干货 典型自动变速器技术及市场发展趋势深度分析

王亚磊

[摘 要]20世纪80年代以来，国际商用车市场开始进入自动变速器时代。日本、美国、欧洲等主要汽车生产企业先后推出了商用车用自动变速器，如ZF的Astronic变速器，奔驰的Actor变速器，Volvo的I-Shift变速器，伊顿的Ultrashift变速器。商用车自动变速器的应用有效缓解了驾驭员的驾驶强度，提高了行车安全性和舒适性。目前，在国内商用车市场中，法士特、中国重汽、一汽等公司已先后推出了自己的自动变速器产品（主要为AMT），总体年销量超过千台。随着用户对自动变速器接受度的提高，中国商用车自动变速器市场将具有巨大的发展空间。

[关键词]汽车；自动变速器；巨大的发展空间

中图分类号：U463.212 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0115-01

引言

自动变速器在汽车行驶过程中，可以根据发动机负荷和整车工况的变化自动变换传动系统的传动比，使汽车获得良好的动力性和燃油经济性，同时有效减少发动机排放污染，显著提高车辆行驶的安全性、乘坐舒适性和操作轻便性。与传统的手动变速器相比，自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，得到广大消费者的喜爱，尤其是工作强度较大的卡车及客车用户。

1 常用四种自动变速器简介

1.1 电控机械自动变速器AMT

AMT是在原手动变速器（MT）基础上，附加了一套电控液压装置。工作时通过电子控制单元（ECU）控制液压装置，来操纵有级机械变速器的离合器和换挡杆，使离合器自动进行分离与接合，变速器挡位的切换则由ECU根据车速、发动机转速和节气门开度来自动控制，从而实现了有级机械变速器的自动离合和自动选挡。

优点是传动效率高，燃料经济性好，可高达95%以上；结构简单，制造和维护成本低，仅为AT的1/3～1/4；适用于各种车型，尤其适用于商用车。其不足之处是换挡平稳性不高，舒适性较差，换挡时动力存在中断现象；控制参量太多，实现自动控制困难。

由于AMT保留了原MT的绝大部分机件，生产继承性好，改造成本低，并且通过软件的优化设计可以全面提高车辆的使用性能，因此，世界各大汽车公司都在进行此项技术的研究开发。我国从20世纪80年代初就开始了AMT的研究，在技术理论上与国际水平相当，但在产业化方面，与国外的差距较大。近两年，国内AMT在产业化方面已有所突破，法士特、一汽、重汽都有相应的AMT推向市场。

1.2 液力机械自动变速器AT

AT是目前汽车上应用最为广泛的一种自动变速器，通过液力传递和齿轮组合的方式来实现变速变矩。

优点是换挡平稳，无冲击和振动，乘坐舒适性较好；不受传递功率的限制，适用于各种车型。其不足之处是传动效率较低，燃油消耗量较大；结构复杂，制造成本较高，维修保养技术难度大；AT是有挡位的，换挡冲击依然可以感受得到，而且变矩范围有限；对速度变化反应没有MT灵敏。

目前，AT技术最成熟，应用最广，几乎全部使用在乘用车中，商用车领域中，大中型客车、越野车具有广泛的应用前景，其中，法士特公司已经推出了AT产品。

1.3 无级自动变速器CVT

CVT采用V形传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，能够在一个很宽的范围内实现传动比连续改变的自动变速器。由于主动轮和从动轮的工作半径可以实现连续调节，从而实现了无级变速。

优点是实现了真正的无级变速，乘坐舒适性好；加速性能好，燃油经济性高；结构简单，零部件数量较少。不足之处是传递转矩有限，应用范围受限，仅适用于发动机排量在3L以下的车辆。传动带容易损坏，使用寿命受限。

1.4 双离合自动变速器DCT

DCT是由两个离合器集合而成的双离合装置，本质上DCT 相当于将两套（三挡）MT合二为一。

优点是更短的换挡时间，更高的换挡舒适性；更可靠的变速器质量，更低的维修成本；更好的加速性能，更低的燃油消耗；不受传递功率的限制，可以广泛应用于各种车型。不足之处是电子控制系统较为复杂，技术难度大，生产成本相对较高。目前只有美国的博格华纳和德国的舍弗勒等少数公司掌握DCT的核心控制模块。由于双离合器的转矩容量和空心轴结构的限制，暂时没有应用于商用车。

2 商用车自动变速器的技术发展前景

2.1 电子化

智能型电子控制自动变速器的电子系统可在汽车行驶过程中对运行参数进行控制，合理选择换挡点，而且可在换挡过程中对恶化的参数（摩擦片的摩擦系数、油的黏度、车辆的复合变化等）进行修正。同时具有自诊断系统，可将汽车运行中的故障记录下来，便于维护。当今世界各大汽车公司对无级变速器的研制十分活跃，不久的将来，电子控制无级变速器有望得到广泛应用和发展。

2.2 绿色节能

当前，关注世界范围内的节能减排、绿色低碳发展是汽车产业发展的总要求，而其中动力传动系统担当着十分重要的角色。当发动机技术的进一步改良步入较为艰难的时期，变速器的节油性能提高逐渐上升为汽车行业发展的主旋律，也将成为消费者购车行为中关注的重点。小型化、轻量化和多挡化是变速器技术发展的总体趋势。

2.2.1 小型化：减轻质量、缩短动力传递路线能使汽车节油，自动变速器的小型化正起着这种作用。

2.2.2 轻量化：据欧洲铝协的材料表明，汽车重量每降低100kg，每百公里可节约0.6L燃油；若整车重量降低10%，燃油效率可提高6%～8%。對于载货汽车来说，自重每减轻1t，其百公里油耗就可减少1L。

目前，欧美重型载货汽车采用轻量化变速器已比较普遍。一般认为，减轻变速器自身重量的途径主要有两个方面：一是优化设计、改善布局结构；二是采用轻质材料。

2.2.3 多挡化：多挡化可以提高传递效率，进而提高燃油经济性。重型变速器的设计目标之一就是要满足车辆重载和爬坡的要求。如今，需求量在不断增加的9挡、12挡及16挡等多挡变速器，在传递效率方面大有提高，既可满足低速重载的性能，又很适合高速行驶。

3 结束语

未来，我国寻求的是更高效率的投资回报和更好的资产利用率。可以预见，中国商用车制造必定从低端走向中高端，伴随着这个过程的推进，自动变速器取代手动变速器是变速器产品发展的必然趋势。。

参考文献

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[2] 王国民.汽车自动变速技术的发展现状与展望[J].电工技术：理论与实践，2015（12）：198.

[3] 孟庆辉.汽车自动变速器研究现状及展望[J].商情，2014（9）：156.