車輛自動變速器的研究現狀及發展趨勢

王震

摘要：現在國外針對車輛自動變速器的構造、原理、優勢、不足、實際狀況和發展前景等內容進行了深入的研究，我國也急需要對自動變數器的實際狀況進行深入分析，從而對我國的自動變速器研究提供相關的解決方案。

關鍵詞：汽車；自動變速器；研究；展望

中圖分類號：U463.212 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2017）001-000-01

汽車變速器是進行動力傳遞的主要媒介，在進行動力傳遞的過程中對傳動力進行轉化，從而適當的調整和轉化發動機的特征，以便更好的滿足不同速度的駕駛需求。手動變速器主要是根據汽車的實際運行狀況來進行變化，由駕駛人來進行檔位的轉化，所以駕駛員需要對離合器踏板、油門踏板和變速操縱桿進行熟練的操作，以便汽車能夠在一種穩定的狀態下持續運行。如果手動機械變速器轉化的速度較快、強度較大，就會造成駕駛員注意力不集中，從而增加安全隱患的出現概率。

一、自動變速器的類型及其特點

現在世界上運用最為普遍的三種汽車自動變速器有：液力自動變速器（AT）、電控機械式自動變速器（AMT）和機械無級自動變速器（CVT）。

1.液力自動變速器（AT）

液力自動變速器發展歷史比較悠久，主要是以車速和負荷為主要根據，隨著這兩個數據的變化，檔位也會隨之升降。和手動變速器（MT）進行對比，液力自動變速器在構造和效用方面存在很大的不同。MT依賴于齒輪和軸，因為齒輪組合的模式不同，相應的速度也不同。而AT是以液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統為依據，利用液力傳播和齒輪組合的模式對其速度進行適當的變化。而液力變柜器是AT中的重要環節之一，其組成部分包括泵輪、渦輪和導輪等部分，利用液體動量矩的轉化來調解轉矩，它不但具有離合器的效用，還可以進行持續變速和轉化轉矩的效能，對外界承受力能夠進行有效的調節和適應。AT技術發展已經趨于完善，并且成為汽車裝備自動變速器中的主要部分。

2.電控機械自動變速器（AMT）

電控機械自動變速器是對過去干式離合器和手動齒輪變速器的一種改進，主要是對手動換擋操作部分進行了改造。雖然MT的整體構造沒有發生變化，，但是可以利用電子控制來進行自動換擋。AMT對（ECU）的信號輸入進行控制，其中的有內容有駕駛員的想法（加速踏板的位置和檔位選擇）和汽車運行狀況（包括發動機轉速、節氣門開度、車速等）。ECU依據換擋的變化規律、離合器把控規律、發動機節氣門自動轉化規律等內容，進行信號的傳遞，對駕駛員的起步和換擋等內容進行模擬控制，使得汽車各個部件能夠有效的調節。因為AMT是以MT為基礎構建的，生產空間比較大，資金投入較少，所以受到了廠家的信賴。ATM的主要技術就是電子控制，電子技術和質量和ATM的特性和運行質量密切相關。

3.無級變速器（CVT）

CVT也稱之為連續變速式機械無級變速器。該變速器和傳統的齒輪式自動變速器存在很大的不同，它去除了繁瑣又笨拙的齒輪組合變速轉動，只需要2組帶輪就能進行變速轉動。主動和被動工作輪分為固定和變動兩個部分，構造V型槽，和金屬片形成的金屬帶相吻合。當主、被動輪的可移動部分在進行轉動的時候，對驅動輪和從動輪傳動帶的接觸半徑進行調節，從而轉變傳動比。利用液壓控制體系對可動輪的軸向移動進行持續調控，從而完成無極變速。和有級式的不同體現在，它的速度變化比不是間斷的點，是持續的一個值，例如可以從0.445不斷變化到2.6。CVT結構和過去的變速器進行比較，其操作更加比便捷、空間占用面積更小，它不需要手動變速器中的多個齒輪副，也不需要自動變速器中的行星齒輪組，它的變化主要來源于主、從動輪和傳動帶。傳動帶的材質通常是橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。

變矩器的效用是利用油液介質中的發動機動力傳遞來實現的，它的傳播價值一般只有80%，IVT因為不利用變矩器，在和相關自動變速器進行對比的時候，IVT價值更高、不容易打滑、能量消耗較低，不需要繁雜的而且資金消耗較多的金屬傳動帶，構造比較便捷、節省資金，而且傳送扭矩比較大，長時間不運作也不會造成持續發熱的情況，在轎車和越野車中同樣適合，屬于一種新型的變速器。

二、自動變速器的發展趨勢

CVT傳送的扭矩空間不大，現在主要集中在小排量汽車中，性能和穩定性等因素沒有得到充分的證明，技術還存在漏洞。IVT因為摩擦造成能量消耗、容易發熱、傳送轉矩小、材料易耗損等問題，所以沒有進行大規模生產。AT生產制造的歷史比較悠久，性能和技術都有保障，所以AT是現代汽車自動變速器中的主要內容。現在在進行AT研究的過程中，需要進一步加強控制技術。電子控制具有顯著的優勢，其發展態勢主要表現在以下幾個方面：

車輛起步部分的變化。使用濕式多片離合器是一種新型的模式，但是現在主要是使用液力變矩器，同時加入了多扭矩的特點，使得燃油更加充分。為了減少變矩器的損耗，很多車都使用了鎖止離合器，大大提升了其性能，而且齒輪摩擦阻力也大大減小。

油壓控制的變化。為了減少變速的壓力，對發動機轉速進行測定或對油壓信心進行反饋把控，從而構建和離合器扭矩相吻合的油壓。而且，為了測定輸出扭矩的沖擊模式，需要使用模糊邏輯把控。油泵在自動變速器摩擦損耗中占據了很大的空間，因此有的部分已經成為可變容量的油泵，還需要進一步加強油泵的穩定性和呼應性。

電子把控。為了更好的提升自動變速器電子把控的準確程度，還需要不斷的推行和使用發動機控制的綜合性系統。自動變速器為了提升傳動質量，充分使用燃油，一般都使用了封閉式液力變矩器。為了提升換擋質量，加強換擋的智能化，也出現了一機多個參數、多規律把控的情況，而且把變速器和把控發動機的計算機融合起來，進行綜合性的把控。為了拓展變速的空間，減少傳動比間隔，自動變速檔正朝著多元化的方向發展。現在轎車的標準構造是4擋變速器，在市場中也出現了5檔變速器，為了更好的進行維修保護，控制體系的診斷性效用也在逐漸加強。而且，無級變速器構造簡單、燃油充足、加速性能較好等特征，具有十分廣闊的發展前景。世界很多汽車公司都在進行無級變速的相關研究，其發展前途不可限量。

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作者簡介：王 震（1993-），男，黑龍江哈爾濱人，遼寧省沈陽市沈陽理工大學學生，專業：交通運輸與管理。