潘宇杰

【摘要】通過(guò)對(duì)目前各種汽車變速器的性能、技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行比較，分析汽車變速器市場(chǎng)的現(xiàn)狀及對(duì)汽車變速器市場(chǎng)的展望。

【關(guān)鍵詞】手動(dòng)變速器；自動(dòng)變速器；無(wú)級(jí)變速器；雙離合變速器

1.汽車變速器的現(xiàn)狀與前景

隨著國(guó)內(nèi)汽車保有量持續(xù)快速增長(zhǎng)，公路交通所消耗的石油資源占全國(guó)石油消耗總量的份額不斷攀升。提供給用戶低油耗并具備良好動(dòng)力性能的汽車產(chǎn)品成為目前汽車企業(yè)追求的主要目標(biāo)之一。對(duì)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性影響最大的是發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性以及傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和效率。

2.汽車變速器傳動(dòng)技術(shù)

2.1手動(dòng)變速器MT

自汽車發(fā)明以來(lái)，手動(dòng)變速器一直得到廣泛應(yīng)用。直到20世紀(jì)60年代，大部分的汽車變速器只有3個(gè)檔位，只有高速檔具備同步器。當(dāng)時(shí)駕駛員駕駛車輛時(shí)，必須有很好的技術(shù)，才能平順地?fù)Q檔。發(fā)展至今，大多數(shù)手動(dòng)變速器也搭載有5檔，甚至6檔速率。低檔速率對(duì)節(jié)約燃料有好處，加快速度需要變高速檔。

2.2自動(dòng)變速器AT

自動(dòng)變速器自上世紀(jì)40年代開始使用，南美國(guó)制造商發(fā)展起來(lái)。當(dāng)時(shí)，由于電子裝置還沒(méi)有發(fā)展起來(lái)，只有通過(guò)液壓系統(tǒng)才能控制有關(guān)的操縱裝置。隨著時(shí)代的發(fā)展，自動(dòng)變速器的檔位數(shù)就像手動(dòng)變速器一樣逐漸增加了。由于電子操縱裝置和增大齒輪的速比范圍，液力變扭器僅限于在車輛啟動(dòng)的階段使用。這不但對(duì)降低燃料消耗有好處，而且也改善了轎車的性能。

2.3無(wú)級(jí)變速器CVT

無(wú)級(jí)變速齒輪傳動(dòng)裝置，是在上世紀(jì)中葉出現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)，由于沒(méi)有合適的自動(dòng)化控制操縱裝置，在電子時(shí)代之前，所有的機(jī)械控制裝置，最終都沒(méi)有能夠成功地安裝在汽車上。這時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率及行車條件都由駕駛者的行車能力來(lái)決定。直到上世紀(jì)80年代初期，CVT才首次運(yùn)用在批量生產(chǎn)的汽車中。

2.4自動(dòng)變速的手動(dòng)變速器AMT

起初AMT很受人喜歡，因?yàn)閮r(jià)格比AT和CVT便宜得多。特別是在多檔位重型卡車上，這種自動(dòng)化的變速器在歐洲、北美洲占有很大市場(chǎng)份額。就小轎車而言，AMT卻得不到廣泛認(rèn)可。這主要是由于換檔時(shí)，會(huì)造成動(dòng)力中斷，這被視為不利之處。決定是否使用AMT，主要要考慮車的重量和動(dòng)力傳遞的特性的要求。

2.5雙離臺(tái)變速器傳動(dòng)DCT

降低成本是發(fā)展任何一種變速器的主要驅(qū)動(dòng)力。在AMT殺被廣泛采用之后，雙離合器變速器(OCT)成為了一個(gè)在AT和CVT之外的有趣選擇。雙離合器變速器中的零部件與手動(dòng)變速器很相似。

到目前為止，干式離合器的DCT，由于成本低，一直被認(rèn)為是一種對(duì)小發(fā)動(dòng)機(jī)有利的選擇。而濕式離合器則需要一套由油泵和油壓回路來(lái)驅(qū)動(dòng)離合器和換檔同步器。所以，濕式離合器DCT比MT的內(nèi)部損耗要多，但低于AT，更大大地低于CVT。特別是對(duì)于橫置發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)更是如此。

2.6混合動(dòng)力傳動(dòng)

混合傳動(dòng)是指車上有兩個(gè)可交替或混合使用的動(dòng)力源。在許多情況下，一臺(tái)動(dòng)力源是內(nèi)燃機(jī)，另一臺(tái)是由電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。一般說(shuō)來(lái)，混合動(dòng)力的目的是減少燃料消耗和排放。這里，混合動(dòng)力的關(guān)鍵問(wèn)題是電動(dòng)機(jī)的大小和它是從哪兒得到所需的能量。設(shè)計(jì)混合傳動(dòng)的主要任務(wù)是從制動(dòng)中獲得再生能源。所以可以獲得的再生電力的多少取決于車輛載荷循環(huán)因數(shù)(即車輛停止和行駛的比例)、電動(dòng)機(jī)的大小和它的特征。可以想見，最近幾年有很多相關(guān)的新穎設(shè)計(jì)還在進(jìn)行中，混合傳動(dòng)在長(zhǎng)途運(yùn)輸中沒(méi)有太多的好處。

3.汽車變速器的特點(diǎn)

3.1手動(dòng)變速器

手動(dòng)變速器是最常見的變速器．其換檔操作遵從駕駛者的意志、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率相對(duì)較低，價(jià)廉枋美。

