汽车自动变速器现状及发展趋势分析

郑士杭

摘 要：自动变速器是汽车的重要组成部分，是动力传输的主要媒介，在传输的过程中有效转化动力，对发动机的特征进行适当调整和转化，更加符合不同速度驾驶的实际需求。本文主要对汽车自动变速器的发展现状和发展趋势进行分析，为我国汽车自动变速器的研究带来参考。

关键词：汽车自动变速器 发展现状 发展趋势

Analysis of the Status Quo and Development Trend of Automobile Automatic Transmission

Zheng Shihang

Abstract：The automatic transmission is an important part of the automobile and the main medium of power transmission. It effectively transforms the power during the transmission process， and appropriately adjusts and transforms the characteristics of the engine， which is more in line with the actual needs of driving at different speeds. This article mainly analyzes the development status and development trend of automobile automatic transmission， and brings reference to the research of automobile automatic transmission in our country.

Key words：automobile automatic transmission， development status， development trend

本文對汽车自动变速器的构造、原理、优点和缺陷、发展前景等多个方面加以普析，对自动变速器的实际情况进行深层次的研究和分析，充分发挥其重要作用，保证驾驶员的安全，最大程度的降低安全事故发生的几率，促进其良好的发展。

1 汽车自动变速器研究现状

1.1 无级变速器

无级变速器和以往的齿轮式自动变速器存在较大的差异性，对繁杂的齿轮组合变速转动进行全面去除，采用两组带轮实现变速转动。主、被动工作轮包含固定和移动部分，主要是V型槽构造和金属带有效吻合，其在可移动部分实现转动的过程中，能够有效调节驱动轮和从动轮传动带的接触半径，进行传动比的有效转化。主动轮的轴向移动能够通过液压控制体系进行持续性的调控，达成无级变速，速度变化比是连续性的一个值。无级变速器和传统的变速器结构具有很大的不同，操作更加便捷，占用更小的空间面积，主要是主、从动轮和传动带带来的变化。传动带主要是橡胶带、金属带等材质[1]。早期产生的无级变速器主要是经过传送钢带和可变的主、从动轮实现传动比的变化，钢带负责传送动力，一般都是采用钢片构成钢带，承受扭矩具有一定的局限性，同时其机械稳定性相对较差，通常都是在低功率车型使用。无级变速能够保障发动机保持高效率的运转状态，降低变速器在换挡时的动能损失，具有更加良好的燃油经济性。

无级变速器在20世纪60年代中期得到了突破性的进展。CVT不应用变矩器，和自动变速器相比较的情况下，其具有更高的价值，具有较低的能量消耗，不容易打滑，同时没有繁琐的金属传动带，有效减少了资金成本，同时其具有便捷的构造，传送扭矩较大，在较长时间不进行运转的情况下不会产生持续发热的现象，在小轿车和越野车中能够得到良好的应用。

1.2 电控机械式自动变速器

该种类型的自动变速器最早是日本在1984年设计出来，在轿车上进行应用，其结构简单，能够有效节省资金，生产制造的成本较低，同时能够实现良好的工作效率，手动变速器传动效率高。另外，该种自动变速器在应用过程中比较便捷。人们对换挡控制中变速器是否顺利稳定换挡的问题进行主要研究和分析，解决其中存在的相关问题。汽车配备电控机械式自动变速器（AMT）降低了驾驶员的驾驶难度，具有良好的操纵性和较高的性价比。但是，AMT在使用的过程中受到换挡动力中断等相关现象的影响，对驾驶员操作的舒适度产生一定的问题，需要进一步进行研究和解决。

20世纪80年代初，我国对AMT开始研究，各个汽车厂逐渐对自动变速器的研究投入需要的资金和资源，同时不断改进和完善其制造工艺，提升产品安全质量，促进AMT生产制造的产业化[2]。如，我国北京理工大学研发了3挡AMT纯电动客车，和AMT相比较其加速时间减少了18%，同时降低了9%的电量消耗，大大提升了纯电动客车的性能。部分研究人员采用动力恢复阶段转矩补偿措施，对2挡AMT在换挡时出现车轮驱动力波动情况进行有效改善提升了车辆行驶的平稳性。我国电控机械式自动变速器在生产制造工艺和质量等方面需要进一步提升。

AMT主要是对过于干式离合器和手动齿轮变速器进行有效的改进，改造了手动换挡操作，整个的构造没有发生较大转变，但是可以采用电子控制实现自动换挡。AMT能够控制ECU信号输入，包含驾驶者选择加速踏板的位置和档位，汽车发动机转速、车速等相关运行实际情况。AMT具有较大的生产空间，同时投资相对较少，得到生产制造厂家的认可。

