汽车变速箱技术

汽车变速箱技术（精选10篇）

汽车变速箱技术 篇1

摘要：文章主要介绍汽车市场自动变速箱的发展现状, 并重点对比了传动自动变速箱、双离合式变速箱和CVT连续可变传动比变速箱的优缺点。

关键词：发动机,变速箱,双离合

引言

目前, 家用市场所用的变速箱种类繁多, 让人眼花缭乱, 常见的有大众主推的可满足经济性和驾驶乐趣的DSG双离合式变速箱, 丰田、本田等日本厂家发扬光大的CVT变速箱技术, 当然还有使用范围最广的传统自动变速箱系统 (AT) 。下面, 我们就来了解一下不同结构变速箱的发展现状。

1、传统自动变速箱 (AT)

AT是英文Auto Transmission的缩写, 中文名为自动变速箱。该变速箱主要利用控制系统来实现对行星齿轮和液力变矩器的调节, 实现变速箱不同档位的切换。常见的4AT是指该变速箱含有4个自动前进档位 (不包括倒档) , 6AT则含有6个自动前进档位。发动机在实际的运行过程中, 变速箱会根据驾驶员的油门深度和发动机当前转速来调节不同档位。

主要的工作原理:提前设计好一套完整的智能控制系统, 当驾驶员将油门踩到底时, 系统自动将档位降低实现高转速下的高动力输出要求;驾驶员所踩油门开度基本不变时 (如高速公路行驶过程中的定速巡航) , 此时变速箱自动调节到高档低转速模式, 来达到最佳燃油经济性的目的。

传动自动变速箱的优点:与配备手动变速箱的汽车相比, 免去了驾驶员频繁踩离合和换挡的麻烦 (特别是市区堵车或多红绿灯路段) , 提高了驾驶员的舒适性, 降低了新手驾驶员的汽车操控难度。

缺点: (1) 汽车的提速较慢, 没有手动汽车提速快; (2) 油耗相比手动变速箱要稍高; (3) 较低前进档位的自动变速箱, 驾驶过程中会有明显的顿挫感。

目前市场上较为常见的自动变速箱类型有4AT和6AT, 但由于不同厂家的设计理念和技术特点不同, 不同厂家研制的4AT或6AT变速箱整体表现还是有着较大的差距。通俗点来讲, 如果自动档位越多, 则发动机运行过程中越平顺、经济性表现也越好 (如宝马的8AT技术、奔驰的9AT) 。近期, 福特公司与通用在前期合作开发6AT和8AT的基础上, 正在积极的开发10AT自动变速箱。

2、双离合式变速箱 (DCT)

法国人阿道夫加尔奇首先提出了双离合变速箱技术, 双离合变速箱技术是指变速箱配备了两个离合器, 一个离合器与单数档位相对应, 另一个离合器与双数档位连接。利用此技术大大降低了手动变速箱在离合器切换档位时的动力暂时中断, 避免动力突然输入带来的冲击, 使得整个换挡过程更加的平顺和静音。2003年大众汽车在自己的高尔夫车型成功将双离合变速箱推广开来, 国内的迈腾、帕萨特和速腾均有运用。

根据变速箱的冷却方式可以分为干式双离合变速箱 (以大众DSG为代表) 和湿式双离合变速器 (沃尔沃的Geartronic手自一体) 。干式双离合变速箱是指在发动机变档过程中直接依靠离合器从动盘的摩擦片来传递扭矩和动力, 与湿式双离合器相比减少了液压冷却系统, 降低了整套系统的成本和质量, 但是它也存在着较明显的先天不足, 产生的热量完全依靠零部件本身来进行散热, 当汽车运行在拥堵路段需要频繁的换挡易造成温度过高, 带来可靠性方面的隐患。湿式双离合变速箱的冷却方式为液体冷却, 散热效果更好, 保证了重量零部件不会因为温度过高影响可靠性。因此在一些配备了大马力或功率较高的发动机上一般匹配湿式双离合变速箱。

双离合式变速箱与传统自动变速箱相比优点相当明显: (1) 双离合器结构实现了动力的无缝衔接; (2) 双离合器使得换挡时间极短, 提高了发动机动力的利用率; (3) 换挡过程中的动力损失明显降低, 提高了燃油经济性, 降低了实际油耗; (4) 利用电子技术可以实现多种驾驶模式的切换。

缺点:1、低速顿挫, 特别是市区行驶过程中顿挫感明显, 部分企业针对这一问题在双离合变速箱上增加了液体变矩器, 来提高变速箱在低速时的表现;2、使用过程中零部件温度高, 可靠性相对较差, 发动机异响。

3、CVT连续可变传动比变速箱

CVT连续可变传动比变速箱利用两组锥轮配合传动带实现了发动机不同传动比。CVT变速箱与其他变速箱相比最明显的区别:没有固定的传动比, 实际传动比值是连续的、不间断的。

CVT变速箱的优点: (1) 没有固定的传动比, 使发动机实际的传动比更加精确, 不用固定在某一个值上, 保证发动机始终处于最大功率点的转速上面; (2) 在任何情况下的变速或者说改变传动比, 都是没有任何冲击的, 保证了发动机运行的平顺, 全程没有任何的动力中断; (3) 整个系统零部件较过去的自动变速箱数量少, 重量较轻, 提高整辆车的经济型, 虽然绝对的传动效率不如 (手动和传统, 主要跟锥轮和传动带的摩擦有关) , 但在整段行驶的综合效率更高。 (手动某一经济转速巡航时, CVT可能略逊于手动变速箱-某一点、某一个小区间) ; (4) 特别适合匹配在小型车上边, 即小型横置两轴 (输入和输出) 变速箱的车型。

缺点: (1) 油耗在某一经济点或经济区间转速时逊于手动变速箱; (2) 很难承受特别大的扭矩, 这主要是由于CVT的传动系统为传动带配合锥轮的摩擦, 不是齿轮啮合, 扭矩过大将会打滑。

如果你想体验手动变速箱的驾驶乐趣, CVT带有手动模式。该模式是指供应商提前设置了几个固定的传动比, 分别与不同的档位一一对应, 在切换成手动模式时可根据需要在不同档位之间进行切换。理论上CVT手动模式加速不如自动模式加速快, 这主要跟自动模式条件下可以保持很高功率的转速点, 手动模式需逐级改变。此外, 带有CVT手动模式, 下坡可实现有效制动和并提供换挡乐趣。

4、总结

AT变速箱可靠性高、适用范围广, 但油耗相对较高;DCT双离合式变速箱保证了动力连续性, 降低了换挡顿挫感, 但可靠性还不能够完全保证;CVT变速箱传动比更精确, 经济性更好, 但不适合用在大功率和大扭矩的场合。整体来说, 三种自动变速箱各有各的优点和不足, 现在还没一种自动变速箱能够完全代替其他变速箱。

汽车变速箱技术 篇2

关键词：双离合器变速箱 结构原理 应用

双离合变速箱简称DCT，英文全称为Dual Clutch Transmission，中文翻译过来应该为“直接换挡变速器”，因为其有两组离合器，所以也有不少人干脆就叫它双离合变速器。

上世纪80年代初，保时捷自行研发了全球首台双离合器变速箱，利用电控系统将双离合器变速箱的结构变得足够紧凑，称为Doppelkupplungsgetriebe(德语，简称PDK)。时至今日DCT这项技术已经有20余年的历史，在技术方面已经非常成熟了, 已经成为继可变气门正时、可变气门升程、涡轮增压和缸内直喷之后的又一个技术亮点。

