我國(guó)汽車變速器的使用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)淺析

張力久

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司，河北 保定 071000）

我國(guó)汽車變速器的使用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)淺析

張力久

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司，河北 保定 071000）

以不同汽車變速器為研究切入點(diǎn)，對(duì)其工作原理、結(jié)構(gòu)、優(yōu)點(diǎn)及不足進(jìn)行闡述，同時(shí)做出對(duì)比分析，對(duì)現(xiàn)階段汽車變速器的實(shí)際發(fā)展情況以及今后發(fā)展趨勢(shì)作出總體論述，主要對(duì)國(guó)內(nèi)乘用車、商務(wù)車兩大行業(yè)的變速器狀況進(jìn)行了闡述，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)汽車變速器今后發(fā)展趨勢(shì)、研究重點(diǎn)等作出進(jìn)一步的分析。

汽車；變速器；自動(dòng)變速器；發(fā)展現(xiàn)狀；趨勢(shì)

1 各類汽車變速器簡(jiǎn)述

1.1 手動(dòng)變速器

手動(dòng)變速器（MT）從全球第一輛汽車成功研究制備之日起，便得到了大范圍的推廣運(yùn)用。目前，就MT的結(jié)構(gòu)而言，包括了三部分，一是殼體，二是操縱件，三是傳動(dòng)件。工作原理具體如下：在對(duì)變速桿進(jìn)行撥動(dòng)的基礎(chǔ)上，對(duì)處于中間軸位置的主動(dòng)齒輪進(jìn)行切換，從而讓其可能和其它直徑不一樣的齒輪進(jìn)行有效嚙合，讓傳動(dòng)比得以變更，通過(guò)這種方式，對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度及轉(zhuǎn)矩予以改變。就手動(dòng)變速器來(lái)說(shuō)，其有著結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度低、成本小、技術(shù)比較成熟以及能夠有效進(jìn)行動(dòng)力傳遞等諸多優(yōu)點(diǎn)，一直以來(lái)都發(fā)揮著主導(dǎo)性作用。不過(guò)，其操作相對(duì)比較復(fù)雜，要求駕駛員有很強(qiáng)的駕駛水平，同時(shí)在出現(xiàn)特殊工況時(shí)，或者是長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行駕駛時(shí)，極有可能導(dǎo)致駕駛員出現(xiàn)疲勞感等，使得駕駛風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步加大。如果汽車安裝了MT變速器，則能夠方便駕駛，不過(guò)，其舒適性不是十分突出，因此，現(xiàn)階段，從高端汽車角度來(lái)看，基本上沒(méi)有安裝MT，其反而在中低端汽車領(lǐng)域得到了廣泛的推廣與運(yùn)用。

1.2 液力自動(dòng)變速器

第一個(gè)在T型車當(dāng)中配置液力自動(dòng)變速器（AT）的企業(yè)為福特汽車公司，始于1908年。不過(guò)，和目前的AT進(jìn)行對(duì)比，其并非真正意義上的AT變速器。1940年時(shí)，美國(guó)通用汽車公司才成功研發(fā)了真正的AT變速器。就該設(shè)備而言，目前的基本特點(diǎn)如下：一方面配置了液力變矩器，另一方面配置了串聯(lián)條件下的行星齒輪機(jī)構(gòu)。

從AT變速器來(lái)看，其結(jié)構(gòu)表現(xiàn)得異常復(fù)雜，型號(hào)不一樣，則局部結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，不過(guò)，從基本結(jié)構(gòu)來(lái)看，大體相同，包括三大塊：一是液力變矩器，二是電液自動(dòng)控制系統(tǒng)，三是行星齒輪機(jī)構(gòu)。就齒輪變速器而言，又包括了若干行星排，以及涵蓋了換擋元件，在對(duì)抵擋元件進(jìn)行分離操作或者是結(jié)合操作的基礎(chǔ)上，得到相應(yīng)的傳動(dòng)比，最終實(shí)現(xiàn)變速。就AT變速器而言，其有著如下的特點(diǎn)：能夠讓車輛更加平衡的起步，且可以自動(dòng)變矩，避免發(fā)動(dòng)機(jī)由于過(guò)載情況而出現(xiàn)熄火，可以順暢地進(jìn)行換擋，增強(qiáng)車輛通過(guò)性。不過(guò)，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜一些，制造時(shí)要求很高的精度，且成本比較大，消耗油量多，與機(jī)械傳動(dòng)進(jìn)行對(duì)比，效率要低得多。

