來，裝有12檔變速器的重型汽車明顯增多，已成為重型商用車的標準配置。中國重汽、解放、東風(fēng)系列的重型汽車都推出了配置有12檔、16檔的新車型。

三、重型變速器的輕量化發(fā)展

車身重量對重型汽車的操作性和耗油量都有直接影響，隨著人們節(jié)能環(huán)保意識的不斷提高，行業(yè)對于重型汽車車身減重的需求也日益提高，輕量化成為目前重型汽車設(shè)計的重要考慮因素。為實現(xiàn)車身整體的輕量化目標，各大生產(chǎn)企業(yè)的研發(fā)部門對變速器結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，采用細高齒設(shè)計，齒部位非標準漸開線K型齒修形，為主變速器配備雙錐面同步器，變速器殼體采用鋁合金材質(zhì)。其中具有代表性的是法士特雙中間軸變速器，比單中間軸變速器的前進擋增加1至2個檔位。中國重汽集團也研發(fā)出了輕量化的新型變速器產(chǎn)品，HW系列變速器的主變速器采用雙中間軸設(shè)計，副變速器采用行星齒輪減速機構(gòu)設(shè)計，在減輕變速器重量的前提下使重載能力得到提升。除了在變速器結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化，目前生產(chǎn)企業(yè)還致力于新型輕質(zhì)材料的研發(fā)，例如法士特公司采用鋁合金外殼的變速器，減重90kg，效果顯著[3]。

四、產(chǎn)品系列化發(fā)展

我國重型變速器的研發(fā)雖然在近幾年內(nèi)取得了長足進步，但是與國外先進水平相比，還存在一定差距。目前國外專業(yè)變速器生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)已經(jīng)形成系列化發(fā)展體系，比如伊頓公司擁有100多種變速器產(chǎn)品，輸入扭矩從700到2500Nm不等。而且國外變速器產(chǎn)品具有明顯的中心距系列發(fā)展趨勢。產(chǎn)品系列化發(fā)展也將成為我國變速器產(chǎn)品的未來發(fā)展方向，法士特雙中間軸變速器已經(jīng)發(fā)展到20多個系列，檔位從6檔到24檔實現(xiàn)了全方位覆蓋。隨著重型汽車動力系統(tǒng)的不斷提升，多檔位變速器產(chǎn)品種類的增加和系列化發(fā)展將成為下一階段的重點發(fā)展方向[4]。

五、產(chǎn)品的一體化發(fā)展

電子化程度的不斷提高是國外重型汽車發(fā)展的又一特點，從發(fā)動機電子控制系統(tǒng)，到模塊化電子儀表，再到CAN總線，逐漸實現(xiàn)了對重型汽車動力系統(tǒng)的一體化控制。這也為國內(nèi)重型汽車的技術(shù)研發(fā)提供了參考方向，必須加強重型汽車產(chǎn)業(yè)中智能控制技術(shù)的應(yīng)用。目前使用較為廣泛的有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊控制。重型汽車的一體化控制主要是應(yīng)用自動變速理論，通過電子技術(shù)控制發(fā)動機供油，根據(jù)駕駛員的意愿、車輛狀態(tài)和控制規(guī)律，在電子裝置的支持下，實現(xiàn)對重型汽車傳動系統(tǒng)的聯(lián)合操控[5]。

六、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

隨著AMT變速器的市場需求不斷提高，AMT變速器的研發(fā)將成為現(xiàn)階段及未來一段時期內(nèi)重型變速器的研究熱點，外資企業(yè)如采埃孚、伊頓等公司來華很早，也建立了相應(yīng)的研發(fā)機構(gòu)，在早期，市場幾乎被外資壟斷，缺乏具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的AMT變速器產(chǎn)品。隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)的進步和發(fā)展，目前國內(nèi)已經(jīng)有包括法士特、中國重汽等公司在內(nèi)的一系列企業(yè)具備AMT變速器量產(chǎn)的能力，各大重型汽車生產(chǎn)企業(yè)每年都有新型的AMT產(chǎn)品問世。電子控制系統(tǒng)的設(shè)計是AMT產(chǎn)品研發(fā)的核心技術(shù)，其設(shè)計具有較大難度，需要大量數(shù)據(jù)參數(shù)支持。為實現(xiàn)我國AMT產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，必須不斷提高產(chǎn)品的可靠性、適應(yīng)性和舒適性，提高我國自主研發(fā)的AMT產(chǎn)品的市場競爭力。

結(jié)束語：總而言之，我國重型變速器產(chǎn)品的研發(fā)正處于快速發(fā)展階段，并呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢。本文主要從重型變速器的自動化、多檔化、輕量化、一體化、產(chǎn)品系列化及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面對其發(fā)展現(xiàn)在和發(fā)展趨勢進行探討，希望能起到一定參考作用。

參考文獻：

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[5]龔群英. 重型車AMT網(wǎng)絡(luò)化電控系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].重慶大學(xué)，2007.