1 双离合器变速箱的特点

1.1 优点 ①相比传统行星齿轮式自动变速箱更利于提升燃油经济性，油耗大约能够降低15%；②在换挡过程中，几乎没有扭矩损失；③当高挡齿轮已处于预备状态时，升挡速度极快，达到惊人的8毫秒；④无论油门或者运转模式处于何种状况，换挡时间至少能达到600毫秒。

1.2 缺点 ①由于电控系统和液压系统的存在，双离合器变速箱的效率仍然不及传统手动变速箱，特别是用于传递大扭矩的湿式双离合器变速箱更是如此；②双离合器变速箱的研制费用较高，双离合器精密而复杂，导致车价偏高；③当需要切换的挡位并未处于预备状态时，换挡时间相对较长，在某些情况下甚至超过1秒；④双离合器变速箱相比传统手动变速箱更重；⑤双离合器变速箱的最大传递扭矩偏低，限制了发动机的改装空间。

2 双离合器变速箱的结构原理

简单说来双离合器变速箱是两个传统手动变速箱的集合体(分别为奇数和偶数挡)，拥有两个离合器，两根输入轴，但仅有一根输出轴。离合器的分离与接合，以及挡位切换都在电脑的掌控下通过液压机构进行控制，因此也能提供手动换挡模式。双离合变速箱结合了手动变速箱和自动变速箱的优点，没有使用变矩器，转而采用两套离合器，通过两套离合器的相互交替工作，来到达无间隙换挡的效果。两组离合器分别控制奇数挡与偶数挡，具体说来就是在换挡之前，DSG已经预先将下一挡位齿轮啮合，在得到换挡指令之后，DSG迅速向发动机发出指令，发动机转速升高，此时先前啮合的齿轮迅速结合，同时第一组离合器完全放开，完成一次升挡动作，后面的动作依此类推。因为没有了液力变矩器，所以发动机的动力可以完全发挥出来，同时两组离合器相互交替工作，使得换挡时间极短，发动机的动力断层也就非常有限。作为驾驶者我们最直接的感觉就是，切换挡动作极其迅速而且平顺，动力传输过程几乎没有间断，车辆动力性能可以得到完全的发挥。与采用液力变矩器的传统自动变速器比较起来，由于DSG的换挡更直接，动力损失更小，所以其燃油消耗可以降低10%以上。

当前的DCT双离合器主要分为湿式和干式两种。湿式离合器与常见的摩托车离合器相似，多片式离合器泡在油液中工作，并且需要一套冷卻系统对油液降温。而干式不需要油液降温，因此干式双离合器的结构更简单，重量也更轻。由于干式离合器在工作时不需要搅动油液，因此动力损失更小，工作效率更高，具有更优异的燃油经济性。但干式离合器传递扭矩的能力有限，例如大众的DQ200型七前速DSG为干式离合器，最大只能传递250 Nm扭矩。DQ250型六前速DSG为湿式离合器，最大可传递350Nm扭矩。

3 双离合器变速箱在汽车上的应用

不同的生产商，对上离合器变速箱的叫法也不太一样，目前常见的双离合变速箱有大众的DSG、福特的Powershift、三菱的SST以及保时捷的PDK等。

3.1 大众DSG 大众集团是双离合器变速箱的引导者，在大众、奥迪、西雅特、斯柯达、超级跑车布加迪，甚至是大众商用车中广泛使用双离合器变速箱。大众的双离合器变速箱被称为DSG(Direct-Shift Gearbo)，奥迪最初也采用这个名字，但为了与大众拉开距离，后改称S-Tronic。代号DQ250的六前速DSG是全球首台配备量产车的双离合器变速箱，采用湿式离合器设计，与前横置发动机配搭，前驱和四驱都能胜任。这台变速箱由博格华纳研发，由大众集团位于德国卡塞尔的工厂生产。DQ250在大众集团得到极为广泛的应用，例如大众高尔夫、高尔夫Plus、速腾、EOS、迈腾和途安；奥迪A3和TT；斯柯达明锐和昊锐；甚至大众商用车开迪和T5也有使用。

3.2 福特的Powershift Powershift双离合器变速箱是由福特集团与变速箱大厂格特拉克(Getrag)共同研发。目前在国内装备有Powershift有沃尔沃C30、XC60、S60以及福特蒙迪欧致胜的部分车型。与其他厂家的双离合器变速箱相比，Powershift双离合器变速箱最大的特点不是换挡速度快，而是拥有堪比CVT的极佳换挡平顺性。并且由于可以承受较大的扭矩，因此该变速箱可以使用在一些大马力车上，尤其是柴油车的绝配。不过由于该变速箱追求的不是换挡速度，因此在加速性上并不见得十分理想。

3.3 三菱SST 三菱的新型手自一体变速器使用了双离合器系统来实现动力传输的高效性，使车子不仅拥有手动变速器的效果，而且还能够实现非常顺畅自如的挡位变换。在快速的升降挡过程中，由于双离合器所拥有的高效动力传输机构，使得它们不仅可以快速的加速，而且也能够保证良好的经济性。新的变速器还有三个不同的操控设置用来适应不同的路面情况，能够保证市区行驶的快速反应，而在城外快速路上，也可以实现线性的运动感受。

3.4 保时捷PDK 保时捷PDK(Porsche Doppelkupplungsgetriebe)湿式双离合器变速箱由德国采埃孚提供。代号7DT-45的首台PDK双离合器变速箱于2009年配备中期改款的997卡雷拉、卡雷拉S、2009款Cayman和Boxster。这台PDK使用了采埃孚-萨克斯(ZF Sachs)公司研制的ND2015双离合器模块，最高可承受500 Nm的扭矩输出。保时捷以此为基础，换上采埃孚-萨克斯提供的ND2216双离合器模块又发展出能够承受780 Nm扭矩输出的7DT-70，用于配备2010款保时捷911 Turbo。

除了大品牌的中高端车型逐步采用双离合器外，一些自主品牌的中低端车型也在尝试采用双离合器变速箱。例如比亚迪S6、吉利全球鹰、东风风行景逸都会在2012年新款车型上采用双离合器变速箱。

4 结语

跟几年前相比，双离合器变速箱已经不再是神秘的高科技产品，随着技术的不断发展和产量的提升，双离合器变速箱的成本只能会越来越低，我们相信会有更多的经济车型在市场上出现。

参考文献：

[1]新浪汽车，双离合器手自一体变速箱[EB OL]，http://auto.sina.com.cn/news/2009-03-30/0938476870.shtml.

[2]曾智聪.各种变速箱分析[EB OL]，http://www.xincheping.com/News/16523/4.htm.

[3]中国数控信息网，变速箱行业的新宠——双离合器自动变速箱[EB OL]，http://www.skxox.com/jsinfo_16569.html.

