第一節(jié) 自動變速技術(shù)的分類及發(fā)展趨勢

變速器可使汽車實現(xiàn)車速和扭矩的變化，按照變速器的操縱方式不同，分為強制操縱式和自動操縱式。強制操縱式即駕駛員通過離合器、換檔桿和油門踏板的配合來換檔的變速器。強制操縱式變速器的傳動效率高，現(xiàn)在仍大量使用，但起步和換檔時有沖擊，駕駛員操作易疲勞，產(chǎn)生不安全因素。自動操縱式就是駕駛員只通過油門踏板就可換檔的變速器，即所謂自動變速器。

目前國內(nèi)外汽車自動變速器主要有液力機械式自動變速器(Automatic Transmission，簡稱AT)、機械式無級變速器(continuously variable transmission，簡稱CVT)、電控機械式自動變速器(automatedme—chanical transmission，簡稱AMT)。按動力源又可分為液壓、電動、氣動3種形式。

1、AT傳動系統(tǒng)

AT傳動系統(tǒng)是指液力變矩器加行星齒輪變速器，或固定軸式變速器增加自動變速操縱系統(tǒng)組成的自動變速系統(tǒng)。AT是以液體為傳遞介質(zhì)，通過工作液體與工作輪葉片的相互作用來改變轉(zhuǎn)矩。完整的自動變速器由3部分組成：液力偶合器(液力變矩器)、行星齒輪變速器或固定軸式變速器(即機械變速器)和自動換檔操縱系統(tǒng)。其中，前者起到離合器的作用，且可以在小范圍內(nèi)無級改變傳動比；機械變速器在自動換檔系統(tǒng)的控制下，較大范圍內(nèi)完成換檔變速功能，所以通常稱為液力機械式自動變速器。液力偶合器中液體在循環(huán)流動過程中沒有受到外力，故其不改變傳遞的轉(zhuǎn)矩。但是，工作介質(zhì)為液體，渦輪和泵輪之間可以有較大的轉(zhuǎn)速差，因此可以保證汽車平穩(wěn)起步和加速，減少傳動系的扭轉(zhuǎn)振動并防止傳動系過載。液力變矩器除起到傳遞轉(zhuǎn)矩的作用外，還能夠隨著汽車行駛阻力的不同而自行改變變矩系數(shù)和傳動比。它具有無級連續(xù)變速和改變轉(zhuǎn)矩的能力，對外負載有良好的自動調(diào)節(jié)和適應(yīng)性，使車輛起步平穩(wěn)，加速迅速均勻。其減振作用降低了傳動系的動載和扭振，延長了傳動系的使用壽命，提高了乘坐舒適性、行駛安全性、通過性及車輛的平均速度。但單個變矩器存在效率不高、變矩范圍有限的問題，需串聯(lián)或并聯(lián)一個定軸式或者旋轉(zhuǎn)軸式機械變速器，以擴大變速和變矩范圍。

現(xiàn)代無級變速器傳動效率提高，油門反應(yīng)快、油耗低，隨著汽車技術(shù)的進步，已經(jīng)越來越不滿足于液力自動變速器，從實現(xiàn)汽車從有級變速階段向無級變速階段的飛躍。福特、奧迪等企業(yè)紛紛推出了能夠匹配大排量發(fā)動機的無級變速器。目前國內(nèi)的自動檔基本上全是液力自動變速器，只有奧迪采用了無級變速器。奧迪無級/手動一體式變速器，其就在原有的無級變速器基礎(chǔ)上，進行多項技術(shù)上的創(chuàng)新、改進和提高。

目前，AT傳動系統(tǒng)占據(jù)自動變速系統(tǒng)的主導(dǎo)地位，在美國和日本有著很高的市場占有率，目前國產(chǎn)汽車裝備的自動變速器采用的都是AT變速系統(tǒng)。AT傳動系統(tǒng)簡化了操縱、提高了舒適性和車輛平均速度以及行駛安全性和通過性，但是它存在傳動效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難及成本高等缺點液力自動變速器的發(fā)展歷經(jīng)采用多元件工作輪液力變矩器、閉鎖離合器、增加行星齒輪變速器檔位及電子控制等多種方法，采用換檔點控制、變矩器閉縮離合器控制及換檔質(zhì)量控制等，使之綜合經(jīng)濟性能進一步提高。

2、CVT傳動系統(tǒng)

