我国汽车变速器的使用现状和发展趋势浅析

2017-01-20张力久

中国设备工程 2017年20期

关键词：手动变速器自动

张力久

（长城汽车股份有限公司，河北保定 071000）

我国汽车变速器的使用现状和发展趋势浅析

张力久

（长城汽车股份有限公司，河北保定 071000）

以不同汽车变速器为研究切入点，对其工作原理、结构、优点及不足进行阐述，同时做出对比分析，对现阶段汽车变速器的实际发展情况以及今后发展趋势作出总体论述，主要对国内乘用车、商务车两大行业的变速器状况进行了阐述，同时对国内汽车变速器今后发展趋势、研究重点等作出进一步的分析。

汽车；变速器；自动变速器；发展现状；趋势

1 各类汽车变速器简述

1.1 手动变速器

手动变速器（MT）从全球第一辆汽车成功研究制备之日起，便得到了大范围的推广运用。目前，就MT的结构而言，包括了三部分，一是壳体，二是操纵件，三是传动件。工作原理具体如下：在对变速杆进行拨动的基础上，对处于中间轴位置的主动齿轮进行切换，从而让其可能和其它直径不一样的齿轮进行有效啮合，让传动比得以变更，通过这种方式，对驱动轮的转动速度及转矩予以改变。就手动变速器来说，其有着结构复杂程度低、成本小、技术比较成熟以及能够有效进行动力传递等诸多优点，一直以来都发挥着主导性作用。不过，其操作相对比较复杂，要求驾驶员有很强的驾驶水平，同时在出现特殊工况时，或者是长时间进行驾驶时，极有可能导致驾驶员出现疲劳感等，使得驾驶风险进一步加大。如果汽车安装了MT变速器，则能够方便驾驶，不过，其舒适性不是十分突出，因此，现阶段，从高端汽车角度来看，基本上没有安装MT，其反而在中低端汽车领域得到了广泛的推广与运用。

1.2 液力自动变速器

第一个在T型车当中配置液力自动变速器（AT）的企业为福特汽车公司，始于1908年。不过，和目前的AT进行对比，其并非真正意义上的AT变速器。1940年时，美国通用汽车公司才成功研发了真正的AT变速器。就该设备而言，目前的基本特点如下：一方面配置了液力变矩器，另一方面配置了串联条件下的行星齿轮机构。

从AT变速器来看，其结构表现得异常复杂，型号不一样，则局部结构千差万别，不过，从基本结构来看，大体相同，包括三大块：一是液力变矩器，二是电液自动控制系统，三是行星齿轮机构。就齿轮变速器而言，又包括了若干行星排，以及涵盖了换挡元件，在对抵挡元件进行分离操作或者是结合操作的基础上，得到相应的传动比，最终实现变速。就AT变速器而言，其有着如下的特点：能够让车辆更加平衡的起步，且可以自动变矩，避免发动机由于过载情况而出现熄火，可以顺畅地进行换挡，增强车辆通过性。不过，其结构较复杂一些，制造时要求很高的精度，且成本比较大，消耗油量多，与机械传动进行对比，效率要低得多。

1.3 机械式自动变速器

就机械式自动变速器（AMT）来说，其主要是以常规机械变速器为切入点而研发出来的，主要结构包括三大块：一是自动离合器，二是自动变速操纵系统，三是齿轮传动机构。其可以结合车辆行驶速度、油门情况与驾驶员发出的指令等，对最为理想的挡位予以明确，基于此对换挡手机的挂、摘档操作，以及离合器的离、合操作等进行控制，进而达到自动换挡的目的。与此同时，其运行模式包括两大类，一是手动模式，二是自动模式，能够让驾驶人顺畅地进行驾驶操作。和MT进行对比，AMT有着操作难度小、耗油量少、安全性能强的优点；和MT进行对比，其耗油量能节约20%，能够更加高效地进行传动，且不管是生产，还是维护，成本支出要小得多。不过，就AMT来说，其不属于动力换挡，不管是车辆起步，还是换挡，均无法良好地对冲击予以缓和，导致换挡出现较强的冲击，驾驶舒适性不是很突出。然后，在其持续改进的基础上，其舒适性得到了进一步的增强。