汽车电控自动变速技术及发展趋势 篇3

关键词：电控自动变速,类型,原理,趋势

随着电子技术及微处理器技术的发展, 自动变速技术发展迅速。电子控制自动变速器正实现一机多参数多规律控制, 并在此基础上将发动机ECU和变速器ECU合并, 实现综合控制。ECU中同时存储多种换档规律, 如最佳经济性和最佳动力性换档规律等, 可根据需要进行选择。电子控制自动变速器为加宽变速范围, 缩小传动比间隔, 自动变速器向多档化发展;为提高传动效率, 改善燃油经济性, 普遍采用了带锁止机构的液力变矩器;为减轻质量, 缩短动力传递路线, 前置发动机前轮驱动的车辆将变速器与驱动桥结合为一体构成自动驱动桥;为便于使用维修, 控制系统的诊断功能不断增强。

1 电子控制自动变速器的类型

1.1 按汽车驱动方式分类

按汽车驱动方式的不同可分为前驱自动变速器和后驱自动变速器两种。后驱自动变速器的变矩器和行星齿轮系统的输入轴及输出轴在同一轴线上, 轴向尺寸较大, 阀板总成布置在行星齿轮系统下方的油底壳内;前驱动自动变速器与后驱动自动变速器组成相同, 但在自动变速器的壳体内还装有差速器。前驱动汽车的发动机有横置和纵置2种, 横置发动机的前驱动自动变速器的输入轴和输出轴为2个轴线方式, 变矩器和齿轮变速器输入轴布置在上方, 输出轴布置在下方, 因此变速器轴向尺寸减少, 但增加了变速器的高度, 通常将阀板总成布置在变速器的侧面或上方, 以保证汽车有足够的最小离地间隙。纵置发动机的前驱动自动变速器与后驱动自动变速器基本相同, 但在后端增加了一个差速器。

1.2 按前进档位数分类

按前进档位数可分为3速、4速、5速和6速等。新型轿车自动变速器基本上都采用4个以上的前进档, 设有超速档, 虽然结构复杂, 但大大改善了汽车燃油经济性。

2 电子控制自动变速器的基本组成和控制原理

电子控制自动变速器由液力变矩器、行星齿轮系统、液压控制系统和电子控制系统组成, ECU根据传感器检测到的发动机冷却液温度、发动机转速、节气门开度、车速、自动变速器液压油温度等信号确定换档规律, 并向电磁阀发出控制信号;电磁阀将该信号转变为液压控制信号, 阀板中的控制阀根据液压控制信号控制换档执行机构的动作, 实现自动换档, 见图1。

电子控制自动变速器与全液压控制自动变速器控制原理比较:全液压控制自动变速器由速控阀产生的与车速成比例的液压和由节气门阀产生的与节气门开度成比例的液压共同作用于换档阀, 换档阀控制制动器和离合器工作, 实现换档;电子控制自动变速器则在全液压控制自动变速器的基础上增加了一套电子控制系统, ECU根据节气门开度和车速等信号确定换档时刻, 控制执行元件工作, 从而控制制动器和离合器工作, 实现换档。电子控制自动变速器采用节气门阀主要用于调节油道压力, 而不用于控制换档时刻。

3 电控自动变速技术的发展趋势

现代汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速器或无级变速器方向发展。采用无级变速器可以节约燃油, 使汽车单位油耗的行驶里程提高。通过选择最佳传动比, 能够使发动机保持在很窄的转速范围内运转, 从而获得最有利的功率输出, 无级变速器传动比传统的自动变速器结构更简单、紧凑。自20世纪90年代以来, 随着电子技术的飞速发展以及用户对它的操纵性能、舒适性、安全性能等方面的苛刻要求, 世界上许多汽车生产厂家不断投入人力和财力, 大力加强自动变速器的技术研究, 促进其不断向前发展。近年来, 随着微电子技术的飞速发展, 电子控制自动变速器的问世, 给汽车带来了更理想的传动系统。机电一体化技术进入汽车领域, 推动了汽车变速装置的重大变革。自动变速器装置出现了电子化的趋势。现代轿车自动变速器的发展方向:

1) 电子控制全自动锁止离合器。

为了提高传动效率, 改善经济性能, 轿车用自动变速器普遍采用了液力变矩器锁止离合器, 并进行电子控制以保持其换档的平顺性。锁止式液力变矩器的功能特点决定了自动变速器由液力偶合器一液力变矩器一锁止式液力变矩器的过程。液力变矩器除了能传递扭矩外, 还能增大发动机的扭矩, 以吸收扭转振动的作用, 液力偶合器却不能。带锁止离合器的液力变矩器, 克服了液力变矩器输出轴与输入轴之间存在滑动而使液力变矩器传动效率降低的缺点, 这种锁止装置实际上是全自动离合器。锁止离合器时, 液力变矩器将不起作用。这对改善燃料的经济性和降低变速器的温度有益处。

2) 适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器。

智能型的电子控制自动变速器的电子系统可以在汽车行驶过程中, 对汽车的运行参数进行控制, 合理地选择换档点而且在换档过程中对恶化的参数进行修正, 如摩擦片摩擦系数、油的粘度、车辆的负荷变化等。同时具有自动诊断系统可以将汽车运行中的故障记录下来便于维护。电子控制技术利用微机控制变速器, 不仅使换档程序更加符合驾驶员的意愿, 而且还能利用模糊控制理论解决特殊情况下变速程序的复杂问题使自动变速器的控制能力及可靠性大幅度提高。总之电子控制能实现多参数、多规律性的控制, 使发动机和变速器在不同油门开度和各种行驶环境下都能处于最佳工作状态。日本丰田凌志牌高级轿车应用了智能型发动机一变速器综合控制系统。该系统利用计算机控制系统进行综合控制。在变速时, 使发动机扭矩临时降低, 控制离合器油压, 使变速平稳。在离合器油压控制中, 检测与预计最优化值的偏差, 并利用新开发的线性电磁阀进行修正反馈控制。

3) 电子控制无级变速技术。

随着电子技术的应用, 电子控制金属带型无级变速器在西欧及日本得到重视, 正在积极开发市场以希望其一步到位。目前研制开发并在微型轿车上采用此类变速器的有日本富士重工公司等。由于电子技术的不断发展和进步特别是微机控制功能的进一步增强, 各种传感器和执行机构性能的改善, 所以在自动变速器上也开始大量采用。近年出现的程序式变速器是电子技术在自动变速器中的首次应用。进入20世纪80年代后, 大规模集成电路技术的发展, 使得由微机控制发动机和变速器自动切换成为可能。在我国, 上海通用汽车公司在其生产的别克轿车上装备了电控液力自动变速器, 这是我国第一家汽车公司将自动变速器作为标准装置装于轿车, 该变速器于1998年10月份正式生产下线。

4) 自动预选式换档系统。

近年来采埃孚公司又开发了一种自动预选式换档系统, 它可以使驾驶员体会到驾驶车辆的快感, 又不需要紧张费力的操作。这种自动预选式换档装置, 是全自动换档系统的基础, 它的性能包括电子控制自动选档, 换档时刻由驾驶员确定, 驾驶员不需要手操作换档。

5) 小型化。

减轻质量、缩短动力传递路线, 能使汽车节油, 自动变速器的小型化正向着这个方向发展。

20世纪70年代以来, (纵置发动机前轮驱动) 微型车急剧增多, 从而为自动变速器小型化提供了前提条件。此外, 自动驱动桥即把变速器与驱动桥合为一个整体的趋势十分突出, 小型化又推动了前置前驱动化和自动驱动桥的发展。

4 结束语

电控自动变速技术使换档时间更精确、换档更平稳, 而且操纵自如灵活, 提高了行车安全性。在我国, 自动变速器的装车率也越来越高, 上海通用、上海大众、一汽大众、长安福特、东风日产、东风雪铁龙、一汽及海南马自达、奇瑞、北京现代等均有电控自动变速器车型, 部分汽车有手自一体化的车型, 广州本田、一汽大众等汽车还有无级变速器车型。当今世界各大汽车公司对无级变速器的研制都十分活跃。电子控制式的无级变速器将得到广泛的应用和发展。

参考文献

[1]张劲.轿车的电控自动变速器及其发展趋势[J].汽车与配件, 2008 (21) :48-53.

[2]张梅, 黄如君.电控自动变速器的应用与发展[J].中国高新技术企业, 2008 (17) :134-136.

[3]黄长顽, 史瑞祥, 蒋欣.电控机械式自动变速器[J].国内外机电一体化技术, 2008 (1) :35-36.

[4]王培, 王声堂.自动变速器5年内将有较快发展[J].商用汽车新闻, 2008 (8) :7-8.