1886年德國Daimlar—Benz公司最早將其生產(chǎn)的V型橡膠帶式無級自動變速傳動應(yīng)用于汽油汽車上。1958年H．VanDoorne博士成功研制了V型橡膠帶式無級自動變速器(即Variomatic無級自動變速器)，并裝備于DAF公司的小型轎車上。后來他又研制成功了金屬帶式無級自動變速器VDT—CVT，并于80年代后期實現(xiàn)商品化。VDT公司又于90年代研制成功了性能更佳的第2代VDT—CVT傳動器。

機械式無級變速器與液力傳動自動變速器相比，在操縱方便性和乘坐舒適性方面可與液力變矩器相媲美，而其傳動效率卻遠高于液力變矩器。更主要的是它能最好地協(xié)調(diào)車輛外界行駛條件與發(fā)動機負載，充分發(fā)揮發(fā)動機動力，提高整車燃油經(jīng)濟性。從理論上講CVT可使發(fā)動機始終在經(jīng)濟工況下運行。

目前我國CVT已經(jīng)進入實用階段，一汽-大眾生產(chǎn)的奧迪A6轎車已選裝CVT無級變速器，它采用帶/鏈傳動，是奧迪公司首家推出能夠應(yīng)用于功率和扭矩分別達到150kW和300Nm的V62.8L發(fā)動機系統(tǒng)的CVT變速器，并且正在制定一個在行駛性能、燃油經(jīng)濟性和動力性及舒適性等方面的新標(biāo)準。

3、AMT傳動系統(tǒng)

電控機械式自動變速器以其傳動效率高、成本低和易于制造等優(yōu)點在自動變速器家族中占有重要的地位。AMT的發(fā)展大致分為3個階段：

1）發(fā)展半自動AMT。通過全機械或液壓控制實現(xiàn)離合器的自動化，這種系統(tǒng)的控制效果不好，沒有太多的應(yīng)用。

2）發(fā)展全自動AMT。重點是離合器的起步控制、換檔操縱規(guī)律，使AMT進入了實用階段。

3） 研究 智能化的AMT。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等智能控制方法，使離合器的起步控制和換檔操縱規(guī)律與外界道路環(huán)境情況、人的主觀駕駛意圖、車輛的運行狀態(tài)密切相關(guān)，以提高AMT傳動系統(tǒng)的智能化。

目前，電控自動變速、電控發(fā)動機、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)及防側(cè)滑系統(tǒng)(ASR)等相繼在車輛上使用。因此，將AMT的控制同發(fā)動機、ABS及ASR等相結(jié)合，實現(xiàn)動力傳動系統(tǒng)一體化控制，可提高傳動系統(tǒng)的性能，優(yōu)化控制效果。

現(xiàn)代汽車變速器的發(fā)展趨勢是向著可調(diào)自動變速器或無級變速器方向發(fā)展。采用無級變速器可以節(jié)約燃油，使汽車單位油耗的行駛里程提高30%。通過選擇最佳傳動比，能夠使發(fā)動機保持在很窄的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，從而獲得最有利的功率輸出，無級變速器傳動比傳統(tǒng)的自動變速器結(jié)構(gòu)更簡單而緊湊。自20世紀90年代以來，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及用戶對它的操縱性能、舒適性、安全性能等方面的苛刻要求，世界上許多汽車生產(chǎn)廠家不斷投入人力和財力，大力加強自動變速器的技術(shù) 研究 ，促進其不斷的向前發(fā)展。

第二節(jié) 新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況

一、中發(fā)聯(lián)動態(tài)

中發(fā)聯(lián)是在國家發(fā)改委推動下，由12家(一汽、上汽、東風(fēng)、長安、奇瑞、華晨、江淮、長豐、吉利、廣汽、中順、長城)中國車企聯(lián)合成立的投資有限公司。在中國企業(yè)對發(fā)動機技術(shù)已經(jīng)普遍掌握的情況下，自動變速器技術(shù)一直被認為是汽車核心零部件的最后堡壘，也是被看作最有可能實現(xiàn)聯(lián)合開發(fā)的技術(shù)。

中發(fā)聯(lián)重點事件列表

時間 事件 注解

2008年6月 一汽、上汽、東風(fēng)、長安、奇瑞、華晨、江淮、長豐、吉利、廣汽、長城、中順等12家本土汽車企業(yè)共同投資成立中發(fā)聯(lián)。 發(fā)改委牽頭成立中發(fā)聯(lián)的初衷是，降低合資企業(yè)成本的同時，國內(nèi)企業(yè)也減少了研發(fā)領(lǐng)域的重復(fù)投資。由于中發(fā)聯(lián)集中了12家主要的自主品牌企業(yè)，其龐大的市場份額也許可以作為外方技術(shù)轉(zhuǎn)讓的籌碼。

