汽車自動(dòng)變速器現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析

劉江 張坤 屈玉欣

摘要：自動(dòng)變速器是汽車動(dòng)力系統(tǒng)的重要部件，是發(fā)動(dòng)裝置動(dòng)力傳輸主要媒介，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳輸?shù)慕o汽車運(yùn)行上，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷優(yōu)化和發(fā)展，變速器也正在不斷優(yōu)化發(fā)展。筆者針對(duì)當(dāng)前汽車自動(dòng)變速器的發(fā)展現(xiàn)狀，分析未來發(fā)展趨勢(shì)，為自動(dòng)變速器的進(jìn)一步發(fā)展提出有益的思考。

關(guān)鍵詞：汽車;自動(dòng)變速器;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，與汽車相關(guān)的配件也在不斷發(fā)展，作為汽車重要部件的變速器也不斷發(fā)生著變化，以汽車自動(dòng)變速器為例，對(duì)其基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及存在的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并結(jié)合當(dāng)前汽車發(fā)展實(shí)際深入研究其重要作用，為汽車的安全性和可持續(xù)發(fā)展性提供更大的保障。

一、汽車自動(dòng)變速器的現(xiàn)狀

首先，汽車無級(jí)變速器的現(xiàn)狀。當(dāng)前汽車所使用的自動(dòng)變速器以無級(jí)變速器為主，這與傳統(tǒng)齒輪自動(dòng)變速器不同，無級(jí)變速主要使用帶輪進(jìn)行變速，包含固定組件和移動(dòng)組件，主要原理是 V 型槽構(gòu)造和金屬帶有效吻合，其在可移動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，能夠有效調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪傳動(dòng)帶的接觸半徑，進(jìn)行傳動(dòng)比的有效轉(zhuǎn)化。無級(jí)變速器與傳統(tǒng)變速器相比，無級(jí)變速操作更簡(jiǎn)單，空間占有量更小。早期的無級(jí)變速器采取鋼帶和主從動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)變速，鋼帶負(fù)責(zé)傳送，材質(zhì)為鋼材，對(duì)于扭矩力承擔(dān)有一定的局限，穩(wěn)定性也得不到保障，一般會(huì)配備在小功率車型上。上世紀(jì)60年代無級(jí)變速器技術(shù)得到飛速發(fā)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(shí)，在長(zhǎng)期使用過程中不會(huì)產(chǎn)生熱量，使其使用車型更加廣泛。

其次，電動(dòng)控制機(jī)械自動(dòng)變速器。這種變速器最早是由日本設(shè)計(jì)并使用的，大概產(chǎn)生于上世紀(jì)80年代。雖然機(jī)械構(gòu)造，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)容易，成本也比較低，關(guān)鍵是其工作效率高，尤其是手動(dòng)變速上傳輸效率更高。同時(shí)，這種變速器安裝比較方便，在手動(dòng)變速操作中，中等變速更為方便。在20世紀(jì)80年代，我國對(duì)電控機(jī)械自動(dòng)變速開展科研攻關(guān)，很多高等院校、企業(yè)進(jìn)行研究，投入大量資金和人力，大大改進(jìn)了其工藝和安全性。比如北京理工大學(xué)研發(fā)的3檔電動(dòng)控制機(jī)械自動(dòng)變速器應(yīng)用于新能源汽車，其加速時(shí)間降低了近四分之一，而耗電量降低了十分之一。有的企業(yè)研發(fā)了動(dòng)力恢復(fù)補(bǔ)償技術(shù)，在2檔電動(dòng)控制機(jī)械自動(dòng)變速器的改造上提升了汽車運(yùn)行的平穩(wěn)性。

再次，雙離合變速器。我國非常重視此類變速器的研發(fā)和使用，并增加研發(fā)力度和資金投入，創(chuàng)新了相關(guān)技術(shù)，促進(jìn)其在世界范圍內(nèi)的傳播。雙離合變速器提高了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的傳輸效率，提升了汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)能力，被廣大汽車企業(yè)高度重視。在汽車運(yùn)行當(dāng)中，雙離合變速器的采取增強(qiáng)了換檔量級(jí)，優(yōu)化了換檔品質(zhì)，提高了傳送效率。雙離合變速器和傳統(tǒng)自動(dòng)變速器相比，性能更加優(yōu)化。法國在這方面的研究取得成就最大，但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)的限制，并沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。雙離合變速器具有多種優(yōu)勢(shì)，發(fā)展前景廣闊。當(dāng)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(duì)雙離合變速器進(jìn)行升級(jí)，開發(fā)了2檔變速，大大提升了續(xù)航里程，也對(duì)濕式雙離合變速器進(jìn)行了改造，并采取更為先進(jìn)的噴式潤(rùn)滑系統(tǒng)，增強(qiáng)了工作效率。