汽车变速器用“档”还是“挡” 篇4

当前相关媒体谈论汽车涉及“档”时，有用“档”的，也有用“挡”的，比较混乱，作为汽车的专用名词，宜统一。

1. 相关辞书的收词情况

《英汉机械工程词汇》（科学出版社）中有“first gear 头档齿轮”和“second gear 二档齿轮”。

《俄汉英汽车词汇》（人民交通出版社）中有“first gear 一档齿轮”。

《英汉技术词典》（国防工业出版社）中有“gear （排）档（数）”。

《现代英汉综合大词典》（上海科学技术文献出版社）中“档”“挡”混用，有“gear 汽车排档”“high gear 高速档”“shift gear 换档”，却又有“low gear 低（排）挡”。

《现代英汉词典》（外语教学与研究出版社）中有“gear （汽车的）排挡”。

《英汉多功能词典》（外语教学与研究出版社、建宏出版社）中有“gear （汽车的）排挡”。

《现代汉语词典》（商务印书馆）中有“排挡”。

不同辞书对“gear”用于汽车变速器的汉语词意表述一致，可汉字“档”和“挡”的字义毕竟毫不相同，用哪个更好值得讨论。

2． 汽车工程界的使用现状

汽车专业课的教材，汽车界的出版物、科技文献、法规、标准多用“档”。如《汽车工程手册》（人民交通出版社）这部1000多万字的、国内汽车技术的巨著中，涉及变速器时都用“档”。

有关汽车标准中也有用“挡”的。如，GB 18352.2—2001《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（Ⅱ）》涉及汽车变速器的附录C中用“档”,在附件CA中却用“挡”,附件CC中又用“档”；GB 18285—2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）》中涉及汽车变速器时用“挡”；而GB 18352.3—2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段）》中涉及汽车变速器时都用“档”。究其原因，发现几个标准“档”“挡”用法不一，源在标准起草单位。GB 18352.3—2005是由汽车界起草,故均用档，且无“档”“挡”混用现象。

3. 还是用“档”好

“档”字的含义是等级、等第，如低档商品、高档饭店。且有多个含义，其含义随使用场合而异。“挡”字的含义是阻拦、遮隔，如常说的“水来土挡”，具动词属性，使用场合较单一。“档”“挡”在字义上毫无共性，其含义完全不同，不可混用。表达汽车变速器改变速度的等级宜用“档”，“挡”不具分级、分等的含义，用“挡”来表示汽车变速器改变速度的分级，容易造成理解上的混乱。

浅谈汽车CVT无级变速器技术 篇5

汽车变速器常见的有五种型式:分别是手动变速器 (MT) 、液力自动变速器 (AT) 、机械无级自动变速器 (CVT) 、电控机械自动变速器 (AMT) 、双离合器变速器 (DSG) 。

CVT (Continuously Variable Transmission) , 直接翻译就是连续可变传动, 也就是我们常说的无级变速箱, 顾名思义就是没有明确具体的档位, 操作上类似自动变速箱, 但是速比的变化却不同于自动变速箱的跳挡过程, 而是连续的, 因此动力传输持续而顺畅。CVT可以说是最理想的汽车变速器, 因为从原始的橡胶带无级变速器开始, 到有级的齿轮变速器过度, 再到现代的钢带无级变速器, 百年大回转说明只有无级变速器才是汽车变速器的终极目标, 下面将主要针对CVT的结构、工作原理和优点几个方面进行研究和阐述。

1 CVT的结构和工作原理

CVT系统的主要零部件包括:主、从动轮组、金属带以及液压泵等, 具体结构和工作原理可见图1。

金属带的主要结构是数百金属片还有2束金属环, 主、从动轮组的主要构件全部是固定盘和可动盘, 距离油缸较近的一侧的带轮能够在轴上顺畅滑动, 另一侧是固定不动的。固定和可动盘的几何结构都是锥面V形槽状, 可与同是V型的金属传动带进行啮合。汽车发动机输出的动力最先传给主动轮, 再通过主动轮V型传动带传送给从动轮, 最后的一步是, 通过减速器和差速器装置, 把动力传给车轮并进而驱动汽车运行。汽车发动机工作时, 通过主、从动轮的可动盘的轴向移动, 进而改变主、从动轮锥面和V型传动带啮合的工作半径, 最后达到对传动比的改变。主、从动轮的轴向移动量的改变取决于驾驶者的意图, 驾驶者按照实际需要通过控制系统对主、从动轮液压泵的油缸压力进行调节实现。因为主、从动轮的工作半径能实现持续性的连续调节, 从而实现了无级变速在金属带式无级变速器的液压系统中, 从动油缸的作用是控制金属带的张紧力, 以保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动锥轮的位置沿轴向移动, 在主动轮组金属带沿V型槽移动, 由于金属带的长度不变, 在从动轮组上金属带沿V型槽向相反的方向变化。金属带在主动轮组和从动轮组上的回转半径发生变化, 实现速比的连续变化。

汽车在刚开始起步的时候, CVT主动轮的工作半径是很小的, 变速器可以获得较大的传动比, 从而保证驱动桥能够有足够的扭矩来保证汽车有较高的加速度。但慢慢伴随着汽车车速的不断增加, 主动轮的工作半径开始逐渐增大, 于此同时, 从动轮的工作半径开始减小, CVT的传动比下降, 从而保证汽车以更高的速度前进运行。

2 CVT的优点

2.1燃油经济性好。CVT可以在相当宽的范围内实现无级变速, 可获得传动系与发动机工况的佳匹配, 依靠变速器无级调速来适应汽车的各种速度, 使发动机长时间工作在最佳工况, 因此可以提高发动机燃烧效率, 燃油经济性相应地得到提高。

2.2动力性好。CVT能与发动机实现闭环控制, 充分调动发动机的最大扭矩, 其减速增扭的性能明显优于MT和AT, 所以装配在需要强调扭力的SUV车型, CVT汽车的加速性能 (0~100km/h) 比AT汽车提高7.5%~11.5%, 高速状态加速性优于MT汽车。CVT的特性使动力性能明显优于手动变速器 (MT) 和自动变速器 (AT) 。

2.3舒适性好。CVT没有档位, 变速过程连续而线性, 提速无换挡冲击, 急加速时没有AT的退档顿挫现象, CVT系统有很宽的传动比, 一般在2.400- 0.395, 高速行驶时发动机转速低、噪音小, 使驾驶员及乘客能够享受旅途安静轻松的舒适感觉。

2.4操控性好。CVT变速器与液力变矩器匹配, 液力变矩器可以放大发动机扭矩, 所以起步快, 加速更加顺畅。驾驶员超车时深踩油门不会有AT退档的感觉, 而是改变速比放大扭矩。在高速过弯时, 松开油门没有AT的升档现象, 可保持扭矩高速出弯。CVT具有比AT更优异的发动机制动效果, CVT在上下坡时能自动探测坡度, 在上坡时自动调整速比增加扭力输出;在下坡时能加大发动机制动力矩, 以降低下长坡时的滑行速度, 提升了安全性与操控性。

2.5有害气体排放少。由于CVT可以实现与发动机的闭环控制, 可使发动机经常处于经济转速区域内运转, 改善燃烧过程, 从而降低了有害气体排放, 同时可以延长三元催化器、氧传感器的使用寿命。德国ZF公司将自己生产的CVT装车测试, 其有害气体排放物比装备4档自动变速器的汽车减少约10%, 大大减少了对环境的污染。

2.6制造成本低。CVT系统结构简单, 零部件数目比AT少很多, 对于大规模生产而言, CVT的成本比AT小, 随着大规模生产以及系统、材料的革新, CVT的生产成本将进一步降低, 组装与维修成本随之下降。