1.3 機(jī)械式自動(dòng)變速器

就機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）來(lái)說(shuō)，其主要是以常規(guī)機(jī)械變速器為切入點(diǎn)而研發(fā)出來(lái)的，主要結(jié)構(gòu)包括三大塊：一是自動(dòng)離合器，二是自動(dòng)變速操縱系統(tǒng)，三是齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其可以結(jié)合車輛行駛速度、油門情況與駕駛員發(fā)出的指令等，對(duì)最為理想的擋位予以明確，基于此對(duì)換擋手機(jī)的掛、摘檔操作，以及離合器的離、合操作等進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)換擋的目的。與此同時(shí)，其運(yùn)行模式包括兩大類，一是手動(dòng)模式，二是自動(dòng)模式，能夠讓駕駛?cè)隧槙车剡M(jìn)行駕駛操作。和MT進(jìn)行對(duì)比，AMT有著操作難度小、耗油量少、安全性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；和MT進(jìn)行對(duì)比，其耗油量能節(jié)約20%，能夠更加高效地進(jìn)行傳動(dòng)，且不管是生產(chǎn)，還是維護(hù)，成本支出要小得多。不過(guò)，就AMT來(lái)說(shuō)，其不屬于動(dòng)力換擋，不管是車輛起步，還是換擋，均無(wú)法良好地對(duì)沖擊予以緩和，導(dǎo)致?lián)Q擋出現(xiàn)較強(qiáng)的沖擊，駕駛舒適性不是很突出。然后，在其持續(xù)改進(jìn)的基礎(chǔ)上，其舒適性得到了進(jìn)一步的增強(qiáng)。

1.4 無(wú)級(jí)變速器

無(wú)級(jí)變速器（CVT）具有可以連續(xù)地對(duì)輸入/出軸二者的傳動(dòng)比予以改變的特點(diǎn)?，F(xiàn)階段，在汽車領(lǐng)域的運(yùn)用方面，其包括摩擦式、帶式以及鏈?zhǔn)饺N不同的模式，其中，普遍運(yùn)用的為金屬帶式。這種形式的CVT結(jié)構(gòu)包括金屬帶、液壓泵、控制系統(tǒng)等核心部分。就工作輪來(lái)說(shuō)，其包括固定、可動(dòng)兩大部分，二者間存在V形槽，在該槽中，金屬帶和工作輪二者進(jìn)行嚙合，如果可動(dòng)部分朝著軸向方向進(jìn)行移動(dòng)，不管是主動(dòng)輪，還是從動(dòng)輪，其和金屬帶之間的工作半徑都會(huì)出現(xiàn)改變，以此實(shí)現(xiàn)改變傳動(dòng)比的目的。

