重型變速器多元化產品技術發展現狀及趨勢初探

樊波濤+杜棟

摘 要：隨著經濟發展和工、商業運輸需要的增長，我國重型汽車在近幾年內獲得快速發展，產品性能取得了長足進步，產品技術升級換代快，市場競爭日益激烈，逐漸呈現出多元化發展趨勢。市場對重型汽車產品的關注熱點由以往的造型美觀逐漸向駕駛舒適度性轉變，特別是發動機和變速器的匹配越來越嚴苛。在此情況下，重型汽車變速器朝著高端化、輕量化、舒適性方向發展，本文將對其發展現狀及發展趨勢進行探索。

關鍵詞：重型變速器；多元化產品；技術發展；現狀；趨勢

前言：隨著我國重型汽車制造業的快速發展和市場對重型汽車產品性能關注重點的轉變，匹配高端動力總成的重型汽車越來越受到市場歡迎與青睞。目前我國重型汽車動力總成方面的變化主要表現為發動機功率水平的提升和高端變速器應用的增多。在發動機方面，大排量發動機的市場歡迎度不斷提升，成為企業研發的重點，目前13L以上的大排量發動機裝車率顯著提升。變速器方面，大扭矩變速器的應用明顯增多，2000Nm扭矩以上、12檔以上的重型變速器的應用不斷增加，輕量化技術得到廣泛應用，自動換擋技術和全同步器技術成為目前企業研發的熱點和技術壁壘。總體來看，重型變速器呈現高端化、輕量化發展趨勢。

一、重型變速器的自動化發展

目前重型變速器的自動化發展是國內重型汽車領域的重要發展方向，自動化變速器有利于降低重型汽車的駕駛難度，提高其燃油經濟性。機械式自動變速器（AMT）是在傳統手動變速器（MT）的基礎上，加裝電子控制系統研發出來的具有自動換擋功能的變速器。由于其駕駛操作簡單方便、并且具有省油特性，所以成為目前重型變速器的熱點研究方向。我國目前多數重型汽車使用的仍然是MT變速器，AMT變速器的使用多集中于高檔客車，在重型貨車中使用較少。我國第一輛AMT重型貨車使用的AMT變速器名為SMARTSHIFT，是由中國重汽與威伯科公司聯合研發的；東風商用車公司與一汽集團也相繼研發、生產了裝有AMT變速器的重型貨車；法士特公司的F-shift機械式自動變速器已經匹配到包括陜汽、金龍等多個廠家的高端車型， 為用戶提供了良好的駕駛體驗。

二、重型變速器的多檔化發展

目前MT變速器仍然占據重型汽車變速器的主流地位，隨著國內經濟的增長、變速器技術的發展，12檔及12檔以上的變速器的研究受到生產企業的廣泛關注。近幾年來，裝有12檔變速器的重型汽車明顯增多，已成為重型商用車的標準配置。中國重汽、解放、東風系列的重型汽車都推出了配置有12檔、16檔的新車型。

三、重型變速器的輕量化發展

車身重量對重型汽車的操作性和耗油量都有直接影響，隨著人們節能環保意識的不斷提高，行業對于重型汽車車身減重的需求也日益提高，輕量化成為目前重型汽車設計的重要考慮因素。為實現車身整體的輕量化目標，各大生產企業的研發部門對變速器結構進行了優化，采用細高齒設計，齒部位非標準漸開線K型齒修形，為主變速器配備雙錐面同步器，變速器殼體采用鋁合金材質。其中具有代表性的是法士特雙中間軸變速器，比單中間軸變速器的前進擋增加1至2個檔位。中國重汽集團也研發出了輕量化的新型變速器產品，HW系列變速器的主變速器采用雙中間軸設計，副變速器采用行星齒輪減速機構設計，在減輕變速器重量的前提下使重載能力得到提升。除了在變速器結構方面的優化，目前生產企業還致力于新型輕質材料的研發，例如法士特公司采用鋁合金外殼的變速器，減重90kg，效果顯著[3]。

四、產品系列化發展

我國重型變速器的研發雖然在近幾年內取得了長足進步，但是與國外先進水平相比，還存在一定差距。目前國外專業變速器生產企業的產品研發已經形成系列化發展體系，比如伊頓公司擁有100多種變速器產品，輸入扭矩從700到2500Nm不等。而且國外變速器產品具有明顯的中心距系列發展趨勢。產品系列化發展也將成為我國變速器產品的未來發展方向，法士特雙中間軸變速器已經發展到20多個系列，檔位從6檔到24檔實現了全方位覆蓋。隨著重型汽車動力系統的不斷提升，多檔位變速器產品種類的增加和系列化發展將成為下一階段的重點發展方向[4]。

五、產品的一體化發展

電子化程度的不斷提高是國外重型汽車發展的又一特點，從發動機電子控制系統，到模塊化電子儀表，再到CAN總線，逐漸實現了對重型汽車動力系統的一體化控制。這也為國內重型汽車的技術研發提供了參考方向，必須加強重型汽車產業中智能控制技術的應用。目前使用較為廣泛的有神經網絡控制和模糊控制。重型汽車的一體化控制主要是應用自動變速理論，通過電子技術控制發動機供油，根據駕駛員的意愿、車輛狀態和控制規律，在電子裝置的支持下，實現對重型汽車傳動系統的聯合操控[5]。

六、產業化發展

隨著AMT變速器的市場需求不斷提高，AMT變速器的研發將成為現階段及未來一段時期內重型變速器的研究熱點，外資企業如采埃孚、伊頓等公司來華很早，也建立了相應的研發機構，在早期，市場幾乎被外資壟斷，缺乏具有完全自主知識產權的AMT變速器產品。隨著國內企業技術的進步和發展，目前國內已經有包括法士特、中國重汽等公司在內的一系列企業具備AMT變速器量產的能力，各大重型汽車生產企業每年都有新型的AMT產品問世。電子控制系統的設計是AMT產品研發的核心技術，其設計具有較大難度，需要大量數據參數支持。為實現我國AMT產品的產業化發展，必須不斷提高產品的可靠性、適應性和舒適性，提高我國自主研發的AMT產品的市場競爭力。

結束語：總而言之，我國重型變速器產品的研發正處于快速發展階段，并呈現出多元化發展趨勢。本文主要從重型變速器的自動化、多檔化、輕量化、一體化、產品系列化及產業化發展方面對其發展現在和發展趨勢進行探討，希望能起到一定參考作用。

參考文獻：

[1]馬力，劉正勇. 重型組合式機械變速器技術現狀及趨勢[J]. 輕型汽車技術，2011，（10）：46-48.

[2]葉子郁. 變速器進入大扭矩輕量化并行時代——國內重型汽車變速器發展現狀及趨勢[J]. 物流技術與應用（貨運車輛），2010，（05）：86-89.

[3]馬戈. 重型變速器技術發展現狀及原因探析[J]. 輕型汽車技術，2010，（09）：47-51.

[4]畢洪新. 淺談變速器制造技術現狀及發展趨勢[J]. 汽車工藝與材料，2008，（05）：53-55.

[5]龔群英. 重型車AMT網絡化電控系統的研究與開發[D].重慶大學，2007.