汽车自动变速技术的现状与发展趋势

郑州交通技师学院 乔志鹏

汽车自动变速技术的现状与发展趋势

郑州交通技师学院 乔志鹏

汽车电控自动变速系统是一种可以使用一机多参数控制，将发动机与变速器电控单元合并，实现综合性控制的系统。汽车电控自动变速器以减小传动比间隔、加宽变速范围为目的，向多挡化方向发展，以实现燃油效率最大化。电控自动变速系统中的电控单元里储存着多种换挡的规律，驾驶者可以根据驾驶需求进行选择（如选择最经济、最佳动力等挡位），同时还可以将带锁止的液力变矩器广泛推广。

一、汽车电控自动变速技术的发展历史

自1985年日本五十铃公司研制出全自动机械变速器以来，全球各大汽车公司也积极地进行了自主研发，成功地将汽车电子控制自动变速技术普遍应用到汽车上。汽车电控自动变速器的主要研究方向是围绕汽车发动机、离合器、变速器等汽车电控装置展开的，目的是为了进一步实现起步、换挡的自动化操作。我国对汽车电控自动变速技术的研究比国外晚，因此，我国汽车公司应针对汽车电控自动变速系统的结构和工作原理与国外成熟产品的性能进行对比研究，提出适应于我国汽车工业发展的自主型汽车电控自动变速技术。

二、汽车电控自动变速系统的类型

1.驱动方式分类。按照轿车驱动方式可分为前置驱动自动变速与后置驱动自动变速两种。

（1）前驱电控自动变速的变矩器与相应齿轮系统输入轴和输出轴在一轴线上，轴向尺寸大，阀板总布置在齿轮系统下的油底壳处。前驱汽车的发动机可分为横置与纵置，横置的前驱电控自动变速器输入和输出轴是由两个轴线完成。变矩器与齿轮变速输入轴位于上方，输出轴则在下方，因此变速轴向尺寸缩小，就会增加变速系统的高度。常见的阀板总布置在变速系统的侧方或上方，保证了汽车的安全最小离地距离。纵置的前驱自动变速系统和后驱自动变速系统大致相同，只是在后端多加了一个差速器。

（2）后驱电控自动变速与前驱电控自动变速的组成基本相同，不同点在于后驱自动变速内没有差速器。

2.前进挡位分类。按照前进挡位分，可分为3，4，5，6挡等。新款汽车的自动变速系统，普遍采用了4挡以上的前进挡，设置了超速挡，结构相对复杂，但却提高了汽车燃油的使用效率。

三、汽车电控自动变速技术的组成与原理

1.汽车电控自动变速技术的组成。汽车电控自动变速系统是由液力变矩器、液压控制器、齿轮系统及电子控制组成。

2.汽车电控自动变速技术的原理。

（1）首先，电子控制单元依据传感器测到的发动机冷却液的温度、转速、节气门、车速、自变器液压油情况等信号，确定换挡情况；然后，电磁阀门将这些信号转换成液压信号控制；最后，控制阀根据有关信号进行控制换挡的执行动作，实现自动换挡。

（2）通过汽车电控自动变速系统工作原理与液压控制自动变速系统控制工作原理相比较，区分两者的不同。其一，电控自动变速器多增加了一个电子控制系统。电子单元根据节气门、车速等信号，确认换挡时间、控制执行单元工作，进而实现控制制动与离合系统工作，实现换挡；其二，电控自动变速系统的节气门主要用于调节压力，不用于换挡时间控制；而液压控制自动变速系统则由速控阀产生的液压（与车速成比例）和节气阀产生的液压（与节气门开度成比例）共同作用于换挡阀上，使换挡阀门控制制动与离合系统协调工作，实现换挡。

四、现代汽车电控自动变速技术发展趋势

现代汽车变速系统的发展，正朝着可调式自动变速器、无级变速器的方向发展。汽车变速模式最佳的传动，能使发动机保持在窄转速范围内运行，从而得到最佳功率输出。因此，电子控制单元在汽车变速器上的应用，使汽车自动变速器的发展呈现电子化的趋势。

1.电控全自动锁止离合。为了在传动方面提高效率，优化其经济性，汽车用的自动变速器均采用液力变矩系统，通过电子控制实现换挡的平稳、顺利。锁止式液力变矩系统克服了传动效率低的缺点，对提高燃料的使用效率、降低变速系统温度有很大好处。锁止式液力变矩系统的功能和特点决定了液力偶合系统→液力变矩系统→锁止式液力变矩系统这一过程。另外，变矩器除了具有传递扭矩的功能外，还能在一定程度上增加发动机扭矩，使其达到吸收扭转的作用，这一方面偶合器做不到。

2.适用于汽车驱动的电控智能自动变速系统。智能型的电控自动变速系统能在汽车行驶过程中，依据汽车行驶的各项参数，科学、合理地选择换挡时机，并在换挡的同时修正恶化参数。如，摩擦系数、油黏度、负荷变化等。电控在实现参数、规律的控制的同时，使动力系统与变速系统在不同行驶环境下，处于最好的工作状态。

3.电控无级变速系统。随着电子技术控制技术的提高、传感器和执行控件性能的改善，无极变速系统在汽车上开始广泛应用。它的应用不仅可以节约汽油、提高效率，还可以使汽车在使用同样油量的情况下，行驶的里程数更多。目前，我国自主研发的自动变速系统，已能在汽车上应用。

4.自动预选换挡。近年来，国外企业又成功研发了自动预选换挡技术。自动预选换挡可以使驾驶员根据自己的实际需要，决定换挡的具体时间，不需要采用手动操作。这样不仅可以提升驾驶员驾驶的乐趣，而且使操作也变得更加简便。

5.系统微型化。减轻重量、缩短动力传递距离，实现节油的目的。