1.5 雙離合自動(dòng)變速器

1940年，便研發(fā)成功了雙離合自動(dòng)變速器（DCT），但沒(méi)有被大規(guī)模的投入生產(chǎn)當(dāng)中。一直至上個(gè)世紀(jì)后期，第一款規(guī)模投產(chǎn)的DCT才得以面世，其由大眾公司和博格華納公司共同研發(fā)成功。從結(jié)構(gòu)來(lái)看，其配置的離合器數(shù)量為2個(gè)，以手動(dòng)變速器為基礎(chǔ)，不但配置了電子控制系統(tǒng)，還增加了液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，把之前手動(dòng)變速器的擋位進(jìn)行拆分處理，同時(shí)一一和2個(gè)離合器予以相應(yīng)的配置。若車輛通過(guò)某個(gè)擋位運(yùn)行，預(yù)先把經(jīng)過(guò)微機(jī)進(jìn)行判斷的后續(xù)擋位進(jìn)行嚙合掛擋，如果行駛速度符合換擋點(diǎn)條件的各方面，僅要對(duì)2個(gè)離合器進(jìn)行切換，便能夠進(jìn)行換擋。換擋過(guò)程中，就2個(gè)離合器而言，其將進(jìn)行輪流工作，達(dá)到持續(xù)進(jìn)行動(dòng)力輸出的目的。從DCT變速器來(lái)看，一方面有著手動(dòng)變速器成本支出小、質(zhì)巧、高效以及結(jié)構(gòu)緊湊等諸多優(yōu)點(diǎn)，另一方面也具備自動(dòng)變速器省油、舒適性強(qiáng)、動(dòng)力性能好等特點(diǎn)，同時(shí)在進(jìn)行換擋時(shí)，能夠持續(xù)進(jìn)行動(dòng)力輸出。不過(guò)，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)方面的原因，僅可以對(duì)奇偶檔進(jìn)行抵擋，無(wú)法進(jìn)行跳檔?，F(xiàn)階段，其依舊還在發(fā)展當(dāng)中，因?yàn)榧夹g(shù)方面的問(wèn)題，僅有為數(shù)不多的廠家能夠掌握核心技術(shù)，不過(guò)，其獲得了迅猛的發(fā)展，這些年來(lái)，從汽車領(lǐng)域來(lái)看，表現(xiàn)異常突出。

2 我國(guó)汽車變速器的發(fā)展?fàn)顩r

2.1 我國(guó)汽車變速器發(fā)展?fàn)顩r

現(xiàn)階段，我國(guó)自動(dòng)擋汽車占比并不大，大概為10%。就國(guó)內(nèi)自動(dòng)變速器市場(chǎng)來(lái)看，這些年來(lái)，雖然其增速度均超過(guò)20%，不過(guò)，因?yàn)槠鸩较鄬?duì)滯后，技術(shù)性有待進(jìn)一步增強(qiáng)，為數(shù)不少的自動(dòng)變速器依舊靠進(jìn)口。

2.2 我國(guó)乘用車變速器發(fā)展?fàn)顩r

現(xiàn)階段，從國(guó)內(nèi)汽車領(lǐng)域來(lái)看，就手動(dòng)變速器來(lái)說(shuō)，盡管其市場(chǎng)份額較大，不過(guò)，在自動(dòng)變速器方面，客戶依舊有著極高的消費(fèi)渴望，就其裝車率而言，不斷得以提升。2012年時(shí)，從國(guó)內(nèi)乘用車領(lǐng)域來(lái)看，自動(dòng)變速器裝車率比較大，為43%，到了2015年，則上漲至47%。從大多數(shù)中級(jí)、高級(jí)的乘用車來(lái)看，基本上都配置了進(jìn)口的AT變速器，該變速器在市場(chǎng)中發(fā)揮著主導(dǎo)性作用。不過(guò)，技術(shù)性要求高、有著與眾不同的抵擋方式的DCT變速器，其未得到廣泛的推廣運(yùn)用，大部分在德系、美系合資車中推廣運(yùn)用。

這些年來(lái)，我國(guó)一些公司亦加大了DCT變速器的研發(fā)力度，在部分車型中進(jìn)行了配置。從我國(guó)的發(fā)展來(lái)看，DCT變速器發(fā)展歷程較為曲折，特別是在干式DCT方面，始終存在質(zhì)疑聲，技改迫在眉捷。與我國(guó)和日本合資研發(fā)的中、小排量車進(jìn)行對(duì)比，從國(guó)內(nèi)乘用車領(lǐng)域來(lái)看，CVT變速器要比后者多，同時(shí)和AT變速器進(jìn)行對(duì)比，其裝車率要低一些。就AMT變速器而言，盡管其僅在一些經(jīng)濟(jì)型轎車當(dāng)中進(jìn)行了配置，不過(guò)發(fā)展空間大。