1.3 双离合器变速器

近些年，我国加大双离合器变速器（DCT）的研究力度，逐渐被人们进行更多的关注和重视，在全球汽车行业中得到良好的发展。DCT有效提升了汽车发动机的实际运行效率，同时改进了汽车发动机的品质，在汽车技术研究领域中被重视。驾驶员在换挡的过程中，双离合变速器能够有效的采用双离合的形式，提升了一个量级的换挡速度，实现了更加优质的换挡品质和良好的传动效率。DCT和传统的行星式液力自动变速器进行对比，其具有更加优质的使用性能，同时实现更高的效率。法国是最早提到了DCT的概念，当时其发展受到环境、经济等多方面因素的影响，没有实现产品化。DCT自身具有传动效率高、换挡速度快等多种应用优势，促进其具有广阔的发展前景。通常情况下，离合器可以结合实际使用的环境分成干式和湿式离合器[3]。2012年，德国公司研发了2挡双离合器变速器，在纯电动汽车中进行有效应用，提升了汽车续航里程的延长性，同时更加深入的研究了干式DCT，不断改进和完善相关技术。另外，美国公司进一步对湿式双离合器变速器开展深入研究，实现了7速DCT，同时主要是应用直接喷射润滑系统，具有比较高的效率，在纯电动汽车中得到良好的应用效率。

1.4 液力自動变速器

液力变矩器、齿轮变速和液压操纵以及控制系统组合成了液力自动变速器（AT）。变速器和传动轴采用触式离合器进行有效连接，进行档位更换。AT的主要特征是选用液力耦合器，采用液压系统实现对动力的有效传输，借助液力传递和齿轮组合的形式实现速比改变的效果。人们逐渐对AT多年的研究，不断积累了丰富的经验，当前发展比较成熟。AT在使用中操作相对比较简单，提升了驾驶舒适度，同时包含较好的动力性能。但是，AT包含比较繁杂的结构，工作效率相对较低，同时生产制造成本较高。

2 汽车自动变速器发展趋势

2.1 实现高品质换挡过程

换挡品质主要是其动力性和舒适度。汽车自动变速器在发展的过程中提升其换挡品质，主要是保证其稳定性和控制系统的自适应性。自动变速器在换挡的过程中，能够有效控制离合器使用性能。另外，人们对换挡部件性能进行有效改善，或者提升相关影响因素的稳定性，能够有效提升换挡品质。控制系统参数和温度的自适应性充分体现了自适应能力，目前汽车实现实时和参数辨识的自适应控制，能够有效提升换挡品质。换挡品质受到外界不可控相关调节的影响，如自然环境的温度存在一定变化的情况下，会造成液压油的黏度产生一定的转变，在一定程度上降低了自动变速器的换挡品质。因此，人们促进换挡过程的高品质可以选择黏度指数较高的液压油，控制液压系统温度自适应性较强，有效提高换挡品质。

2.2 实现智能化换挡

我国科学技术不断进步和发展，人们逐渐对自动变速器的追求其全智能化发展，能够自主的结合驾驶人员的思想，根据驾驶环境，实现智能换挡，实现更高品质的性能，取得良好的自适应、自学习、容错处理等效果。人们为了改善自动变速器的智能化特点，逐渐研究新型的控制技术，采用统计的措施结合统计分布设计行驶环境识别系统，在系统中应用神经网络和模糊控制技术。汽车在任何不同行驶环境中，能够采用模糊规则体现出驾驶员的经验。另外，神经网络技术非线性映射性较强，可以在相关信息数据中获取一定的规律，对智能换挡系统的研究带来有利的影响。

2.3 实现自动变速器多档化

汽车自动变速器的应用，主要是提升功率，对工作效率进行科学的分配。传动装置的实际效率受到变速比的重要影响。自动变速器根据其工作效率可以分成内部和外部功效。类似齿轮和轴承的摩擦、传动机构对能源需求等对变速器内部功产生影响的情况下，变速器的外部功效不满于其传输范围。因此，人们提升变速器工作的通顺，合理选择电动汽车需要的档位数，对变速器的内部和外部功效进行有效的平衡。现阶段，液力自动变速器在发展的过程中，5挡和6挡变速器将会逐渐取代4挡变速器，适当增加变速器档位，能够有效的扩大速比范围，同时能够对速比进行科学合理的分配。变速器多档化在未来发展过程中占据主导地位。

2.4 电子控制一体化发展

电子控制自动变速器逐渐进行更加良好的发展和完善，实现综合控制、微机控制。现阶段，汽车电子技术逐渐将每个独立的汽车电子控制单元有效的合成一体。电子控制参数能够对自动变速器的工作环境和行驶环境等信号进行全面准确反映，更加全面的展现了其实际工作状况，同时在微机中储存多种不同的换挡规律，进而汽车驾驶者能够采用相关的换挡规律达到更加优质的换挡控制。

3 结束语

人们对自动变速器不断加大研究力度，投入更多的资金和资源，实现自动变速器更好、更快的发展，更加满足新时代节能减排和汽车使用性能等各方面的实际需求。本文主要对AT、AMT、DCT、CVT这4种自动变速器的研究现状进行分析，同时探讨了汽车自动变速器的发展，逐渐提升其综合性能。

参考文献：

[1]赵阳春，朱新明，周明，等.液力自动变速器的发展现状和趋势研究[J].汽车实用技术，2019，281（02）：222-223+228.

[2]武磊. 浅谈自动变速箱油温度控制系统技术发展及趋势研究[J]. 数码世界，2020，No.175（05）：64-64.

[3]吴飞. 汽车自动变速器测试机的研究与应用[J]. 汽车实用技术，2019，No.290（11）：78-79.