汽车自动变速箱的应用研究

汽车自动变速箱的应用研究

王顺当 1 ；王冬毅 2

陕西法士特齿轮有限责任公司，陕西西安 710117

摘要：汽车自动变速箱是汽车关键部件的的组成部分，汽车自动变速箱性能的好坏关系到汽车的整体质量，也关系到汽车安全性能保证。本文首先分析了汽车变速箱的功能和汽车自动变速箱的功能，然后主要分析当前市场上汽车自动变速箱的现状，并对汽车自动变速箱的发展趋势做了一些分析。

关键词：汽车；汽车变速箱；汽车自动变速箱；应用

前言

汽车已经成为日常重要的交通工具。自动变速箱的使用量大幅增加。自动变速箱是汽车的关键部件之一，其类型包括：液力自动变速箱（AT）、电控机械式自动变速箱（AMT）、双离合器变速箱（DCT）以及机械式无级变速箱（CVT）。每一类型有其特点，本文主要分析汽车自动变速箱这四种类型的应用以及汽车自动变速箱未来的发展趋势。

1汽车变速箱的功能

变速箱是汽车传动系统的主要组成之一。在汽车的实际使用下，汽车需要进行起步、怠速停车、低速或高速行驶，汽车也有需要加速、减速，也可能遇见爬坡和倒车的情况，多种复杂的情况适应，就需要汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化，而目前广泛采用的活塞式发动机的输出转矩和转速变化范围较小。为了适应经常变化的行驶条件和情况，同时使发动机在有利的工作情况况下，保证汽车能够功率较高、油耗较低地进行工作，在传动系统中设置了变速箱。汽车变速箱具有多方面功能：（1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利（速度较高而油耗较低）的工况下工作；（2）在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶；（3）利用空挡，中断动力传递，使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。

2汽车自动变速箱的功能

汽车自动变速箱能够促进汽车有利地工作，而且汽车自动变速箱具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代汽车配置的一种发展方向。装有自动变速箱的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。

3当前市场上汽车自动变速箱的应用现状

自动变速箱是汽车的关键部件之一。当前自动变速箱应用于现实的类型包括：液力自动变速箱（AT）、电控机械式自动变速箱（AMT）、双离合器变速箱（DCT）以及机械式无级变速箱（CVT）。

3.1液力自动变速箱（AT）应用的特点

液力自动变速箱是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是液力自动变速箱最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。液力自动变速箱不用离合器换档，档位少变化大，连接平稳，因此操作容易，既给开车人带来方便，也给坐车人带来舒适。但缺点也多，对速度变化反应较慢，没有手动变速箱灵敏；费油不经济，传动效率低变矩范围有限；机构复杂，修理困难。在液力变扭器内高速循环流动的液压油会产生高温，所以要用指定的耐高温液压油。另外，如果汽车因蓄电池缺电不能启动，不能用推车或拖车的方法启动。如果拖运故障车，要注意使驱动轮脱离地面，以保护自动变速箱齿轮不受损害。

3.2电控机械式自动变速箱（AMT）应用的特点

电控机械自动变速箱在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的，是综合合了自动变速箱和 手动变速箱两者优点的机电液一体化自动变速器，电控机械式自动变速箱既具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。在机械变速箱总体传动结构不变的情况下，通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换挡的自动化。因此电控机械式自动变速箱实际上是由一个自动换挡系统来完成操作离合器和选、换档的工作过程。由于电控机械式自动变速箱能在现生产的手动波基础上进行改造，生产继承性好，投入的费用也较低，容易被生产厂接受。电控机械式自动变速箱的核心技术是微机控制，电子技术及质量将直接决定电控机械式自动变速箱的性能与运行质量。

3.3双离合器变速箱（DCT）应用的特点

双离合器自动变速箱采用两套离合器，通过两套离合器的相互交替工作，来到达无间隙换挡的效果。双离合器变速箱综合了液力自动变速箱和电控机械式自动变速箱的优点，传动效率高、结构简单、生产成本较低，不仅保证了汽车的动力性和经济性，而且极大地改善了汽车运行的舒适性。电控机械自动变速箱中，驾驶员通过加速踏板和选择器（包括选挡范围、换挡规律、巡航控制等）向微控制器表达意图，大量传感器时刻掌握车辆状态，微机按存储在其中的最佳程序(最佳换挡规律、离合器最佳接合规律、发动机油门自适应调节规律)对油门开度、离合器接合以及换挡三者进行控制，实现最佳匹配，从而获得优良的行驶性能、平稳起步性能和迅速换挡的能力

3.4机械式无级变速箱（CVT）应用的特点

机械式无级自动变速箱将发动机动力经钢带和两个锥轮的槽传递，由初级轮传递到次级轮，再经主减速器传递至驱动车轮，实现动力的传递。由于两皮带轮的中心距是固定的，但其轮在轴上的轴向距离是可变的，因此钢带与带轮的接触半径是变化的，因此传动比是无级可调的。机械式无级自动变速箱的特点是变速比不是间断的点，而是一系列连续的值，从而能更好地协调车辆外界行驶条件与发动机负载，可充分发挥发动机潜力，提高整车燃料经济性，它使汽车具有没有漏洞的牵引性能，从而显著地提高整车性能。目前多采用钢带或链条传动方式进行动力传递。

4汽车自动变速箱的未来发展趋势

汽车自动变速箱新技术不断发展，为了更好地适应汽车市场需求，满足汽车用户需要，汽车变速箱的结构更加简化，汽车变速箱会引入电子控制技术，汽车自动变速箱更加人性化，尤其在在扭矩协调控制、安全保护控制、模糊逻辑控制、重叠换挡控制等方面更加人性化。更多的设计和技术应用到汽车自动变速箱，以改善汽车的换挡质量，体现驾驶舒适性，缓解驾驶员的驾驶疲劳等。

结论

总而言之，汽车是生活中的重要交通工具，为了满足汽车起步、爬坡、倒车、高速行驶、加速等的需要，光靠发动机无法满足，自然汽车变速箱应运产生，自动变速箱有其有点，自动变速箱已经成为很多汽车生产商的新的标准变速箱，随着科学技术不断发展，汽车自动变速箱的应用类型更加多样。

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作者简介：

¹王顺当（1990.05-），男，汉族，甘肃平凉人，陕西法士特齿轮有限责任公司，研究方向：商用车变速器应用匹配研究

²王冬毅（1991.11-），男，汉族，陕西西安人，陕西法士特齿轮有限责任公司，研究方向：变速器装配工艺技术