2008年11月 聯(lián)合了12家中國本土汽車制造商的中發(fā)聯(lián)投資有限公司與博格華納（中國）投資有限公司在北京簽署了雙離合器（DCT）項目合資合同，雙方將合資成立博格華納雙離合器傳動系統(tǒng)有限公司。 在比較了多種技術(shù)路線之后，發(fā)改委決定引進博格華納的DCT技術(shù)，合資談判成功后，在國內(nèi)汽車企業(yè)中征詢加盟者，最終確定了12家企業(yè)名單和各自的股比。

2009年5月 博格華納、中發(fā)聯(lián)DCT控制模塊大連合資廠奠基 工廠主要開發(fā)生產(chǎn)汽車雙離合器自動變速箱中的核心產(chǎn)品：雙離合器模塊、扭振減震器模塊和控制模塊，計劃年產(chǎn)量達到50萬套模塊。雙離合器變速箱是當(dāng)今世界技術(shù)最領(lǐng)先的自動變速箱，博格華納大連新工廠的成立將填補我國汽車產(chǎn)業(yè)在這方面的欠缺。

2009年7月 中發(fā)聯(lián)團隊就DCT開發(fā)拜訪吉孚位于德國阿爾斯多夫的總部 基于對吉孚在變速箱領(lǐng)域的專業(yè)度及開發(fā)經(jīng)驗方面，以及吉孚在中國建立的本地化研發(fā)實體，成為此次討論的關(guān)注點。雙方希望能在將來就DCT在中國的開發(fā)展開合作。

2009年7月 中發(fā)聯(lián)總裁張仁琪帶領(lǐng)中發(fā)聯(lián)旗下一汽、長安、江淮和長豐汽車四家公司共9人參觀考察了德國吉孚(GIF)、霍弗(Hofer)公司和英國的里卡多(Ricardo)三家變速箱設(shè)計開發(fā)公司。 中發(fā)聯(lián)計劃在DCT變速箱總成設(shè)計開發(fā)領(lǐng)域成立一家合資公司，此次赴歐洲考察就是為了尋找合資對象。

二、自動變速技術(shù)應(yīng)用 分析

1、商用車輛

ZF公司有著多年來從事商用車輛自動變速器生產(chǎn)的經(jīng)驗。最初投入應(yīng)用的產(chǎn)品已超過10年。應(yīng)用領(lǐng)域從重型長距離運輸車輛、建筑工地的重型卡車到巴士、軌道起重機車輛。配備自動變速器的卡車使得運輸企業(yè)具有顯著的優(yōu)勢：利用自動換檔程序減少燃油消耗。利用軟件替代機械零部件的功能以增加裝載量。通過更長的離合器壽命和避免誤差操作以減少維修成本。減輕駕駛員負擔(dān)以提高安全性。

2009年年初國務(wù)院發(fā)布的汽車產(chǎn)業(yè)振興 規(guī)劃 中明確提出：“今后三年，在新增中央投資中安排100億元作為技術(shù)進步、技術(shù)改造專項資金，重點支持汽車生產(chǎn)企業(yè)進行產(chǎn)品升級，提高節(jié)能、環(huán)保、安全等關(guān)鍵技術(shù)水平；開發(fā)填補國內(nèi)空白的關(guān)鍵總成產(chǎn)品；建設(shè)汽車及零部件共性技術(shù)研制和檢測平臺；發(fā)展新能源汽車及專用零部件。”

而公布的重點技術(shù)改造項目中，商用車自動控制機械變速器(以下簡稱AMT)赫然在列。無論是AT(自動變速器)還是AMT，國內(nèi)商用車的自動變速器市場幾乎被采埃孚、艾里遜和伊頓3家外資企業(yè)所壟斷，國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化僅從2008年才嶄露頭角。

2008年底，誰是國內(nèi)首家裝配自主AMT重卡的爭論在一汽解放和中國重汽之間展開。2008年12月，一汽解放5輛裝載自主研發(fā)AMT的重卡產(chǎn)品交付用戶。一周后，在中國重汽2009年商務(wù)大會上，中國重汽高調(diào)推出搭載自動變速器的HOWOA7重卡產(chǎn)品，并宣布中國重汽與威伯科合作研發(fā)的“重汽智能手自一體”16擋電控變速器進入量產(chǎn)階段。一時間，國內(nèi)重卡是否進入AMT時代的討論熱火朝天。