最后，液力自動(dòng)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(dòng)軸，并以此來實(shí)現(xiàn)檔位變換。液力自動(dòng)變速器主要使用液壓耦合器，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳輸，并借助齒輪來調(diào)整檔位。經(jīng)過長(zhǎng)期的應(yīng)用研究和完善，該變速器目前比較成熟，加之其操作簡(jiǎn)單，使用較為舒適，動(dòng)力性能更加優(yōu)化，被廣泛使用在汽車當(dāng)中。不過液力自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，效率相對(duì)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(dòng)變速器的未來發(fā)展

第一，朝著更高品質(zhì)換檔方向發(fā)展。當(dāng)前汽車換檔更追求換檔性能和舒適，汽車自動(dòng)變速器的發(fā)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(dòng)變速器在工作中，要有效控制離合使用。另外，人們對(duì)換擋部件性能進(jìn)行有效改善，或者提升相關(guān)影響因素的穩(wěn)定性，能夠有效提升換擋品質(zhì)?？刂葡到y(tǒng)參數(shù)和溫度的自適應(yīng)性充分體現(xiàn)了自適應(yīng)能力，目前汽車實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和參數(shù)辨識(shí)的自適應(yīng)控制，能夠有效提升換擋品質(zhì)。換擋品質(zhì)受到外界不可控相關(guān)調(diào)節(jié)的影響，如自然環(huán)境的溫度存在一定變化的情況下，會(huì)造成液壓油的黏度產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)變，在一定程度上降低了自動(dòng)變速器的換擋品質(zhì)。

第二，實(shí)現(xiàn)智能化換擋。自動(dòng)變速器追求其全智能化發(fā)展，能夠自主的結(jié)合駕駛?cè)藛T的思想，根據(jù)駕駛環(huán)境，實(shí)現(xiàn)智能換擋，實(shí)現(xiàn)更高品質(zhì)的性能，取得良好的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、容錯(cuò)處理等效果。人們?yōu)榱烁纳谱詣?dòng)變速器的智能化特點(diǎn)，逐漸研究新型的控制技術(shù)，采用統(tǒng)計(jì)的措施結(jié)合統(tǒng)計(jì)分布設(shè)計(jì)行駛環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)，在系統(tǒng)中應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)。汽車在任何不同行駛環(huán)境中，能夠采用模糊規(guī)則體現(xiàn)出駕駛員的經(jīng)驗(yàn)。

第三，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速器多檔化。類似齒輪和軸承的摩擦、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)能源需求等對(duì)變速器內(nèi)部功效產(chǎn)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(dòng)汽車需要的檔位數(shù)，對(duì)變速器的內(nèi)部和外部功效進(jìn)行有效的平衡。現(xiàn)階段，液力自動(dòng)變速器在發(fā)展的過程中，5 擋和 6 擋變速器將會(huì)逐漸取代 擋變速器，適當(dāng)增加變速器檔位，能夠有效地?cái)U(kuò)大速比范圍，同時(shí)能夠?qū)λ俦冗M(jìn)行科學(xué)合理的分配。

第四，電子控制一體化發(fā)展。電子控制自動(dòng)變速器逐漸進(jìn)行更加良好的發(fā)展和完善，實(shí)現(xiàn)綜合控制、微機(jī)控制?，F(xiàn)階段，汽車電子技術(shù)逐漸將每個(gè)獨(dú)立的汽車電子控制單元有效的合成一體。電子控制參數(shù)能夠?qū)ψ詣?dòng)變速器的工作環(huán)境和行駛環(huán)境等信號(hào)進(jìn)行全面準(zhǔn)確反映，更加全面的展現(xiàn)了其實(shí)際工作狀況，同時(shí)在微機(jī)中儲(chǔ)存多種不同的換擋規(guī)律，進(jìn)而汽車駕駛者能夠采用相關(guān)的換擋規(guī)律達(dá)到更加優(yōu)質(zhì)的換擋控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]淺談自動(dòng)變速箱油溫度控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展及趨勢(shì)研究[J].武磊.數(shù)碼世界.2020（05）

[2]汽車自動(dòng)變速器測(cè)試機(jī)的研究與應(yīng)用[J].吳飛.汽車實(shí)用技術(shù). 2019（11）

[3]液力自動(dòng)變速器的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)研究[J].趙陽春，朱新明，周明，鄭謀.汽車實(shí)用技術(shù). 2019（02）