近十年来, CVT技术又向前飞速发展了很大一步。我们知道, 机械变速器MT有着百余年的历史, 自动变速器AT也有着五十多年的历史, 而CVT技术将赶超机械变速器MT和自动变速器AT, 较之前两者更具市场竞争力。目前, 从整个CVT技术的寿命周期来看, CVT技术正处在起始阶段, 在未来很长一段时间里, CVT技术的特性将会取得更大的进步和发展。我国是人口大国, 汽车工业作为我国的基础产业, 有着广阔的汽车销售前景。但是, 不尽如人意的一点是, 目前我国汽车工业生产所需要的配件, 如汽车自动变速器 (AT) 却全都有赖于从外国进口, 从而造成了我国汽车生产的成本大大增加, 如能自行研发出代表较先进技术的CVT变速器, 并用于汽车生产的配件, 将会大大降低汽车的生产成本, 这就说明CVT技术在我国有着广阔的市场前景, 需要相关人士进一步创新研发, 早日开发出符合我国汽车生产需要的CVT技术。

摘要：针对目前的汽车CVT无级变速器技术的结构原理、优点和发展前景作以简要介绍和分析。

汽车变速箱技术 篇6

1 自动变速器的工作原理

将自动变速器装置到汽车上就能够使得汽车实现自动换挡。当E-CU接收到传递的液压油温度、汽车车速等具体信息时, ECU会采用电信号的方式将换挡规律传递到液压电磁阀中, 随后, 电信号将通过节气门的开度转化为液压控制信号, 以此来实现汽车自动变速器的档位转换控制。图1为自动变速器的工作原理图。

2 汽车自动变速器的常见故障及其原因

2.1 汽车自动变速器的常见故障

1) 汽车换挡出现无法正常行驶的故障。当驾驶员切换档位的时候, 无论是哪一个档位都不能使汽车正常行驶。2) 切换档位的时候出现冲击过大的故障。当驾驶员将汽车档位从空档切换到前进挡或者是倒档时, 档位在上升的一刹那能够明显感觉到汽车的晃动。3) 自动变速器出现内部打滑的故障。当驾驶员踩下加速踏板后, 尽管发动机的转速会在短时间内快速升高, 但是汽车的行驶速度却无法得到进一步提升;当汽车在爬坡的时候, 或者是遇到紧急加速的情况时需要突然换挡, 这时候发动机的转速会迅速升高, 但是汽车的行驶速度却依旧很缓慢。对于上述这种情况, 在检修的过程中一般会将操纵手柄置于不同的位置上来做路试, 这样可以便于维修技术人员查看打滑的档位以及打滑的程度, 如果在检修的过程中发现发动机切换到某一个档位的时候, 发动机的转速明显快速升高, 这就说明这一档位的打滑程度非常严重。4) 无倒档的故障。汽车的自动变速器出现无倒档的故障。5) 无超速档位的故障。驾驶员不论采取何种方式都不能使汽车升到超速档位。

2.2 简要分析汽车自动变速器发生故障的原因

1) 汽车出现无法正常行驶的故障可能是由以下三个方面的问题造成的:其一是超速离合或者是制动器出现打滑的故障;其二是油泵损坏或者是因漏油而致使油量过低的问题;其三是换挡电磁阀或者是油压出现故障。2) 汽车在换挡时出现冲击过大的问题是由于换挡的执行元件出现打滑的故障、装置单向节流阀的部位不正确等。3) 当汽车自动变速器出现内部打滑的故障时, 汽车会表现出三方面的问题:其一是离合器、制动器和减震器这三者之中必有一个部件的活塞密封圈因损坏而出现漏油的故障;其二是汽车的液压油油面出现过低或者是过高的现象;其三是制动器、离合器中必有一个部件的摩擦片出现严重磨损的问题。出现这些问题的原因是由于汽车自动变速器内的工作元件过度滑动而致使变速器内部因摩擦产生大量的热能, 从而导致了执行元件被烧损, 所以, 当汽车出现自动变速器打滑的故障时必须即刻停止行驶[1]。4) 出现无倒档的原因可能是由于倒档的离合器或者是制动装置内部出现打滑的现象或者是其油路被损坏。5) 汽车换挡出现无超速挡的故障可能是由于控制超速档的开关或者是与其有关的线路受到损坏等原因造成的。

3 汽车自动变速器常见故障的维修技术

3.1 换挡造成冲击力过大故障的维修技术

当汽车在换挡时出现冲击力过大的情况时, 维修人员可以从汽车发动机的怠速方面来进行详细的检查。通常情况下, 若出现故障的部位在主油路的调压阀门上, 那么汽车的油压力会明显飙升。若换挡的时候出现油压力上升的情况, 检修员还应当对电磁阀进行细致的检查, 一旦发现电磁阀损坏的问题, 就需要立刻更换电磁阀。

3.2 自动变速器打滑故障的维修技术

当汽车的自动变速器出现打滑故障的时候, 维修人员应当立即检查液压油的颜色, 若所查看的液压油颜色偏暗红色, 或者是已经呈现黑色, 这就说明汽车的离合器已经完全损坏了。因此, 维修人员应当及时对其进行维修。若要准确判断行驶车辆的超速制动器是否发生故障, 可以通过查看超速档的状态来断定, 如果超速档没有出现打滑的现象则视为无故障。除此之外, 如果汽车的离合器由于过量滑动而导致摩擦片损坏就会使得汽车的主油路油压不稳定, 这种情况下, 维修人员可以将磨损的摩擦片进行及时的更换来查看是否存在故障。

3.3 无倒档故障的维修技术

当汽车的自动变速器出现无倒档的故障时, 维修人员应当立刻检查倒档油路的油压力情况, 这是因为油压力的运行情况受到倒档油路的控制, 一旦汽车的倒档油路发生故障, 那么汽车的油压力必定会下降。如果所维修的车辆并不存在油压力下降的问题, 就需要拆开自动变速器进行详细的检查, 若制动带已经磨损, 且不具备维修的价值就需要更换新的制动带。除此之外, 还要详细的检查档位调换控制杆, 确保其各项设置的准确度[2]。

3.4 无超速换挡故障的维修技术

当汽车在换挡的时候出现无超速档的故障时应当立刻查看有无故障代码, 故障代码一般是由自动变速器来输出的。随后查看传感器发出的信号是否正常。之后利用举升机将故障汽车抬高, 在保证发动机没有启动的情况下打开汽车的点火装置, 若此时没有听到超速档与电磁阀之间接触发出的响声, 维修人员就需要对电磁阀进行及时的更换。

4 结束语

尽管装置有自动变速器的汽车给人们的生活带来了极大的便利, 但是因其极易发生故障, 因此, 驾驶员应当定期对汽车的自动变速器进行检修。对于维修技术员来说, 必须仔细分析故障特点, 准确排查故障原因, 然后采取相应的维修方法来解决故障。

摘要：汽车自动变速器的机械结构和原理的控制较为复杂难懂, 而且所涉及的知识面也比较广泛。基于此, 本文就汽车自动变速器的常见故障和维修技术进行粗浅的探讨。

关键词：汽车自动变速器,故障,维修

参考文献

[1]郭荣辉.汽车自动变速器常见故障的检测与维修[J].中国电子商务, 2012.