相比而言，客車裝配自動變速器的案例已經(jīng)很多，北京公交采購的低地板公交車大多采用采埃孚等外資企業(yè)的自動變速器產(chǎn)品。

2、乘用車輛

目前，中國乘用車用自動變速器生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量很少，配套規(guī)模每年約為30萬臺左右。中國具有自動變速器生產(chǎn)能力的生產(chǎn)企業(yè)基本是合資企業(yè)，主要有：上海采埃孚變速器有限公司、北京摩比斯變速器有限公司、采埃孚傳動技術(shù)（蘇州）有限公司、天津艾達自動變速器有限公司等，自主品牌自動變速器生產(chǎn)企業(yè)只有吉利汽車一家實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，自2005年初開始裝車投放市場，一年中累計裝車6000余輛。

為中國乘用車配套的國外自動變速器生產(chǎn)企業(yè)主要有：豐田汽車公司，日本愛信精機公司、捷特科（JATCO）、采埃孚（ZF）、日本Mazda公司、日本大發(fā)工業(yè)株式會社、德國福伊特（VOITH）公司、戴姆勒克萊斯勒股份公司、法國雷諾公司等。

3、工程車輛

從上世紀80年代開始將自動變速技術(shù)應(yīng)用于工程車輛中，目前自動變速技術(shù)主要應(yīng)用在裝載機、平地機、推土機、叉車和自卸車等。80年代初期，VOLVO裝載機變速器首次采用電子控制自動換擋。1994年美國DPTECNORD公司已開始生產(chǎn)動力換擋變速箱的電液比例換擋控制系統(tǒng)。根據(jù)各制造廠變速箱的控制原理和結(jié)構(gòu)尺寸，設(shè)計、制造其相應(yīng)的電子液壓比例換擋控制系統(tǒng)，對原手動換擋變速箱進行電液比例控制換擋的升級改造。改造后的換擋控制系統(tǒng)具有技術(shù)性能先進、可靠性高、效率高、操縱輕松方便等優(yōu)點，并具有多項安全保護功能，大大提高了裝載機的工作可靠性、安全性、作業(yè)效率。到90年代中期，美國70％以上的工程機械裝備了自動變速器，日本達到了60％，歐洲發(fā)達國家也達到了30％。如今，國外帶全自動變速系統(tǒng)的變速箱已產(chǎn)業(yè)化，半自動和全自動電液換擋控制系統(tǒng)在國外工程機械上已廣泛應(yīng)用。如CAT、VOLVO、JCB及小松等工程機械企業(yè)，其生產(chǎn)的裝載機基本上均采用該類變速換擋控制系統(tǒng)。

美國CLARK公司生產(chǎn)的變速器設(shè)有自動換擋變速控制系統(tǒng)(PAS)。系統(tǒng)中的微處理器可根據(jù)發(fā)動機油門、變矩器、變速器等裝置的實際工況，控制變速器在適當(dāng)時候自動換擋，縮短作業(yè)循環(huán)時間，降低燃油消耗量，同時減少換擋沖擊，增加駕駛員操作舒適性。

德國ZF公司的WG200動力換擋變速器的換擋策略根據(jù)裝載機一擋只用于鏟土阻力較大時使用這一實際作業(yè)工況，設(shè)置了KD(即Kickdown)鍵來快速降入一擋，增大推進力，鏟土完成后，直接倒二擋退出。KD鍵的設(shè)置，大大簡化了操作過程，提高了生產(chǎn)率，減輕了司機的勞動強度?？ㄌ乇壤展狙兄频碾娮涌刂谱兯倨魇且环N對發(fā)動機和變速器整體進行控制的自動變速控制系統(tǒng)，可控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、油耗、油液液面高度等。

瑞典VOLVO公司的輪式裝載機配備的APSII今自動換擋控制器具有世界先進水平。變速器的換擋選擇裝置是由電磁閥控制的。微型計算機對發(fā)動機轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速進行處理，再把處理的信息傳送給電磁閥，令電磁閥控制裝載機在最佳時刻換擋，從而減少循環(huán)時間，提高生產(chǎn)率，降低油耗，提高作業(yè)經(jīng)濟性，且永不錯位換擋。