3.1.1齒輪箱體積更小。由于使用者對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性要求提高、汽車制造商提高了后橋及變速器傳動(dòng)功率密度、使齒輪箱內(nèi)潤(rùn)滑油容量變小．齒輪溫度和負(fù)荷提高。

3.1.2空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)改進(jìn)。采用空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)可以有效握高燃油經(jīng)濟(jì)性。

3.1.3緩沖器的使用。容易在齒輪齒尖產(chǎn)生剝坑。

3.1.4同步器的廣泛應(yīng)用。在同步耐久性、抗點(diǎn)蝕、杭擦傷性能上對(duì)變速器油提出了更高的要求。

3.2自動(dòng)變速器（AT）的運(yùn)行特點(diǎn)

自動(dòng)變速器能自動(dòng)進(jìn)行反復(fù)的加速，減速、換檔等功能．具有變速平滑駕駛輕便等優(yōu)點(diǎn)，但其在油耗方面比手動(dòng)變速器高5％～15％。

3.3無(wú)級(jí)變速器（CVT）的運(yùn)行特點(diǎn)

無(wú)級(jí)變速器雖然具有變速柔和、舒適等特點(diǎn)，但變速器內(nèi)能量損失過(guò)大，并不節(jié)油，承載扭矩具有局限性，成本較高。

3.4自動(dòng)變速的手動(dòng)變速器（AMT）的運(yùn)行特點(diǎn)

自動(dòng)變速的手動(dòng)變速器比自動(dòng)變速器和手動(dòng)變速器節(jié)能，但由于其是基于手動(dòng)變速器發(fā)展起來(lái)的，具有不可逾越的技術(shù)阻礙，即動(dòng)力中斷現(xiàn)象，一般應(yīng)用在緊湊型車河商用車上。

3.5雙離合變速器（DCT）的運(yùn)行特點(diǎn)

雙離臺(tái)器變速器擁有2個(gè)離臺(tái)器和2套輸入輸出軸。其工作原理是：可以同時(shí)有2個(gè)擋位嚙臺(tái)，汽車在正常行駛時(shí)，一個(gè)離臺(tái)器控制單數(shù)擋位齒輪，一個(gè)離合囂控制雙數(shù)檔位齒輪；變速囂在換檔過(guò)程中，保持動(dòng)力不切斷。

4.汽車無(wú)級(jí)變速器的應(yīng)用

在汽車無(wú)級(jí)變速器(CVT)應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)與國(guó)外車型存在的差距也正在逐漸縮小。如本田開發(fā)的MultiMate's裝備在飛度轎車上，其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在變速柔順、操縱穩(wěn)定性好及節(jié)約能耗方面。此外，奧迪A6、A4、菲亞特派力奧、西耶耶、周末風(fēng)、奇瑞旗云、風(fēng)云、QQ、東方之子也有CVT可供選擇。目前裝備汽車的CVT大多數(shù)采用摩擦傳動(dòng)，其功率小、效率低，如V型橡膠帶式、V型金屬帶式、多盤式、滾輪轉(zhuǎn)盤式等，主要通過(guò)靜摩擦力實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。從V型橡膠帶無(wú)級(jí)變速器到現(xiàn)代的金屬帶式無(wú)級(jí)變速器在汽車上的實(shí)際應(yīng)用，期間經(jīng)歷了一個(gè)世紀(jì)(1886-1987)。如今，金屬帶式無(wú)級(jí)變速器已經(jīng)裝備在歐美日等國(guó)家地區(qū)生產(chǎn)的中小排量汽車上。近年下線的奧迪V6 2.8L轎車就裝備金屬鏈帶式無(wú)級(jí)變速器，輸出功率為142kw，這實(shí)際上代表現(xiàn)代無(wú)級(jí)變速器研發(fā)技術(shù)水平的最高成就。這種變速器變速機(jī)構(gòu)的核心部件是兩組帶輪，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化通過(guò)控制系統(tǒng)，改變驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪與金屬鏈(帶)的接觸工作半徑達(dá)到變速目的。變速范圍達(dá)5-6，傳動(dòng)效率達(dá)95％(液力AT的傳動(dòng)效率在87％左右)。

5.汽車變速器的發(fā)展趨勢(shì)

手動(dòng)變速器MT由于價(jià)格合理、燃料消耗低，估計(jì)今后手動(dòng)變速器一定還會(huì)繼續(xù)獲得廣泛的應(yīng)用。為改進(jìn)手動(dòng)變速器(MT)的性能，汽車工業(yè)的主要精力集中在下列方面：(1)提高換檔的舒適性；(2)用輕金屬降低變速器的重量；(3)減少內(nèi)損耗，例如使用低粘度潤(rùn)滑油；(4)以合乎環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝等有效生態(tài)方案補(bǔ)償成本膨脹；(5)發(fā)展能用現(xiàn)有設(shè)備和零部件相兼容的雙離臺(tái)器變速器的生產(chǎn)平臺(tái)。上述提到的情況，同時(shí)適用于前輪和后輪驅(qū)動(dòng)車輛的變速器。

為適應(yīng)城市越來(lái)越多的汽車增長(zhǎng)量和繁忙的交通情況，自動(dòng)變速器將被廣泛開發(fā)和應(yīng)用已達(dá)到提高效率，降低油耗的效果。其發(fā)展趨勢(shì)是：(1)提高傳動(dòng)效率，以提高油經(jīng)濟(jì)性，強(qiáng)化駕駛性能；(2)復(fù)雜精密的電子控制；(3)提高駕駛的舒適性；(4)保障行車安全。[科]

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