汽車自動變速技術的現狀與發展趨勢

鄭州交通技師學院 喬志鵬

汽車自動變速技術的現狀與發展趨勢

鄭州交通技師學院 喬志鵬

汽車電控自動變速系統是一種可以使用一機多參數控制，將發動機與變速器電控單元合并，實現綜合性控制的系統。汽車電控自動變速器以減小傳動比間隔、加寬變速范圍為目的，向多擋化方向發展，以實現燃油效率最大化。電控自動變速系統中的電控單元里儲存著多種換擋的規律，駕駛者可以根據駕駛需求進行選擇（如選擇最經濟、最佳動力等擋位），同時還可以將帶鎖止的液力變矩器廣泛推廣。

一、汽車電控自動變速技術的發展歷史

自1985年日本五十鈴公司研制出全自動機械變速器以來，全球各大汽車公司也積極地進行了自主研發，成功地將汽車電子控制自動變速技術普遍應用到汽車上。汽車電控自動變速器的主要研究方向是圍繞汽車發動機、離合器、變速器等汽車電控裝置展開的，目的是為了進一步實現起步、換擋的自動化操作。我國對汽車電控自動變速技術的研究比國外晚，因此，我國汽車公司應針對汽車電控自動變速系統的結構和工作原理與國外成熟產品的性能進行對比研究，提出適應于我國汽車工業發展的自主型汽車電控自動變速技術。

二、汽車電控自動變速系統的類型

1.驅動方式分類。按照轎車驅動方式可分為前置驅動自動變速與后置驅動自動變速兩種。

（1）前驅電控自動變速的變矩器與相應齒輪系統輸入軸和輸出軸在一軸線上，軸向尺寸大，閥板總布置在齒輪系統下的油底殼處。前驅汽車的發動機可分為橫置與縱置，橫置的前驅電控自動變速器輸入和輸出軸是由兩個軸線完成。變矩器與齒輪變速輸入軸位于上方，輸出軸則在下方，因此變速軸向尺寸縮小，就會增加變速系統的高度。常見的閥板總布置在變速系統的側方或上方，保證了汽車的安全最小離地距離。縱置的前驅自動變速系統和后驅自動變速系統大致相同，只是在后端多加了一個差速器。

（2）后驅電控自動變速與前驅電控自動變速的組成基本相同，不同點在于后驅自動變速內沒有差速器。

2.前進擋位分類。按照前進擋位分，可分為3，4，5，6擋等。新款汽車的自動變速系統，普遍采用了4擋以上的前進擋，設置了超速擋，結構相對復雜，但卻提高了汽車燃油的使用效率。

三、汽車電控自動變速技術的組成與原理

1.汽車電控自動變速技術的組成。汽車電控自動變速系統是由液力變矩器、液壓控制器、齒輪系統及電子控制組成。

2.汽車電控自動變速技術的原理。

（1）首先，電子控制單元依據傳感器測到的發動機冷卻液的溫度、轉速、節氣門、車速、自變器液壓油情況等信號，確定換擋情況；然后，電磁閥門將這些信號轉換成液壓信號控制；最后，控制閥根據有關信號進行控制換擋的執行動作，實現自動換擋。

（2）通過汽車電控自動變速系統工作原理與液壓控制自動變速系統控制工作原理相比較，區分兩者的不同。其一，電控自動變速器多增加了一個電子控制系統。電子單元根據節氣門、車速等信號，確認換擋時間、控制執行單元工作，進而實現控制制動與離合系統工作，實現換擋；其二，電控自動變速系統的節氣門主要用于調節壓力，不用于換擋時間控制；而液壓控制自動變速系統則由速控閥產生的液壓（與車速成比例）和節氣閥產生的液壓（與節氣門開度成比例）共同作用于換擋閥上，使換擋閥門控制制動與離合系統協調工作，實現換擋。

四、現代汽車電控自動變速技術發展趨勢

現代汽車變速系統的發展，正朝著可調式自動變速器、無級變速器的方向發展。汽車變速模式最佳的傳動，能使發動機保持在窄轉速范圍內運行，從而得到最佳功率輸出。因此，電子控制單元在汽車變速器上的應用，使汽車自動變速器的發展呈現電子化的趨勢。

1.電控全自動鎖止離合。為了在傳動方面提高效率，優化其經濟性，汽車用的自動變速器均采用液力變矩系統，通過電子控制實現換擋的平穩、順利。鎖止式液力變矩系統克服了傳動效率低的缺點，對提高燃料的使用效率、降低變速系統溫度有很大好處。鎖止式液力變矩系統的功能和特點決定了液力偶合系統→液力變矩系統→鎖止式液力變矩系統這一過程。另外，變矩器除了具有傳遞扭矩的功能外，還能在一定程度上增加發動機扭矩，使其達到吸收扭轉的作用，這一方面偶合器做不到。

2.適用于汽車驅動的電控智能自動變速系統。智能型的電控自動變速系統能在汽車行駛過程中，依據汽車行駛的各項參數，科學、合理地選擇換擋時機，并在換擋的同時修正惡化參數。如，摩擦系數、油黏度、負荷變化等。電控在實現參數、規律的控制的同時，使動力系統與變速系統在不同行駛環境下，處于最好的工作狀態。

3.電控無級變速系統。隨著電子技術控制技術的提高、傳感器和執行控件性能的改善，無極變速系統在汽車上開始廣泛應用。它的應用不僅可以節約汽油、提高效率，還可以使汽車在使用同樣油量的情況下，行駛的里程數更多。目前，我國自主研發的自動變速系統，已能在汽車上應用。

4.自動預選換擋。近年來，國外企業又成功研發了自動預選換擋技術。自動預選換擋可以使駕駛員根據自己的實際需要，決定換擋的具體時間，不需要采用手動操作。這樣不僅可以提升駕駛員駕駛的樂趣，而且使操作也變得更加簡便。

5.系統微型化。減輕重量、縮短動力傳遞距離，實現節油的目的。