目前，日本工程車輛自動變速技術(shù)的 研究 處于世界領(lǐng)先地位。川崎重工公司KLD97Z型輪式裝載機采用的自動換擋控制變速器，由微型計算機判斷車速與發(fā)動機匹配的最佳速度范圍，對變速用的電磁閥進行控制，實現(xiàn)自動變速或自動制動控制。其控制器易于進行動作的確認和故障診斷，并具有自診斷功能。由于采用電子式變速控制，變速桿的前進與后退及換擋操作就變成為指觸(鍵盤)式，使運轉(zhuǎn)操作十分輕便，減輕了司機的疲勞。小松公司的WA500—3和WA600—3裝載機可以根據(jù)工作方式和操縱桿位置的不同而在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)自動變速，并且具有自動降擋開關(guān)(DDS)，在2擋或車速12Km／h以下，操作降擋開關(guān)則可降為1擋。若想保持3擋或4擋，只需按下動臂操縱桿旁邊的保持開關(guān)，便能保持該擋不變。目前，日本小松公司已經(jīng)開始開發(fā)研制無人駕駛裝載機，走在世界工程機械的前列。

目前國外對液力自動變速控制系統(tǒng)的 研究 主要集中在換擋策略的開發(fā)和換擋品質(zhì)的改善。上世紀9O代初，N．Narumi和H．Suzuki對車輛傳動系統(tǒng)控制的發(fā)展趨勢進行了預(yù)測，認為離合器閉鎖控制和擋位優(yōu)化控制將是未來數(shù)十年傳動控制的發(fā)展趨勢，而無級變速則更具有潛在的開發(fā)前景。HiroshiYamaguchi和YasushiNarita等利用模糊控制技術(shù)對液力機械傳動車輛進行了變速器選擋控制，并取得了預(yù)期的成果。JohnJ．Moskwa和ScottA．Munns等在他們的論文中較為系統(tǒng)地闡述了車輛傳動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立的基本原理和試驗方法。Andreww．Phillips和DenniSN．AssaniS利用計算機對某5噸車輛液力機械傳動系統(tǒng)進行了仿真 研究 ，并且提出了改進燃油經(jīng)濟性和車輛性能的方案。KoheiKusaka和YasunoriOhkura對裝備有液力機械傳動的垃圾車換擋執(zhí)行機構(gòu)(電液控制閥)進行了大膽的改造，控制離合器的接合力，使換擋過程更加平順。ToshimichiMinowa和TatsuyaOchi等也利用轉(zhuǎn)矩估計的方法對換擋平順性問題進行了 研究 。GamalAhmedElnashar博士建立了車輛自動變速模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，并根據(jù)選定的模糊邏輯控制參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)權(quán)值在計算機上進行了仿真 研究 。

我國對工程車輛自動變速技術(shù)的 研究 起步較晚。直到上世紀9O年代，重大工程機械裝備如5．4立方米輪式裝載機和42噸集裝箱叉車上才采用了自動變速器。但該自動變速器并非自行研制，而是從美國CLARK公司購買的。目前，我國工程機械的整體水平較低，許多關(guān)鍵性技術(shù)沒有突破，特別是在提高作業(yè)效率，減少工作強度方面。工程車輛自動變速技術(shù)還處于“引進一消化一吸收”的階段。柳州工程機械股份有限公司在ZL50輪式裝載機上裝配了德國zF公司的自動變速器，雖然價格昂貴，但是由于率先開始了產(chǎn)品的技術(shù)更新?lián)Q代，已引起國內(nèi)同 行業(yè) 廠家的關(guān)注。大連叉車總廠在FD420叉車上引進了美國CLARK公司的APCIO0自動變速器。山東工程機械集團有限公司也開始在引進的日本小松D155推土機上進行自動變速系統(tǒng)的開發(fā)。這些廠家仍只停留在引進傳動裝置總成的階段，對于國外引進技術(shù)的消化和吸收力度仍很欠缺。

吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、同濟大學(xué)等多家單位均對液力自動變速控制技術(shù)進行了 研究 ，并取得了一些科研成果。北京理工大學(xué)通過軍用車輛成熟技術(shù)部分移植到民用汽車上，實現(xiàn)了液力自動變速器的電子控制，其電控硬件、軟件具備了實用化水平。在國內(nèi)汽車 行業(yè) ，實現(xiàn)了液力自動變速器電控操縱系統(tǒng)的產(chǎn)品化開發(fā)。同濟大學(xué)利用邏輯法對液力自動變速液壓系統(tǒng)進行 分析 和設(shè)計，并建立了液力自動換擋過程的通用動力學(xué)數(shù)學(xué)模型。此外，還建立了換擋平穩(wěn)性主客觀指標(biāo)相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，從而對改善液力自動變速器的換擋品質(zhì)具有一定指導(dǎo)意義。吉林大學(xué)率先將智能控制理論應(yīng)用到工程機械中。將自適應(yīng)理論與模糊技術(shù)相結(jié)合 研究 了基于模糊自適應(yīng)自動變速控制策略。通過在TY320推土機的試驗，證明了具有模糊自適應(yīng)能力的變速器可以對車輛使用質(zhì)量的變化產(chǎn)生自動適應(yīng)性。同時，針對液力自動變速器(AT)存在的低效率問題提出效率換擋策略，并對這一換擋規(guī)律進行了初步探討，通過臺架試驗驗證了其可行性。而后，將智能控制理論應(yīng)用于工程車輛自動換擋控制。

