汽車自動變速器現狀及發展趨勢分析

劉江 張坤 屈玉欣

摘要：自動變速器是汽車動力系統的重要部件，是發動裝置動力傳輸主要媒介，可以將發動機的動力傳輸的給汽車運行上，隨著發動機的不斷優化和發展，變速器也正在不斷優化發展。筆者針對當前汽車自動變速器的發展現狀，分析未來發展趨勢，為自動變速器的進一步發展提出有益的思考。

關鍵詞：汽車;自動變速器;現狀;發展趨勢

隨著汽車技術的不斷發展，與汽車相關的配件也在不斷發展，作為汽車重要部件的變速器也不斷發生著變化，以汽車自動變速器為例，對其基本結構、工作原理以及存在的優缺點進行分析，并結合當前汽車發展實際深入研究其重要作用，為汽車的安全性和可持續發展性提供更大的保障。

一、汽車自動變速器的現狀

首先，汽車無級變速器的現狀。當前汽車所使用的自動變速器以無級變速器為主，這與傳統齒輪自動變速器不同，無級變速主要使用帶輪進行變速，包含固定組件和移動組件，主要原理是 V 型槽構造和金屬帶有效吻合，其在可移動部分實現轉動的過程中，能夠有效調節驅動輪和從動輪傳動帶的接觸半徑，進行傳動比的有效轉化。無級變速器與傳統變速器相比，無級變速操作更簡單，空間占有量更小。早期的無級變速器采取鋼帶和主從動輪實現變速，鋼帶負責傳送，材質為鋼材，對于扭矩力承擔有一定的局限，穩定性也得不到保障，一般會配備在小功率車型上。上世紀60年代無級變速器技術得到飛速發展，其功率大大提高，耗能大大下降，且克服了易打滑等問題，傳送鋼帶也采用其他材料代替，降低了使用成本。同時，在長期使用過程中不會產生熱量，使其使用車型更加廣泛。

其次，電動控制機械自動變速器。這種變速器最早是由日本設計并使用的，大概產生于上世紀80年代。雖然機械構造，但結構簡單，生產容易，成本也比較低，關鍵是其工作效率高，尤其是手動變速上傳輸效率更高。同時，這種變速器安裝比較方便，在手動變速操作中，中等變速更為方便。在20世紀80年代，我國對電控機械自動變速開展科研攻關，很多高等院校、企業進行研究，投入大量資金和人力，大大改進了其工藝和安全性。比如北京理工大學研發的3檔電動控制機械自動變速器應用于新能源汽車，其加速時間降低了近四分之一，而耗電量降低了十分之一。有的企業研發了動力恢復補償技術，在2檔電動控制機械自動變速器的改造上提升了汽車運行的平穩性。

再次，雙離合變速器。我國非常重視此類變速器的研發和使用，并增加研發力度和資金投入，創新了相關技術，促進其在世界范圍內的傳播。雙離合變速器提高了發動機動力的傳輸效率，提升了汽車的動力驅動能力，被廣大汽車企業高度重視。在汽車運行當中，雙離合變速器的采取增強了換檔量級，優化了換檔品質，提高了傳送效率。雙離合變速器和傳統自動變速器相比，性能更加優化。法國在這方面的研究取得成就最大，但由于當時技術的限制，并沒有實現產業化。雙離合變速器具有多種優勢，發展前景廣闊。當前使用的雙離合變速器主要有干式和濕式兩種。2013年，德國對雙離合變速器進行升級，開發了2檔變速，大大提升了續航里程，也對濕式雙離合變速器進行了改造，并采取更為先進的噴式潤滑系統，增強了工作效率。

最后，液力自動變速器。該變速器主要由變矩器、齒輪變速和液壓操作以及控制組成，采用接觸式離合器鏈接變速器和傳動軸，并以此來實現檔位變換。液力自動變速器主要使用液壓耦合器，實現動力的傳輸，并借助齒輪來調整檔位。經過長期的應用研究和完善，該變速器目前比較成熟，加之其操作簡單，使用較為舒適，動力性能更加優化，被廣泛使用在汽車當中。不過液力自動變速器結構非常復雜，效率相對前三種也較低，成本也較高，目前處于逐漸淘汰的地位。

二、汽車自動變速器的未來發展

第一，朝著更高品質換檔方向發展。當前汽車換檔更追求換檔性能和舒適，汽車自動變速器的發展是在確保其安全性和控制性的前提下，追求舒適感的。自動變速器在工作中，要有效控制離合使用。另外，人們對換擋部件性能進行有效改善，或者提升相關影響因素的穩定性，能夠有效提升換擋品質。控制系統參數和溫度的自適應性充分體現了自適應能力，目前汽車實現實時和參數辨識的自適應控制，能夠有效提升換擋品質。換擋品質受到外界不可控相關調節的影響，如自然環境的溫度存在一定變化的情況下，會造成液壓油的黏度產生一定的轉變，在一定程度上降低了自動變速器的換擋品質。

第二，實現智能化換擋。自動變速器追求其全智能化發展，能夠自主的結合駕駛人員的思想，根據駕駛環境，實現智能換擋，實現更高品質的性能，取得良好的自適應、自學習、容錯處理等效果。人們為了改善自動變速器的智能化特點，逐漸研究新型的控制技術，采用統計的措施結合統計分布設計行駛環境識別系統，在系統中應用神經網絡和模糊控制技術。汽車在任何不同行駛環境中，能夠采用模糊規則體現出駕駛員的經驗。

第三，實現自動變速器多檔化。類似齒輪和軸承的摩擦、傳動機構對能源需求等對變速器內部功效產生影響的情況下，變速器的外部功效不滿于其傳輸范圍。因此，人們提升變速器工作的功效，合理選擇電動汽車需要的檔位數，對變速器的內部和外部功效進行有效的平衡?，F階段，液力自動變速器在發展的過程中，5 擋和 6 擋變速器將會逐漸取代 擋變速器，適當增加變速器檔位，能夠有效地擴大速比范圍，同時能夠對速比進行科學合理的分配。

第四，電子控制一體化發展。電子控制自動變速器逐漸進行更加良好的發展和完善，實現綜合控制、微機控制?，F階段，汽車電子技術逐漸將每個獨立的汽車電子控制單元有效的合成一體。電子控制參數能夠對自動變速器的工作環境和行駛環境等信號進行全面準確反映，更加全面的展現了其實際工作狀況，同時在微機中儲存多種不同的換擋規律，進而汽車駕駛者能夠采用相關的換擋規律達到更加優質的換擋控制。

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