乘用車自動變速器的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀

摘 要：變速器在乘用車傳動系中起著至關(guān)重要的作用，而由于其換擋的便捷性，自動變速器正取代傳統(tǒng)的手動變速器，逐漸成為市場的主流。本文主要介紹了目前乘用車上常見的AT、AMT、CVT和DCT四種自動變速器的結(jié)構(gòu)和特點，并分析了目前汽車市場上各種自動變速器的應(yīng)用情況及發(fā)展現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：自動變速器；AT；AMT；CVT；DCT

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.115

0 引言

目前市場上的乘用車大部分為自動擋，其使用的變速器為自動變速器，即采用液壓控制或者電子控制代替手動變速器中駕駛員操縱汽車換擋過程，不僅簡化了操作規(guī)程，降低了駕駛員的勞動強度，提高了車輛的駕駛性、行駛性和平穩(wěn)性，同時提高了發(fā)動機和傳動系的使用壽命[1]。

目前市場上乘用車使用的自動變速器的類型有液力自動變速器（Automatic Transmission，簡稱AT）、機械式自動變速器（Automatic Mechanical Transmission，簡稱AMT）、無級變速器（Continuous Variable Transmission，簡稱CVT）和雙離合自動變速器（Dual Clutch Transmission，簡稱DCT）

1 液力自動變速器（AT）

液力自動變速器是研發(fā)最早的一種自動變速器，技術(shù)比較成熟。它主要由液力變矩器、行星齒輪變速機構(gòu)及電子液壓控制系統(tǒng)三大部分組成。液力變矩器以液壓油（ATF）為工作介質(zhì)，起傳遞轉(zhuǎn)矩、變矩、變速及離合的作用[2]。行星齒輪變速機構(gòu)由若干個套在軸上的行星排和換擋元件組合而成來達到變速的目的。電子液壓控制系統(tǒng)可實現(xiàn)對液力變矩器的閉鎖和打滑空轉(zhuǎn)及對齒輪變速器的換擋操縱和換擋品質(zhì)控制等。

目前國內(nèi)市場上大多數(shù)自動變速箱使用的都是AT變速箱。一般來說，自動變速器的擋位分為P、R、N、D、2、1或L等，具有操作容易、駕駛舒適、能減少駕駛者疲勞的優(yōu)點。盡管AT自動變速器使用的液力變矩器會提高車輛10%左右的油耗，但由于其成熟的技術(shù)，仍有廣闊的發(fā)展趨勢，市場占有率將進一步提高。

2 機械式自動變速器（AMT）

AMT是在原手動變速器（MT）基礎(chǔ)上，添加了一套電控液壓裝置，實現(xiàn)自動換擋的有級式機械自動變速器。主要由三部分組成：自動離合器、齒輪式機械變速器和自動變速控制系統(tǒng)。最初開發(fā)只是為了方便操縱而應(yīng)用于賽車，后來由于其出眾的性能應(yīng)用于一些高檔車型上，如奔馳、雷諾等。工作時，通過電子控制單元（ECU）控制液壓裝置，來操縱離合器和換擋桿，使離合器自動地進行分離與結(jié)合，變速器擋位的切換則由ECU根據(jù)車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度來控制[3]。

AMT結(jié)構(gòu)簡單、制造和維護成本低，其技術(shù)難度在自動變速器中也相對較低，傳動效率高、燃油經(jīng)濟性好，而且解決了手動擋車的駕駛性和自動擋車的安全便捷性的矛盾，汽車的動力性和平順性也有所提高。但是，在換擋過程中可能會出現(xiàn)頓挫感甚至是動力短暫中斷，影響駕駛的舒適性。

目前，在奇瑞QQ、雪佛蘭賽歐、哈弗H1等經(jīng)濟車型上，AMT應(yīng)用較多。

3 無級變速器（CVT）

CVT能夠連續(xù)地改變輸出軸與輸入軸的傳動比，其內(nèi)部沒有傳統(tǒng)手動變速器的齒輪傳動機構(gòu)，取而代之的是V型傳動帶和工作直徑可變的主、從動輪。20世紀70年代中期CVT研發(fā)成功，并在1982年投放市場，而福特公司在世界上首次將裝有CVT的轎車引入市場。它主要包括主動輪組、從動輪組、金屬帶及液壓泵等機件。發(fā)動機輸出軸輸出的動力首先傳遞到主動輪，然后通過V型傳動帶傳遞到從動輪，最后經(jīng)減速器和差速器傳遞給車輪。