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)用戶對工程車輛整機性能要求也將越來越高，因此，將電子技術(shù)、自動控制技術(shù)和人工智能技術(shù)應(yīng)用于工程車輛中，對其傳動系實現(xiàn)自動控制，開發(fā)具有智能化的工程車輛自動變速器是提高整車自動化水平和產(chǎn)品性能價格比的一項關(guān)鍵技術(shù)，也是今后發(fā)展的必然趨勢。

4、重型車輛

重型車輛變速器的發(fā)展方向是半自動或自動換檔，由于自動變速器可保證發(fā)動機穩(wěn)定地在高扭矩的經(jīng)濟轉(zhuǎn)速下工作，操作容易，大大簡化了駕駛員的頻繁換檔操作，使重型汽車的駕駛變得更加輕便。培訓(xùn)簡單，駕駛舒適，零部件壽命延長，車輛使用率提高，動力性，經(jīng)濟性均較好，歐美發(fā)達國家和香港、泰國等地公交車輛幾乎全部采用自動變速器。重型車輛配置自動變速器的比例逐年增長，據(jù)肯沃思公司稱，他們生產(chǎn)的重型牽引車中有12％帶自動變速器，弗萊特林那公司售出的卡車有15％帶自動變速器。目前，生產(chǎn)自動變速箱的廠家主要在歐美，而100kW(135HP)以上自動變速箱，美國艾里遜和德國ZF兩家的市場占有率達95％以上，其中艾里遜達8O％以上。

在幾種型式的自動變速系統(tǒng)中，ANT技術(shù)是重型車輛自動變速的一個重要發(fā)展方向，其運用率正逐步上升，并得到了用戶的認同。從上世紀90年代開始，美國、德國生產(chǎn)的重型車開始使用電控機械式自動變速器，從而使復(fù)雜多變條件下工作的車輛的換檔品質(zhì)和起步性能得到提高。

國內(nèi)重型車輛自動變速傳動系統(tǒng)開發(fā)生產(chǎn)尚處于起步階段，存在AT和AMT兩條道路。顯然AT的結(jié)構(gòu)遠比傳統(tǒng)的定軸式機械變速器復(fù)雜，其制造技術(shù)及成本價格都高得多。尤其是其自動控制系統(tǒng)的液壓閥組，不僅制造難、成本高，而且對動力傳動系及整車參數(shù)的適應(yīng)性也差。所以，雖然AT技術(shù)已很成熟，并受到了廣泛的歡迎，但在產(chǎn)品易變型、多品種、批量小及汽車工業(yè)整體技術(shù)水平尚不高的情況下，使得AT的適用范圍受到了局限。

目前，中國重型車輛裝用的都是手動機械式變速器，形成了相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)能力，AMT是一種經(jīng)濟型的自動變速器，在重型載貨車上具有廣闊的應(yīng)用空間。AMT與AT相比，更適合中國的汽車工業(yè)現(xiàn)實。開發(fā)生產(chǎn)AMT可以保留原有的手動變速器生產(chǎn)線，可大大節(jié)省用于重建專業(yè)生產(chǎn)線及設(shè)備的投資，因而具有巨大的現(xiàn)實意義。

第三節(jié) 國外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

AT適合于中高級轎車，研發(fā)主要在美國和日本，從上面的介紹可知AT的效率主要損失在液力變矩器，首先從變矩器本身入手來提高效率，采用結(jié)構(gòu)簡單的三元件兩相變速器，運用三維流動理論進行變矩器設(shè)計優(yōu)化等。其次采用閉鎖離合器在高檔時將液力傳動變?yōu)闄C械傳動，但是發(fā)動機的振動和噪聲就無法隔絕，為了解決此矛盾，各變速器廠商采用了閉鎖離合器打滑控制，控制閉鎖離合器摩擦片上的壓緊油壓，產(chǎn)生微小打滑來衰減發(fā)動機的振動，油耗增加很少的情況下平穩(wěn)性大大提高。另外，增加AT的檔位同樣可以改善燃油經(jīng)濟性，預(yù)計6檔AT將很快普及。所有提高AT效率的措施和控制都是TCU來實現(xiàn)的，通過增加換檔模式、完善換檔規(guī)律和換檔策略，性能得到提高的同時也極大的滿足了駕駛者的意愿。日本AisinAW為上海汽車Roewe750精心打造的Triple-mode5AT將其匹配的2.5KV6發(fā)動機的各項性能發(fā)揮的淋漓盡致。