2.3 我國(guó)商用車變速器發(fā)展?fàn)顩r

現(xiàn)階段，從國(guó)內(nèi)商用車來(lái)看，基本上配置的還是手動(dòng)變速器，配置自動(dòng)變速器的數(shù)量并不多。不過(guò)，就自動(dòng)變速器而言，在其市場(chǎng)影響力不斷增加的基礎(chǔ)上，在商用車當(dāng)中進(jìn)行配置的發(fā)展?jié)摿Υ?。如今，從我?guó)商用車領(lǐng)域來(lái)看，重汽、一汽等企業(yè)先后配置了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)變速器（基本上是AMT），不管是貨車還是客車，均有具體的應(yīng)用。

從國(guó)內(nèi)商用車來(lái)看，其也配置了AT變速器，且在為數(shù)不少的城市公交車中，也有一定的裝車率，因其擁有發(fā)生故障的概率小、舒適性強(qiáng)、駕駛難度小等優(yōu)點(diǎn)，得到了消費(fèi)者普遍的認(rèn)可，不過(guò)，其成本支出較大、油耗高，導(dǎo)致其大范圍推廣運(yùn)用受阻。基于此，和AT變速器進(jìn)行對(duì)比，不管是舒適程度，還是駕駛操作頻率，均表現(xiàn)突出的TMA變速器逐步得到了公交公司的認(rèn)可，再加上與AT變速器進(jìn)行對(duì)比，其價(jià)格、油耗方面的性能要優(yōu)良得多，所以公交車中配置AMT變速器的發(fā)展空間持續(xù)增大。此外，從大型客車方面來(lái)看，其也逐步開(kāi)始有所應(yīng)用，2014年的裝車量超過(guò)了2000輛。AT、AMT變速器均對(duì)客車市場(chǎng)比較看好。

3 我國(guó)汽車變速器的發(fā)展趨勢(shì)

這些年來(lái)，在推進(jìn)自動(dòng)變速器產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面，國(guó)內(nèi)公司要么加大自主研究開(kāi)發(fā)力度，要么和國(guó)外專業(yè)企業(yè)共同研發(fā)，持續(xù)進(jìn)行探索，產(chǎn)生了不少的科學(xué)研究成果。不過(guò)，其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程推進(jìn)速度相對(duì)遲緩，原因有二：首先，在技術(shù)層面，國(guó)外公司對(duì)我國(guó)進(jìn)行封鎖，實(shí)施壟斷，再加上我國(guó)的重點(diǎn)公司基本上是合資公司，外方占據(jù)了主導(dǎo)權(quán)，為數(shù)不少的自動(dòng)變速器依舊主要靠進(jìn)口；其次，國(guó)外很早便開(kāi)始研究自動(dòng)變速器技術(shù)，產(chǎn)品相對(duì)較為成熟，市場(chǎng)波動(dòng)性不大，如日本的愛(ài)信等，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了市場(chǎng)布控，不利于國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行自主創(chuàng)新與發(fā)展，若國(guó)家不出現(xiàn)政策予以扶持發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，就國(guó)內(nèi)汽車變速器發(fā)展層面來(lái)看，勢(shì)必要走多元化發(fā)展之道路。不管是哪類變速器，均存在著優(yōu)缺點(diǎn)，要支持多元化技術(shù)的發(fā)展，綜合各方力量，加大自動(dòng)變速器的研發(fā)，推動(dòng)該高新技術(shù)朝著產(chǎn)業(yè)化方向快速發(fā)展，走出與國(guó)情相符的自主創(chuàng)新之路。

[1]陳家瑞．汽車構(gòu)造（下冊(cè)）[M]．北京:人民交通出版社，2006．

[1]衛(wèi)東．流暢的激情：話說(shuō)AT變速器[J]．汽車與運(yùn)動(dòng)，2012(7)．

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A

1671-0711（2017）10（下）-0144-02