载货汽车变速器主副箱互锁技术 篇7

中重型载货汽车在国内主要作为工程用车或者长途物流车, 其均需要较大的一挡速比, 以保证在重载的时候能够满足爬坡需要, 同时也需要较小的高挡速比, 来保证车辆在轻载或者空载时能够快速行进。为了满足这一需求, 现在国内一般有两大种类的两箱变速器来适应这一需求。

第一种为在原普通的单箱轻型载货汽车或者中型载货汽车变速器上直接增加前置副箱或者后置副箱, 以此来提高变速器的一挡速比, 比较典型的是145带前置副箱变速器、145带后置副箱变速器总成和653带后置副箱变速器总成等。这些变速器因为基本主箱都和原145、653变速器相同, 所以整体的变速器速比高低挡存在明显的重复速比, 所以这些变速器的副箱一般也不带变速器, 一般都是实施停车切换副箱挡位或者低速切换副箱挡位, 这种变速器因其结构问题, 所以基本不存在需要主副箱互锁机构的情况。

另外一种则为全新设计的主副箱联动操作的变速器总成, 比较有代表性的是伊顿公司生产的11509C系列变速器总成, 采埃孚公司的5S150GP系列变速器, 以及国内法士特生产的9JS119系列变速器, 大同齿轮厂生产的10挡变速器总成、万里扬变速器有限公司生产的W系列和D系列变速器总成。这些变速器都是主箱速比与副箱速比统一设计, 保证整个变速器所有速比类似于等比极差排列, 避免有重复挡位的出现, 更好地匹配发动机曲线, 增加挡位数来实现节油和保证动力性。这些变速器的副箱换挡一般在车辆行驶时, 基本采用气动换挡, 所有的副箱均带有同步器来保证换挡的及时性和可靠性。具体操作以万里扬公司的9W150系列变速器为例, 如图1所示。该变速器主箱五个挡位, 后置副箱两个挡位, 5×2得到10组速比, 采用机构锁死爬坡挡在高挡时不能挂挡, 变速器总成则为九个挡位, 行进中主箱换挡时, 副箱在挡位, 则主箱换挡与普通的单箱总成无区别。

因为该种变速器有九个挡位, 各挡位是一种统一性的设计, 所以副箱也是行进中换挡, 起步时副箱挂在低挡, 主箱从一到五挡逐步切换, 到了五挡切换六挡时, 先从五挡退回空挡, 切换副箱到高挡, 再主箱挂上挡位, 这时完成五挡到六挡的切换。副箱同步器在设计中, 虽然主副箱速比极差比较大, 基本都在3~5挡之间, 但是默认为主箱保持在空挡位置, 所以惯量则基本为副箱内高低挡齿轮的一个转换惯量和主箱二轴、二轴同步器的转换惯量, 因为一般二轴、二轴同步器的转动惯量远小于发动机从动盘的惯量, 所以副箱同步器寿命也能够达到使用要求。但是如果副箱同步器换挡时主箱还在挡位, 或者副箱同步器换挡未完成时, 主箱就已经挂上挡位, 则副箱同步器要同步的惯量大大增加, 主箱中间轴、发动机从动盘甚至是发动机的直接转矩输出, 都会让副箱同步器过早损坏。

鉴于以上原因, 在五挡到六挡切换的过程中, 一般各变速器生产厂家会在说明书中要求五挡一定要退回六挡后才能切换副箱高低挡, 副箱挂上挡位后才能在挂主箱挡位。并且在设计上作出了一些保证, 经典的操纵方式分为单H和双H两种操纵机构, 主副箱的切换, 也就是前例所说的五挡到六挡的切换中, 单H机构一般是通过气动手柄的拨头的高低挡切换来完成该操作过程, 而双H机构则是通过选挡拨头选挡来完成副箱的切换。

单H机构在换挡拨头挂上挡位后, 压缩了通气阀的开关, 封闭了副箱的换挡气路, 这个时候即使拨动气动手柄的拨头, 仍旧不能换挡;双H机构因为是拨头选挡的时候副箱才会切换挡位, 而挡位挂上后操纵机构是不能选挡的;所以两种机构都充分保证了主箱在挡位上的时候, 副箱不能切换挡位, 保证了副箱的寿命。

但是上述两种机构也仅仅只是保证了主箱在挡位上的时候, 副箱不能切换挡位, 不能保证副箱在还未完成换挡时主箱就提前挂挡, 以下几种机构则弥补了这一空缺, 图2为某变速器公司的专利。

图2中左边三根为主箱叉轴, 右边孔为副箱叉轴的支撑孔, 副箱在切换挡位时则互锁板向主箱叉轴方向移动, 卡入主箱叉轴的卡槽中, 副箱挂上挡位后, 互锁板退回, 主箱叉轴可以移动切换主箱挡位, 这样就保证了主箱一定要在副箱换挡完成后才能切换主箱挡位, 同时也保证了主箱在挡位时副箱也不能切换挡位。

实际中也有部分借用原来主箱的互锁模式, 让副箱叉轴伸到主箱上盖位置, 让主箱的叉轴与副箱叉轴通过互锁销和钢球直接形成互锁关系, 最左边为副箱叉轴, 右边为主箱三根叉轴, 当其中任何一根叉轴移动的时候都会推动钢球移动, 锁住其他的叉轴, 这样就把主箱和副箱同时互锁起来了。

或者也可采用气动控制。在副箱换挡的过程中, 引出一路气源, 推动一个顶销, 一次性锁死主箱的叉轴, 换挡完成后, 气路关闭, 顶销退回。

汽车变速箱技术 篇8

本次会议将奉献约35场主旨演讲、技术报告和优秀论文宣读、50个产品展示以及1场关注于热点问题的高层互动论坛。内容涵盖技术趋势、战略、创新产品和技术、研发技术及具有创新思路的研究成果。演讲和讨论将更针对国内市场的需求, 更注重新颖性和实用性。

为提升技术交流水平, 丰富活动内容, 本届研讨会首次在国内整车企业和高校中开展论文征集活动, 已收到来自一汽、东风、上汽、广汽、吉利、华晨、长城、清华、同济、上海交大、吉大、北理工等主要整车企业和高校的论文近30篇, 例如:湿式双离合器自动变速器冷却系统设计与验证, 基于应用杠杆法和矩阵法的行星传动变速器换挡过程动态分析, 面向自动变速车辆急松油门工况换档控制策略研究, 电机与变速器一体化换档试验台架的测控系统设计, 以及基于动态规划的s两档电动车速比优化设计等。大会组委会将根据30多位高校教授和汽车企业专家的评审意见, 选出3-5篇优秀论文, 请作者到会宣读。经评审合格的论文将印刷成论文集, 发给所有参会代表, 以供参阅。

浅议我国汽车变速器发展与前景 篇9

【关键词】手动变速器；自动变速器；无级变速器；双离合变速器

1.汽车变速器的现状与前景

随着国内汽车保有量持续快速增长，公路交通所消耗的石油资源占全国石油消耗总量的份额不断攀升。提供给用户低油耗并具备良好动力性能的汽车产品成为目前汽车企业追求的主要目标之一。对汽车的动力性和燃料经济性影响最大的是发动机的运行特性以及传动系统的速比和效率。

2.汽车变速器传动技术

2.1手动变速器MT

自汽车发明以来，手动变速器一直得到广泛应用。直到20世纪60年代，大部分的汽车变速器只有3个档位，只有高速档具备同步器。当时驾驶员驾驶车辆时，必须有很好的技术，才能平顺地换档。发展至今，大多数手动变速器也搭载有5档，甚至6档速率。低档速率对节约燃料有好处，加快速度需要变高速档。

2.2自动变速器AT

自动变速器自上世纪40年代开始使用，南美国制造商发展起来。当时，由于电子装置还没有发展起来，只有通过液压系统才能控制有关的操纵装置。随着时代的发展，自动变速器的档位数就像手动变速器一样逐渐增加了。由于电子操纵装置和增大齿轮的速比范围，液力变扭器仅限于在车辆启动的阶段使用。这不但对降低燃料消耗有好处，而且也改善了轿车的性能。

