重型汽車液力機械自動變速器應用分析

趙明　李輝　閆波

摘要：隨著改革開放和國民經濟的蓬勃發(fā)展，城市化進程中的基礎設施建設和城區(qū)建筑改造項目成為了各大省份和地區(qū)的重點工程，因此社會對于重型汽車的需要也開始逐步加強。文章從對重型汽車中的液力機械自動變速器進行研究，為重型汽車的發(fā)展和質量提升做出探討。

關鍵詞：重型汽車；液力機械；自動變速器

我國城市化進程的不斷推進為重型汽車的發(fā)展提供了挑戰(zhàn)和機遇，與此同時也讓重型汽車行業(yè)的市場競爭環(huán)境更加嚴峻。目前我國生產的重型汽車的變速系統(tǒng)有一部分還停留在手動的階段，由于國內對自動變速系統(tǒng)的核心技術研究尚未完善，因此在重型汽車自動變速器的開發(fā)過程中既沒有自主知識產權作為基礎，也沒有對當前的國際市場環(huán)境進行徹底的調查。重型汽車使用的環(huán)境情況通常不可預料，而且需要駕駛員換擋的機會非常多，會引起駕駛員的疲勞感和感受遲鈍，因此開發(fā)重型汽車的自動變速器的開發(fā)已經成為迫在眉睫的研究進程之一，不僅能對提高重型汽車的使用效率，還能提高車輛性能和駕駛員的操作安全。

一、重型汽車液力機械自動變速器發(fā)展現(xiàn)狀

我國目前生產的液力機械自動變速器應用的設備主要依靠進口或是中外合資企業(yè)才能生產，其中的核心技術往往掌握在發(fā)達國家的手里，因此我國自主生產具有液力機械自動變速器的重型汽車形成了一定的阻礙。汽車的換擋技術往往是汽車的核心技術之一，對汽車的經濟性和動力性都有促進作用，也是為提高重型汽車行駛安全做出保障的基礎技術之一。由于外國自動變速器技術的封鎖，我國只能根據不同車輛的行駛情況進行相關技術的開展自主研發(fā)，確定車輛在不同情況下的換擋點和換擋策略，摸清不同車輛不同情況下的換擋規(guī)律，實現(xiàn)重型汽車的自動換擋技術創(chuàng)新。國外對重型汽車換擋的研究開展較早，并且已經進入到了生產應用和實踐的階段，而我國雖然已經開展了換擋技術的開發(fā)，但是還處于深入研究的階段，與國外的換擋技術仍然有很大的差別和距離。因此我國在面對國際上的行業(yè)市場競爭和國內的重型汽車自動變速器需求，加深自主研究成果才是新時期下發(fā)展城市化進程的當務之急。我國目前正在加大對重型汽車液力機械自動變速技術的研究時期，開展對液力機械的質量和效率，可以為我國的城市化施工進行有效的推動和保障。

1重型汽車液力機械自動變速器的應用類型分析

重型車輛的自動變速器結構機制可以從以下類型中進行自動變速器應用分析。

首先，由行星齒輪結構的變速器和液力變矩器串聯(lián)形成的自動變速器結構，美國和德國的重型汽車企業(yè)生產的自動變速器設備，這樣的結構能夠實現(xiàn)設備構件緊湊、換擋過程平穩(wěn)、利于變速器系列化的形成得以在很多汽車企業(yè)中應用。

其次，有固定軸式結構的齒輪變速器和液力變矩器串聯(lián)形成的自動變速器機構，上海某一款自卸車所采用的自動變速器機制，也是很多型號的坦克裝甲設備上使用的自動變速器。

最后，是德國使用較為廣泛的自動變速器類型，雙流液力機械自動變速器，這種變速器類型結構在傳動的過程中會將行星齒輪結構和液力變矩器形成并聯(lián)的狀態(tài)，之后在和機械自動變速器進行串聯(lián)，同時將車輛并聯(lián)的區(qū)域發(fā)動機的一部分形成變矩器的傳遞模式，而其他區(qū)域用行星齒輪結構進行傳遞，同時兼?zhèn)鋬煞N傳動方式的優(yōu)勢，因此被稱為雙流液力機械傳動形式的重型汽車自動變速模式，設備中并聯(lián)的部分被稱作液力機械變矩器。

2重型汽車液力機械自動變速器的發(fā)展現(xiàn)狀分析

重型汽車液力機械變速器在國外的發(fā)展是由傳統(tǒng)的汽車變速器生產過程中研發(fā)出來的，其主要代表的國家有美國、德國、日本等，其中具有該項技術的優(yōu)勢企業(yè)也不是很多，以下會對將重型汽車液力機械自動變速器的企業(yè)進行分析。