由于能源和環(huán)境問題日益嚴重，對AMT的開發(fā)被再次提上日程，研發(fā)主要在歐洲，除了在控制器集成化，發(fā)動機和變速器聯(lián)合集成控制方面外，還對傳動不平穩(wěn)和動力中斷提出改進措施。如雙質(zhì)量飛輪（DualMassFlywheel）可以大大降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速和扭矩的不均勻性，使整車振動和噪聲降低。近年來，出現(xiàn)了自動換檔變速器，AST(AutomatedShiftTransmission)，希望改進AMT的兩大缺點，在現(xiàn)有的AT基礎(chǔ)上將變矩器改為濕式離合器，具有了類似AT的性能，但傳動效率比AT高，難度在于濕式離合器的控制，目前還處于概念研發(fā)階段。

DCT由于綜合了AT和AMT的優(yōu)點，被認為是最有前途的自動變速器，先進技術(shù)主要在歐洲，特別是德國大眾公司在2003年推出了雙離合器變速器DSG(DirectShiftGearbox)，并用于高爾夫R32、奧迪TT3.2等車型，據(jù)其數(shù)據(jù)，這種2個離合器的設(shè)計，對車輛加速和節(jié)油方面均有提高。

第四節(jié) 技術(shù)開發(fā)熱點、難點 分析

通常自動變速器僅以車速和節(jié)氣門開度作為換擋控制參數(shù)，根據(jù)平路行駛時確定的最佳燃油經(jīng)濟性或最佳動力性換擋規(guī)律進行換擋。這種未考慮行駛環(huán)境信息，僅基于汽車行駛狀態(tài)的換擋系統(tǒng)雖然在通常的行駛環(huán)境中具有令人滿意的性能，但當(dāng)汽車在特定的行駛環(huán)境行駛時可能產(chǎn)生問題，如：上坡行駛時的換擋循環(huán)問題、下坡行駛時不能自主利用發(fā)動機的牽阻作用使汽車減速的問題、轉(zhuǎn)彎時的頻繁換擋問題以及濕滑路況下的打滑問題等。為解決這些問題，一般通過在自動變速器上加裝各種輔助按鍵(如運動、雪地、冬天等模式按鍵)以及設(shè)置換擋手柄的不同柄位等方法來幫助駕駛員完成駕駛?cè)蝿?wù)。雖然在這些眾多輔助裝置的幫助下，通常的自動變速器能夠工作于各種行駛環(huán)境中，但大量的按鍵和手柄柄位顯然增加了駕駛員的工作負擔(dān)，提高了對駕駛員操縱技能的要求。另一方面，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，今后的汽車駕駛應(yīng)該不再僅僅是一種勞動，而更應(yīng)該成為一種樂趣的觀念正在為人們接受。怎樣使汽車自動變速器也具有人的智慧，能夠自主地根據(jù)行駛環(huán)境和駕駛員的個性意愿來換擋，成為今后自動變速技術(shù)發(fā)展的方向和汽車向未來全智能模式發(fā)展的重要課題。

近年來，世界各大汽車廠取得的一些階段性成果已經(jīng)迅速應(yīng)用于新開發(fā)的車型上，成為汽車廠商新的利潤增長點，比較有代表性的有以下幾種系統(tǒng)。

第五節(jié) 技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析

1、電子控制全域鎖止離合器：為了提高傳動效率，改善經(jīng)濟性能，轎車用自動變速器普遍采用了液力變矩器鎖止離合器，并進行電子控制以保持其換檔的平順性。鎖止式液力變矩器其功能特點所決定了自動變速器由液力偶合器——液力變矩器——鎖止式液力變矩器的過程。液力變矩器除了能傳遞扭矩外，還能增大發(fā)動機的扭矩，以吸收扭轉(zhuǎn)振動的作用，液力偶合器卻不能。帶鎖止離合器的液力變矩器，克服了液力變矩器輸出軸與輸入軸之間存在滑動而使液力變矩器傳動效率降低的缺點，這種鎖止裝置實際上是全自動離合器。鎖止離合器時，液力變矩器將不起作用。這對改善燃料的經(jīng)濟性和降低變速器的溫度有益處。