2.3无级变速器CVT

无级变速齿轮传动装置，是在上世纪中叶出现的。当时，由于没有合适的自动化控制操纵装置，在电子时代之前，所有的机械控制装置，最终都没有能够成功地安装在汽车上。这时，发动机的效率及行车条件都由驾驶者的行车能力来决定。直到上世纪80年代初期，CVT才首次运用在批量生产的汽车中。

2.4自动变速的手动变速器AMT

起初AMT很受人喜欢，因为价格比AT和CVT便宜得多。特别是在多档位重型卡车上，这种自动化的变速器在欧洲、北美洲占有很大市场份额。就小轿车而言，AMT却得不到广泛认可。这主要是由于换档时，会造成动力中断，这被视为不利之处。决定是否使用AMT，主要要考虑车的重量和动力传递的特性的要求。

2.5双离台变速器传动DCT

降低成本是发展任何一种变速器的主要驱动力。在AMT杀被广泛采用之后，双离合器变速器(OCT)成为了一个在AT和CVT之外的有趣选择。双离合器变速器中的零部件与手动变速器很相似。

到目前为止，干式离合器的DCT，由于成本低，一直被认为是一种对小发动机有利的选择。而湿式离合器则需要一套由油泵和油压回路来驱动离合器和换档同步器。所以，湿式离合器DCT比MT的内部损耗要多，但低于AT，更大大地低于CVT。特别是对于横置发动机传动系统更是如此。

2.6混合动力传动

混合传动是指车上有两个可交替或混合使用的动力源。在许多情况下，一台动力源是内燃机，另一台是由电池驱动的电动机。一般说来，混合动力的目的是减少燃料消耗和排放。这里，混合动力的关键问题是电动机的大小和它是从哪儿得到所需的能量。设计混合传动的主要任务是从制动中获得再生能源。所以可以获得的再生电力的多少取决于车辆载荷循环因数(即车辆停止和行驶的比例)、电动机的大小和它的特征。可以想见，最近几年有很多相关的新颖设计还在进行中，混合传动在长途运输中没有太多的好处。

3.汽车变速器的特点

3.1手动变速器

手动变速器是最常见的变速器．其换档操作遵从驾驶者的意志、结构简单、故障率相对较低，价廉枋美。

3.1.1齿轮箱体积更小。由于使用者对燃油经济性要求提高、汽车制造商提高了后桥及变速器传动功率密度、使齿轮箱内润滑油容量变小．齿轮温度和负荷提高。

3.1.2空气动力学设计改进。采用空气动力学设计可以有效握高燃油经济性。

3.1.3缓冲器的使用。容易在齿轮齿尖产生剥坑。

3.1.4同步器的广泛应用。在同步耐久性、抗点蚀、杭擦伤性能上对变速器油提出了更高的要求。

3.2自动变速器（AT）的运行特点

自动变速器能自动进行反复的加速，减速、换档等功能．具有变速平滑驾驶轻便等优点，但其在油耗方面比手动变速器高5％～15％。

3.3无级变速器（CVT）的运行特点

无级变速器虽然具有变速柔和、舒适等特点，但变速器内能量损失过大，并不节油，承载扭矩具有局限性，成本较高。

3.4自动变速的手动变速器（AMT）的运行特点

自动变速的手动变速器比自动变速器和手动变速器节能，但由于其是基于手动变速器发展起来的，具有不可逾越的技术阻碍，即动力中断现象，一般应用在紧凑型车河商用车上。

3.5双离合变速器（DCT）的运行特点

双离台器变速器拥有2个离台器和2套输入输出轴。其工作原理是：可以同时有2个挡位啮台，汽车在正常行驶时，一个离台器控制单数挡位齿轮，一个离合嚣控制双数档位齿轮；变速嚣在换档过程中，保持动力不切断。

4.汽车无级变速器的应用

在汽车无级变速器(CVT)应用方面，国内与国外车型存在的差距也正在逐渐缩小。如本田开发的MultiMate's装备在飞度轿车上，其优点表现在变速柔顺、操纵稳定性好及节约能耗方面。此外，奥迪A6、A4、菲亚特派力奥、西耶耶、周末风、奇瑞旗云、风云、QQ、东方之子也有CVT可供选择。目前装备汽车的CVT大多数采用摩擦传动，其功率小、效率低，如V型橡胶带式、V型金属带式、多盘式、滚轮转盘式等，主要通过静摩擦力实现动力传递。从V型橡胶带无级变速器到现代的金属带式无级变速器在汽车上的实际应用，期间经历了一个世纪(1886-1987)。如今，金属带式无级变速器已经装备在欧美日等国家地区生产的中小排量汽车上。近年下线的奥迪V6 2.8L轿车就装备金属链带式无级变速器，输出功率为142kw，这实际上代表现代无级变速器研发技术水平的最高成就。这种变速器变速机构的核心部件是两组带轮，根据发动机工况变化通过控制系统，改变驱动轮和从动轮与金属链(带)的接触工作半径达到变速目的。变速范围达5-6，传动效率达95％(液力AT的传动效率在87％左右)。

5.汽车变速器的发展趋势

手动变速器MT由于价格合理、燃料消耗低，估计今后手动变速器一定还会继续获得广泛的应用。为改进手动变速器(MT)的性能，汽车工业的主要精力集中在下列方面：(1)提高换档的舒适性；(2)用轻金属降低变速器的重量；(3)减少内损耗，例如使用低粘度润滑油；(4)以合乎环境保护标准的生产工艺等有效生态方案补偿成本膨胀；(5)发展能用现有设备和零部件相兼容的双离台器变速器的生产平台。上述提到的情况，同时适用于前轮和后轮驱动车辆的变速器。

为适应城市越来越多的汽车增长量和繁忙的交通情况，自动变速器将被广泛开发和应用已达到提高效率，降低油耗的效果。其发展趋势是：(1)提高传动效率，以提高油经济性，强化驾驶性能；(2)复杂精密的电子控制；(3)提高驾驶的舒适性；(4)保障行车安全。[科]

【参考文献】

［１］伏喜胜，潘元青．汽车变速器发展及其对变速器油的性能要求．石油商技，200９．

［２］张海涛.王恰锋.刘晓光,浅谈自动变速器发展简史-科技信息(学术版)，2008．

［３］黄林彬，贺建渡．欧洲汽车自动变速器维修精华[M]．北京：人民交通出版社，2003．

［４］刘惟信．汽车设计．北京：清华大学出版社，2001．

［５］易建军．现代汽车自动变速器[M]．成都：四川科学技术出版社，1993．

汽车变速箱技术 篇10

市场现状及变速器匹配状况

目前国内高端轻型载货汽车市场主要被庆铃汽车、江铃汽车、江淮汽车、福田汽车、东风汽车等主流汽车厂占据。虽然2011年、2012年连续两年轻型载货汽车需求低迷, 但高端轻型载货汽车市场却是暗潮涌动。

2012年, 高端轻型载货汽车的市场占有率首次破七, 从2011年的6.8%提升到7.5%。高端轻型载货汽车的悄然崛起, 源于两大因素。一方面, 随着电子商务的兴起, 物流业出现了高速发展的势头, 不仅出现了几大快递公司, 甚至连阿里巴巴公司也投入巨资, 组建自己的物流公司。以三高一低 (高出勤率、高安全性、高舒适性和低油耗) 为代表的现代物流用车需求, 拉动了高端轻型载货汽车市场。另一方面, 国IV、国V汽车尾气排放标准的实施, 《轻型商用车辆燃料消耗量限值》标准以及计重收费的推出, 刺激了轻型载货汽车市场从低端经济型向大吨位、动力强劲、节能环保的高速重载高端车型转变, 特别是在二、三级市场, 中型载货汽车的市场份额, 正逐渐被配置高且更省油的重型载货汽车、大吨位中高端与高端轻型载货汽车所蚕食, 大吨位的中高端、高端轻型载货汽车将成为市场需求的主流和主力产品。另外, 因产业政策的作用, 原农用车厂家生产低速汽车 (四轮农用车限期淘汰) 市场逐渐由低端轻型、准轻型载货汽车渗透到中端轻型载货汽车, 而原中端轻型载货汽车用户更多地向高端轻型载货汽车升级转化。载货汽车市场的不断进化, 将带来高端轻型载货汽车的繁荣。