艾里遜變速箱公司（Allison Transmission in China）生產的自動變速系統(tǒng)是由美國通用汽車企業(yè)下的子公司研制開發(fā)的，在二十世紀初期為美國的軍用機械和多種型號的汽車生產變速設備，漸漸成為了生產變速器的專業(yè)廠家。在二十世紀五十年代中期，艾里遜變速箱公司推出了世界第一臺可以用于公共汽車以及卡車中使用的自動變速器系統(tǒng)。目前艾里遜變速箱公司在全球有四個大型的生產廠家，用于國際上的汽車變速器是市場供給。艾里遜變速箱公司的變速器分為不同車輛的系列，包括消防車、油田、課程、越野、公路等等，并且在二十世紀中期進入到了中國的重型汽車市場，并且在水利工程、海港用車、礦山車輛等方面擴大的國際市場。艾里遜變速箱公司已經開發(fā)了第四代變速控制系統(tǒng)，電控單元的芯片也增加了合理的內存，從軟件的和硬件的角度實現(xiàn)了性能的提高，在屏幕的選擇上使用了按鍵觸摸的形式，增加了相關的預警和警報功能，比如會對油箱的壽命和變速器的健康進行檢測和控制。

艾里遜變速箱公司生產的卡車變速器別分為兩個系列，其中檔位的設置也有所不同，其中七個檔位的設置屬于國際目前的領先水平，采用了模塊化的設計方式，由輸入、輸出、齒輪箱、電液控制系統(tǒng)、輔助裝置以及外部電子控制系統(tǒng)組成，使用了脈寬調制的電磁緩沖技術，具備換擋穩(wěn)定和反應靈敏等特點，能與重型車輛的發(fā)動機設備進行及時的協(xié)調，同時兼容的良好通訊系統(tǒng)能將汽車的整體構建進行優(yōu)化。

弗里德里西港ZF股份公司成立于二十世紀初期，在設立五年之間就已經在市場中供應了二十萬臺左右的不同型號和類型的變速設備，公司生產的產品種類也囊括了不同型號的車輛。弗里德里西港ZF股份公司生產的產品被是用在了轎車、商務車、軍用車以及其他關于工程、農用、建筑的大型機械中。其中使用最為廣泛的自動變速系統(tǒng)是AF-Ecomat系列的變速器。AF-Ecomat系列的變速器是一種可以用于兩棲環(huán)境內的重型車輛液力機械自動變速設備，既可以在民用環(huán)境下保障工程的質量和效率，也能為軍用工程提供較好的安全措施和系統(tǒng)構件。AF-Ecomat系列的變速器中的緩沖系統(tǒng)為重型車輛的安全性提供了保障，檔位點也可以根據不同環(huán)境下車輛承受的符合進行調整，讓車輛和發(fā)動機之間的匹配更加科學合理。

德國福伊特集團生產的自動變速設備是專門為大型的車輛設計并研制的，二十一世紀以來我國使用該集團產生的自動變速設備已經超過總體車輛數(shù)據的百分十二十以上，目前已經有近萬臺的液力機械自動變速器被應用在我國各品牌的大型客車之中。德國福伊特集團所采用的創(chuàng)新設計能夠在保障產品經濟性的同時維護車輛的運行穩(wěn)定。首先是集成式的結構設計，德國福伊特集團研制的汽車自動變速器將油管、緩速器、濾芯以及其他的線路都設計成集成的形式，將之放在變速器的本體之內，形成了便于安裝的自動變速裝置。德國福伊特集團設計的自動變速裝置還有著強大的數(shù)據處理系統(tǒng)，能夠在設備的數(shù)據后臺之內記錄汽車發(fā)生的各種狀況，在自動變速裝置全壽命期間形成完善的TCU動態(tài)信息，如車速、歷程、制動情況、油門開合以及離合器出現(xiàn)的磨損量等，車輛管理人員可以通過對記載數(shù)據的分析為駕駛員更好的提高車輛行駛效率做出貢獻。

結束語：

我國目前已經在各大高校開展了很多變速器研制相關的科研工作，同時也取得了一些科研成果，但是從真正的核心技術來看，我國對于進口的依賴情況還是不能消除。我國自出研發(fā)重型液力機械自動變速器的情況不容樂觀，而能夠提高裝置效率和質量的研發(fā)工作更是少之又少，因此我國還需要根據國家的實際情況加大自主研發(fā)力度，形成可以不依賴模仿和進口的重型液力機械自動變速器生產線。