2、適合于整車驅(qū)動系統(tǒng)的電子控制智能型自動變速器：智能型的電子控制自動變速器的電子系統(tǒng)可以在汽車行駛過程中，對汽車的運行參數(shù)進行控制，合理地選擇換檔點，而且在換檔過程中對惡化的參數(shù)進行修正。如：摩擦片的摩擦系數(shù)、油的粘度、車輛的負荷變化等。同時具有自動診斷系統(tǒng)，可以將汽車運行中的故障記錄下來，便于維護。

電子控制技術(shù)利用微機控制變速器，不僅使換檔程序更加符合駕駛員的意愿，而且還能利用模糊控制理論，解決特殊情況下變速程序的復(fù)雜問題，使自動變速器的控制能力及可靠性大幅度提高?，F(xiàn)代電子控制自動變速器的主要特點是一機(微機)多參數(shù)、多規(guī)律性的控制。多參數(shù)指輸入微機的控制參數(shù)多元化，即控制參數(shù)不僅有發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速、節(jié)氣門開度等信號，而且又反映發(fā)動機、變速器工作環(huán)境和行駛等信號?？梢娍刂茀?shù)多元化，更能全面的反映發(fā)動機和變速器的實際工況；多規(guī)律是指控制微機時存儲多種不同的換擋規(guī)律，如最佳經(jīng)濟性、動力性，各種加速行駛時的最佳經(jīng)濟性、最佳排放量等，駕駛員可按需要調(diào)用相應(yīng)的規(guī)律實現(xiàn)最佳控制。總之電子控制能實現(xiàn)多參數(shù)、多規(guī)律性的控制，使發(fā)動機和變速器在不同油門開度和各種行駛環(huán)境下都能處于最佳工作狀態(tài)。

日本豐田凌志牌高級轎車應(yīng)用了智能型發(fā)動機一變速器綜合控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用計算機控制系統(tǒng)進行綜合控制。在變速時，使發(fā)動機扭矩臨時降低，與此同時，控制離合器油壓，使變速平穩(wěn)。在離合器油壓控制中，檢測與預(yù)計最優(yōu)化值的偏差，并利用新開發(fā)的線性電磁閥進行修正反饋控制。

3、電子控制無級變速器(ECVT)：隨著電子技術(shù)的應(yīng)用，電子控制的V型金屬帶型無級變速器在西歐及日本得到重視，正在積極開發(fā)市場，以希望其一步到位。目前研制開發(fā)并在微型轎車上采用此類變速器約有日本富士重工公司及荷蘭VDT公司等。

由于電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，特別是微機控制功能的進一步增加，各種傳感器和執(zhí)行機構(gòu)性能的改善，所以在自動變速器上也開始大量采用。1969年出現(xiàn)的程序式變速器是電子技術(shù)在自動變速器中的首次應(yīng)用。進入20世紀80年代后，大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，使得由微機控制發(fā)動機和變速器自動換檔成為可能。在我國，上海通用汽車公司在其生產(chǎn)的別克轎車上裝備了4T65—E電控液力自動變速器，這是我國第一家汽車公司將自動變速器作為標(biāo)準裝置裝于轎車，該變速器于1998年10月份正式下線生產(chǎn)。

4、自動預(yù)選式換檔系統(tǒng)：近來采埃孚公司又開發(fā)了一種自動預(yù)選式換檔系統(tǒng)，它可以使駕駛員體會到駕駛車輛的快感，又不需要緊張費力的操作。這種自動預(yù)選式換檔裝置，是全自動換檔系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它的性能包括：電子控制自動選檔，換檔時刻由駕駛員確定：駕駛員不需要手操作換檔。主動和被動保護裝置；診斷屏幕實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)督。

5、小型化：減輕重量、縮短動力傳遞路線，能使汽車節(jié)油，自動變速器的小型化正起著這種作用。20世紀70年代以來(FI縱置發(fā)動機前輪驅(qū)動)微型車急劇增多，從而為自動變速器小型化提供了前提條件。此外，自動驅(qū)動橋(即把變速器與驅(qū)動橋合為一個整體)的趨勢十分突出，小型化又推動了前置前驅(qū)動(FF)化和自動驅(qū)動橋的發(fā)展。



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