部分高端轻型载货汽车变速器匹配状况见附表。根据表中配置情况可看出, 国内市场中高端轻型载货汽车的动力配置出现了巨大变化。从之前的4JB1与MSB的动力组合, 逐步被多种发动机变速器的动力配置所代替。高端轻型载货汽车市场动力配置十分丰富, 技术路线各有不同。

从所配置的变速器技术路线看, 主要有ISUZU、NISSAN DIESEL、ZF和国内自主开发等几种技术路线。因此, 国内高端轻型载货汽车变速器的发展将形成跨国变速器公司产品与自主新品开发长期并存的局面。

“七化”发展趋势

为不断满足整车厂和用户对高端轻型载货汽车变速器日趋提高的要求, 同时迎合不断提升的发动机性能, 笔者认为未来高端轻型载货汽车变速器将朝轻量化、多挡化、自动化、短程多锥化、小质扭比化、模块化和集成化等七个方面发展。

1.轻量化

由于国际和国家法规对汽车排放标准的提升以及鼓励“低碳化”的政策推动, 高端轻型载货汽车轻量化的要求日趋突显。除了壳盖、拨叉类零件采用的铸铁材料逐步被铝合金代替、附件材料由钢被尼龙代替之外, 还需对总成结构进行优化设计, 采用小中心距、齿轮修形、紧凑化设计、CAE等方法, 合理地进行产品轻量化。

2.多挡化

目前市场主要轻型载货汽车变速器多为五挡变速器, 由于燃油经济性和换挡平顺性的要求, 六挡、七挡变速器将逐步替代现行产品。同时, 在壳盖设计上, 大部分将预留出以后升级成手自一体AMT和DCT等自动变速器的接口。

3.自动化

在北美市场, 高端轻型载货汽车变速器已有发展为自动变速器AT的产品, 在国内, FAST公司也与美国的卡特彼勒成立双特自动箱公司, 推行商用车AT国产化。在欧洲市场, AMT广泛应用于高端轻型载货汽车上, DCT产品也初见雏形。

4.短程多锥化

同步器作为汽车变速器总成的关键部件, 其性能对降低换挡结合的冲击和噪声, 减小换挡力和缩短换挡时间, 提高换挡的平顺性和变速器的寿命具有重要意义。多锥同步器可以大大提高同步容量, 优化换挡品质。高端轻型载货汽车变速器的一挡和二挡大多设计为双锥钢环同步器, 甚至还可以采用三锥化。

另外, 国内高端轻型载货汽车变速器同步器换挡行程一般设计为10.5~12mm。缩短同步器齿套行程, 可为整车杠杆比腾出40%的调整空间, 达到省力效果。因此, 短程同步器优势明显。据悉, 德国ZF某款产品同步器 (见图1) 换挡行程设计仅为8mm。

5.小质扭比化

国内商用车市场素有“小马拉大车”的习惯, 超载现象也将长期存在。高端轻型载货汽车变速器由小型化向中型化、大型化发展。目前市场产品中心距最大可达130mm, 变速器额定输入转矩160~700N·m, 最大可匹配160PS发动机。如日产柴MLD-6Q额定转矩可达668N·m, 我公司的SC70M6额定转矩达700N·m。在增大转矩、体积增大的同时, 轻量化也不容忽视, “小质扭比”将成市场需求。

6.模块化

成本和开发效率成为未来发展趋势。如设计一个五挡变速器的同时, 须考虑到能快速拓展为六挡、七挡的多挡化产品。此时, 若采用模块化设计, 图2所示的六挡产品仅需在五挡后端增加一个挡位, 同步将后壳体等零部件加长。这样一来, 不仅大大缩短了开发周期, 而且平台共用, 减少了不必要的试验认证, 产品性能更加稳定。

7.集成化

集成化设计将有效减少变速器零部件品种和数量, 对总成轻量化贡献突出。壳体集成化, 如离合器壳体和轴承箱设计为一体 (见图3) , 采用两段筒式结构设计, 有效提高总成的刚性和密封性。换挡机构集成化, 如多只拨叉共叉轴 (见图4) 的单滑轨, 操纵器联动设计等, 有效减少了公差累积, 提高了换挡性能。

高端轻型载货汽车变速器新技术应用

代表手动变速器 (MT) 换挡、噪声、密封、安全等各方面的优势均体现在乘用车变速器上。针对轻型载货汽车变速器高端化, 可以借鉴乘用车MT的优秀设计理念, 笔者将之称为高端轻型载货汽车变速器新技术应用, 以下举例说明。

(1) 换挡凸轮及直线轴承应用换挡凸轮的合理设计可有效提高换挡“吸入感” (见图5) ;直线轴承采用滚动摩擦代替滑动摩擦 (见图6) , 有效减小了换挡阻力, 提高了换挡系统效率。

(2) 王字槽及切线换挡技术应用如图7所示, 王字槽具有换挡导向精确, 避免挂挡时拨头对其他挡位拨叉影响的功能。切线换挡技术有效缩短了换挡时间, 使换挡拨头的换挡路线更加短, 从而节省时间, 减少换挡中的冲击, 更加趋于柔性换挡, 在换挡方面能给驾驶者带来更为卓越的操控感。

(3) 真空渗碳技术的应用采用真空渗碳热处理的齿轮、轴不仅外表光洁, 齿形齿向热变形也很小, 但是成本较高。高端轻型载货汽车变速器可以慎重考虑采用。

(4) 螺旋油槽技术应用齿轮端面的螺旋油槽和锥体锥面的弧形油槽都能有效的优化各自系统的润滑效果。

(5) 倒挡锁结构的应用倒挡锁机构 (见图8) 有效防止在车辆行驶中, 由前进挡直接挂入倒挡, 导致发动机熄火。

我公司产品现状及展望

目前, 我公司高端轻型载货汽车变速器拥有SC16M5C1/SC38M5/SC50M6/SC70M6四个品种, 转矩范围覆盖160~700N·m, 均为全铝合金壳体设计。从台架、路试情况来看, 基本达到国内高端轻型载货汽车性能指标。但是和跨国公司ZF等公司产品性能仍存在较大的差距, 同比国内竞争对手产品虽然性能优越, 但价格不占优势, 性价比不高。

从文中附表中可知, 国内高端轻型载货汽车市场量最大的变速器转矩集中在400~550N·m。我公司目前惟一满足这一指标的产品只有SC50M6, 转矩值为550N·m, 在指标上限。因此, 若想在目前激烈角逐的高端轻型载货汽车市场中分一杯羹, 还需开发一款转矩在450N·m左右的变速器。笔者认为可以在SC50M6的基础上设计一款降扭降本的SC45M6, 以实现商用车轻型载货汽车系列型谱的全覆盖。

针对未来高端轻型载货汽车变速器的发展, 可借鉴我公司SH63Z的AMT开发经验, 来开发商用车高端轻型载货汽车AMT。为此, 以后开发的MT适时可采用模块化设计, 预留出AMT接口。另外, 也可借鉴我公司领先一号DCT360的开发经验, 规划商用车高端轻型载货汽车DCT的开发。

结语