CVT能實現(xiàn)無級變速，因此能根據(jù)車輛和路面實際情況，改變傳動系統(tǒng)的傳動比，使發(fā)動機在功率和燃油消耗率都在最佳范圍內(nèi)工作。且其結(jié)構(gòu)簡單，零部件數(shù)量較少，因此其燃油經(jīng)濟性高，加速性能好。但是，由于CVT傳遞扭矩有限，僅適用于小排量的車輛，且其傳動帶容易壞，使用壽命受限。

目前，奧迪A4/A6L、本田飛度、日產(chǎn)軒逸/天籟、豐田普銳斯等車型上配備有CVT。而作為日系車企主推的一款新型自動變速箱，CVT擁有一定的推廣基礎(chǔ)。不過CVT使用的鋼帶主要掌握在博世等少數(shù)公司手中，而國內(nèi)尚無加工制造CVT一些部件的條件。因此CVT變速箱在我國推廣尚需提高其支持設(shè)施。

4 雙離合自動變速器（DCT）

DCT是一種技術(shù)更為先進和控制更為復(fù)雜的新型電控機械式自動變速器，大眾汽車公司稱之為直接換擋變速器（DSG）。它在手動變速器的基礎(chǔ)上，加了電子控制和液壓驅(qū)動，讓兩個離合器交替工作，不間斷地輸出動力。最典型的代表是6擋DCT，它是由2個離合器集合而成的雙離合裝置、基于手動變速器的三軸式齒輪變速系統(tǒng)、自動換擋機構(gòu)和電子液壓控制系統(tǒng)所組成的雙傳動輸出變速器。輸入軸總成是由一個實心軸及其外部套筒軸組合而成的雙傳動輸入系統(tǒng)，一根軸安裝有低速擋齒輪并實現(xiàn)低速擋時的動力輸出，另一根輸出軸上安裝有高速擋和倒擋齒輪并實現(xiàn)高速擋和倒擋時的動力輸出。

DCT結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、傳動效率高。最重要的是由于其有兩個離合器，換擋過程只需要幾百分之一秒，具有更短的換擋時間和更高的換擋舒適型。同時其質(zhì)量可靠，維修成本低，燃油消耗低，且不受傳遞功率的限制。但是由于其電控系統(tǒng)較為復(fù)雜，技術(shù)難度大，生產(chǎn)成本相對較高。同時由于結(jié)構(gòu)本身的特點，只能順序換擋，不能實現(xiàn)跳擋換擋，更適合高速行駛，低速時容易頓挫。

目前，雙離合技術(shù)特別受到廠家的青睞，大眾基本普及到了全系，各家的高性能運動車型清一色的都使用了雙離合濕式變速箱，比如寶馬的M-Power，奔馳的AMG，奧迪的RS，還有法拉利，蘭博基尼等。

5 結(jié)語

目前，乘用車上采用的自動變速器類型較多，AT自動變速器技術(shù)發(fā)展時間最長，適用范圍廣，適合絕大多數(shù)的人使用；AMT自動變速器換擋頓挫，優(yōu)點不多，適合開不了手動擋又買不起自動擋的人使用；CVT無級變速器平順性好，適合追求平穩(wěn)舒適性的駕駛者，不適合追求大功率的駕駛者；DCT雙離合器變速箱換擋快，適合追求車輛運動性能的駕駛者，不適合家用代步。

參考文獻：

[1]韓昌林，謝飛.自動變速器的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息， 2017（12）：300.

[2]周亞慶.汽車自動變速器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[A].四川省汽車工程學(xué)會、成都市汽車工程學(xué)會，2013：11.

[3]吳光強，孫賢安.汽車自動變速器發(fā)展綜述[J].同濟大學(xué)學(xué)報 （自然科學(xué)版），2010，38（10）：1478-1483.

作者簡介：吳晨（1990-），女，教師，研究方向：汽車電子技術(shù)。endprint