车辆自动变速器的研究现状及发展趋势

王震

摘要：现在国外针对车辆自动变速器的构造、原理、优势、不足、实际状况和发展前景等内容进行了深入的研究，我国也急需要对自动变数器的实际状况进行深入分析，从而对我国的自动变速器研究提供相关的解决方案。

关键词：汽车；自动变速器；研究；展望

中图分类号：U463.212 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2017）001-000-01

汽车变速器是进行动力传递的主要媒介，在进行动力传遞的过程中对传动力进行转化，从而适当的调整和转化发动机的特征，以便更好的满足不同速度的驾驶需求。手动变速器主要是根据汽车的实际运行状况来进行变化，由驾驶人来进行档位的转化，所以驾驶员需要对离合器踏板、油门踏板和变速操纵杆进行熟练的操作，以便汽车能够在一种稳定的状态下持续运行。如果手动机械变速器转化的速度较快、强度较大，就会造成驾驶员注意力不集中，从而增加安全隐患的出现概率。

一、自动变速器的类型及其特点

现在世界上运用最为普遍的三种汽车自动变速器有：液力自动变速器（AT）、电控机械式自动变速器（AMT）和机械无级自动变速器（CVT）。

1.液力自动变速器（AT）

液力自动变速器发展历史比较悠久，主要是以车速和负荷为主要根据，随着这两个数据的变化，档位也会随之升降。和手动变速器（MT）进行对比，液力自动变速器在构造和效用方面存在很大的不同。MT依赖于齿轮和轴，因为齿轮组合的模式不同，相应的速度也不同。而AT是以液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统为依据，利用液力传播和齿轮组合的模式对其速度进行适当的变化。而液力变柜器是AT中的重要环节之一，其组成部分包括泵轮、涡轮和导轮等部分，利用液体动量矩的转化来调解转矩，它不但具有离合器的效用，还可以进行持续变速和转化转矩的效能，对外界承受力能够进行有效的调节和适应。AT技术发展已经趋于完善，并且成为汽车装备自动变速器中的主要部分。

2.电控机械自动变速器（AMT）

电控机械自动变速器是对过去干式离合器和手动齿轮变速器的一种改进，主要是对手动换挡操作部分进行了改造。虽然MT的整体构造没有发生变化，，但是可以利用电子控制来进行自动换挡。AMT对（ECU）的信号输入进行控制，其中的有内容有驾驶员的想法（加速踏板的位置和档位选择）和汽车运行状况（包括发动机转速、节气门开度、车速等）。ECU依据换挡的变化规律、离合器把控规律、发动机节气门自动转化规律等内容，进行信号的传递，对驾驶员的起步和换挡等内容进行模拟控制，使得汽车各个部件能够有效的调节。因为AMT是以MT为基础构建的，生产空间比较大，资金投入较少，所以受到了厂家的信赖。ATM的主要技术就是电子控制，电子技术和质量和ATM的特性和运行质量密切相关。

3.无级变速器（CVT）

CVT也称之为连续变速式机械无级变速器。该变速器和传统的齿轮式自动变速器存在很大的不同，它去除了繁琐又笨拙的齿轮组合变速转动，只需要2组带轮就能进行变速转动。主动和被动工作轮分为固定和变动两个部分，构造V型槽，和金属片形成的金属带相吻合。当主、被动轮的可移动部分在进行转动的时候，对驱动轮和从动轮传动带的接触半径进行调节，从而转变传动比。利用液压控制体系对可动轮的轴向移动进行持续调控，从而完成无极变速。和有级式的不同体现在，它的速度变化比不是间断的点，是持续的一个值，例如可以从0.445不断变化到2.6。CVT结构和过去的变速器进行比较，其操作更加比便捷、空间占用面积更小，它不需要手动变速器中的多个齿轮副，也不需要自动变速器中的行星齿轮组，它的变化主要来源于主、从动轮和传动带。传动带的材质通常是橡胶带、金属带和金属链等。

变矩器的效用是利用油液介质中的发动机动力传递来实现的，它的传播价值一般只有80%，IVT因为不利用变矩器，在和相关自动变速器进行对比的时候，IVT价值更高、不容易打滑、能量消耗较低，不需要繁杂的而且资金消耗较多的金属传动带，构造比较便捷、节省资金，而且传送扭矩比较大，长时间不运作也不会造成持续发热的情况，在轿车和越野车中同样适合，属于一种新型的变速器。

二、自动变速器的发展趋势

CVT传送的扭矩空间不大，现在主要集中在小排量汽车中，性能和稳定性等因素没有得到充分的证明，技术还存在漏洞。IVT因为摩擦造成能量消耗、容易发热、传送转矩小、材料易耗损等问题，所以没有进行大规模生产。AT生产制造的历史比较悠久，性能和技术都有保障，所以AT是现代汽车自动变速器中的主要内容。现在在进行AT研究的过程中，需要进一步加强控制技术。电子控制具有显著的优势，其发展态势主要表现在以下几个方面：

车辆起步部分的变化。使用湿式多片离合器是一种新型的模式，但是现在主要是使用液力变矩器，同时加入了多扭矩的特点，使得燃油更加充分。为了减少变矩器的损耗，很多车都使用了锁止离合器，大大提升了其性能，而且齿轮摩擦阻力也大大减小。

油压控制的变化。为了减少变速的压力，对发动机转速进行测定或对油压信心进行反馈把控，从而构建和离合器扭矩相吻合的油压。而且，为了测定输出扭矩的冲击模式，需要使用模糊逻辑把控。油泵在自动变速器摩擦损耗中占据了很大的空间，因此有的部分已经成为可变容量的油泵，还需要进一步加强油泵的稳定性和呼应性。

电子把控。为了更好的提升自动变速器电子把控的准确程度，还需要不断的推行和使用发动机控制的综合性系统。自动变速器为了提升传动质量，充分使用燃油，一般都使用了封闭式液力变矩器。为了提升换挡质量，加强换挡的智能化，也出现了一机多个参数、多规律把控的情况，而且把变速器和把控发动机的计算机融合起来，进行综合性的把控。为了拓展变速的空间，减少传动比间隔，自动变速档正朝着多元化的方向发展。现在轿车的标准构造是4挡变速器，在市场中也出现了5档变速器，为了更好的进行维修保护，控制体系的诊断性效用也在逐渐加强。而且，无级变速器构造简单、燃油充足、加速性能较好等特征，具有十分广阔的发展前景。世界很多汽车公司都在进行无级变速的相关研究，其发展前途不可限量。

参考文献：

[1]孙贤安，吴光强.双离合器式自动变速器车辆换挡品质评价系统[J].机械工程学报，2011，47（8）：146-151.

[2]管良结，张铁柱，马永志，等.基于Matlab/Simulink的工程车辆自动变速器换挡规律研究[J].青岛大学学报（工程技术版），2016，31（1）：89-93.

[3]张健玮.车辆自动变速器电控单元的CAN接口设计[J].物理实验，2012，32（8）：41-43.

作者简介：王 震（1993-），男，黑龙江哈尔滨人，辽宁省沈阳市沈阳理工大学学生，专业：交通运输与管理。