張海明

（大同齒輪有限公司，山西 大同 037005）

1 國內商用車變速箱的開發(fā)背景

隨著國家“一帶一路”經濟的全面建設，國家基建投資擴大、技術創(chuàng)新加強、新能源的發(fā)展等，商用車近5年呈逐年遞增的態(tài)勢。雖然2020年上半年受疫情影響車輛銷售數量有所降低，但是受擴大內需戰(zhàn)略、促進消費政策持續(xù)發(fā)力的影響，截止到2020年12月，我國商用車產量為523.1萬輛，同比增長20.0%；銷售完成513.3萬輛，同比增長18.7%，表1是近6年國內商用車產量及銷量。

表1 近6年國內商用車產量及銷量

雖然我國商用車市場呈現快速增長，汽車“新四化”的快速發(fā)展，汽車企業(yè)“躺著賺錢”的時代已一去不復返，商用車企業(yè)要進一步深耕市場，需要提升產品質量，在節(jié)能減排、新能源、智能網聯、輕量化等關鍵核心技術上尋找突破。汽車變速器是影響整車動力學、經濟性、舒適性的重要總成，其使用壽命與整車基本相當，目前國產商用車匹配的變速箱主要以國產手動變速箱為主，部分中、高檔客車和重型貨車裝配國外進口變速箱，少數高檔客車裝配自動變速箱[1]。在商用車自動變速器的研發(fā)方面，國家大力推動國內企業(yè)自主研發(fā)商用車自動變速器，國內企業(yè)普遍選擇了和外國相關機構合作的模式。

2 AMT變速箱的結構及工作原理

2.1 AMT變速箱的結構

AMT變速箱是在機械手動變速箱基礎上增加電腦操控機構，從而使整車實現離合、操縱智能化。常見的執(zhí)行機構為電控氣動、電控液壓、電控電動三類[2]。

1）氣動執(zhí)行機構的特點：環(huán)保、整車儲備氣源，控制技術要求較高。

2）液壓執(zhí)行機構的特點：技術成熟、工作平穩(wěn)、易于維護，但是制造成本高。

3）電動執(zhí)行機構的特點：結構簡單、質量小、零部件易采購，但是輸出功率小，不適用于商用車。

駕駛員通過加速踏板和操縱桿向電子控制單元（ECU）傳遞控制信號；電子控制單元采集發(fā)動機轉速傳感器、車速傳感器等信號，時刻掌握著車輛的行駛狀態(tài)；電子控制單元（ECU）根據這些信號按存儲于其中的最佳程序，最佳換擋規(guī)律、離合器模糊控制規(guī)律、發(fā)動機供油自適應調節(jié)規(guī)律等，對發(fā)動機供油、離合器的分離與結合、變速器換擋三者的動作與時序實現最佳匹配，從而獲得優(yōu)良的燃油經濟性和動力性能以及平穩(wěn)起步與迅速換擋的能力，以達到駕駛員所期望的結果。

2.2 AMT變速箱的工作原理

AMT變速箱的變速原理和直齒變速箱一樣，最大分別是AMT變速箱在換擋時只需簡單地推上或拉下排擋桿，這設計不但加快了換擋速度，更大大減低了換錯擋的可能（在比賽中換錯擋的后果往往是發(fā)動機因轉速過高而爆缸），因此直牙（齒）變速箱和AMT變速箱對分秒必爭的專業(yè)比賽是有一定幫助的。

AMT軟件主要功能系統有手動和自動模式。AMT軟件無論是手動還是自動主要具備經濟模式和動力模式、載重識別和坡道識別功能、爬坡沖坑功能、在線故障診斷、坡行回家功能、巡航功能、自學習功能。

1）自動模式下TCU根據AMT工況（車速，發(fā)動機扭矩、轉速、油門、制動踏板、車輛載荷、道路狀況、緩速系統狀態(tài)和制動系統狀態(tài)）來綜合判斷選擇最合適的擋位。

2）手動模式下，駕駛員來控制換擋時機和擋位，離合器由AMT系統自動控制。

不過AMT變速箱并非完美的，AMT變速箱最大的缺點就是換擋舒適性不佳，且在換擋過程中產生動力中斷，使得換擋過程中極速性能不好，表現為頓挫感。

3 AMT變速箱與其他變速箱的對比

對于變速箱而言，能夠影響油耗高低有兩個因素：

1）傳動效率，AT變速箱由于液力變矩器的存在，導致效率的損失，所以最費油。AMT或者DCT變速箱的傳動效率與手動變速箱相當，不考慮其他因素，油耗相當；

2）換擋頻率和時間，AT變速箱能夠使發(fā)動機工作在經濟區(qū)域，MT變速箱得需要熟練司機才能實現。

整體來說，AT變速箱比較費油，AMT或者DCT變速箱較MT變速箱省油。當然，在復雜路況司機若是技術熟練到一種很高程度，開MT變速箱也許會更省油。

對于換擋頻繁的路況，AMT的車型換擋頻率普遍高于MT車型，會更省油。對于高速工況，基本不換擋，油耗應該基本相當。駕駛MT變速箱的駕駛員節(jié)油技術不是十分熟練，不能很好地掌握換擋時機的話，駕駛AMT變速箱車型比駕駛MT的車型還會更省油。

4 AMT變速箱未來的發(fā)展趨勢

行業(yè)內人士都知道，采埃孚從20世紀80年代就開始研發(fā)AMT變速箱，經過幾代產品性能優(yōu)化，2015年ZF推出了最新的TraXon系列AMT。TraXon變速箱不僅繼承了ZF此前的集成式TCU設計，同時還有中央分離軸承單元，后副箱采用行星齒輪設計，傳統效率更是達到了99.7%，同時采用的是模塊化設計。國產AMT變速箱起步晚，發(fā)展緩慢，硬件均為外掛式，同樣控制軟件變速箱和整車的配合不是很好，甚至變速箱不能理解駕駛員的駕駛意圖等等。

未來隨著經濟不斷的發(fā)展，人們的消費水平越來越高，客戶對汽車的舒適性要求越來越高。AMT變速箱自身的優(yōu)點在商用車領域會進入被大量需求的階段，尤其是適用于長途物流載貨車。要清醒地知道，我們現在商用車AMT變速箱技術水平與采埃孚差20多年，這就需要研發(fā)人員不斷提高變速箱可靠性，緊追猛趕世界標桿變速箱以及商用車的核心技術。