1.4 无级变速器

无级变速器（CVT）具有可以连续地对输入/出轴二者的传动比予以改变的特点。现阶段，在汽车领域的运用方面，其包括摩擦式、带式以及链式三种不同的模式，其中，普遍运用的为金属带式。这种形式的CVT结构包括金属带、液压泵、控制系统等核心部分。就工作轮来说，其包括固定、可动两大部分，二者间存在V形槽，在该槽中，金属带和工作轮二者进行啮合，如果可动部分朝着轴向方向进行移动，不管是主动轮，还是从动轮，其和金属带之间的工作半径都会出现改变，以此实现改变传动比的目的。

1.5 双离合自动变速器

1940年，便研发成功了双离合自动变速器（DCT），但没有被大规模的投入生产当中。一直至上个世纪后期，第一款规模投产的DCT才得以面世，其由大众公司和博格华纳公司共同研发成功。从结构来看，其配置的离合器数量为2个，以手动变速器为基础，不但配置了电子控制系统，还增加了液压驱动系统，把之前手动变速器的挡位进行拆分处理，同时一一和2个离合器予以相应的配置。若车辆通过某个挡位运行，预先把经过微机进行判断的后续挡位进行啮合挂挡，如果行驶速度符合换挡点条件的各方面，仅要对2个离合器进行切换，便能够进行换挡。换挡过程中，就2个离合器而言，其将进行轮流工作，达到持续进行动力输出的目的。从DCT变速器来看，一方面有着手动变速器成本支出小、质巧、高效以及结构紧凑等诸多优点，另一方面也具备自动变速器省油、舒适性强、动力性能好等特点，同时在进行换挡时，能够持续进行动力输出。不过，因为其结构方面的原因，仅可以对奇偶档进行抵挡，无法进行跳档。现阶段，其依旧还在发展当中，因为技术方面的问题，仅有为数不多的厂家能够掌握核心技术，不过，其获得了迅猛的发展，这些年来，从汽车领域来看，表现异常突出。

2 我国汽车变速器的发展状况

2.1 我国汽车变速器发展状况

现阶段，我国自动挡汽车占比并不大，大概为10%。就国内自动变速器市场来看，这些年来，虽然其增速度均超过20%，不过，因为起步相对滞后，技术性有待进一步增强，为数不少的自动变速器依旧靠进口。

2.2 我国乘用车变速器发展状况

现阶段，从国内汽车领域来看，就手动变速器来说，尽管其市场份额较大，不过，在自动变速器方面，客户依旧有着极高的消费渴望，就其装车率而言，不断得以提升。2012年时，从国内乘用车领域来看，自动变速器装车率比较大，为43%，到了2015年，则上涨至47%。从大多数中级、高级的乘用车来看，基本上都配置了进口的AT变速器，该变速器在市场中发挥着主导性作用。不过，技术性要求高、有着与众不同的抵挡方式的DCT变速器，其未得到广泛的推广运用，大部分在德系、美系合资车中推广运用。

这些年来，我国一些公司亦加大了DCT变速器的研发力度，在部分车型中进行了配置。从我国的发展来看，DCT变速器发展历程较为曲折，特别是在干式DCT方面，始终存在质疑声，技改迫在眉捷。与我国和日本合资研发的中、小排量车进行对比，从国内乘用车领域来看，CVT变速器要比后者多，同时和AT变速器进行对比，其装车率要低一些。就AMT变速器而言，尽管其仅在一些经济型轿车当中进行了配置，不过发展空间大。

2.3 我国商用车变速器发展状况

现阶段，从国内商用车来看，基本上配置的还是手动变速器，配置自动变速器的数量并不多。不过，就自动变速器而言，在其市场影响力不断增加的基础上，在商用车当中进行配置的发展潜力大。如今，从我国商用车领域来看，重汽、一汽等企业先后配置了拥有自主知识产权的自动变速器（基本上是AMT），不管是货车还是客车，均有具体的应用。

从国内商用车来看，其也配置了AT变速器，且在为数不少的城市公交车中，也有一定的装车率，因其拥有发生故障的概率小、舒适性强、驾驶难度小等优点，得到了消费者普遍的认可，不过，其成本支出较大、油耗高，导致其大范围推广运用受阻。基于此，和AT变速器进行对比，不管是舒适程度，还是驾驶操作频率，均表现突出的TMA变速器逐步得到了公交公司的认可，再加上与AT变速器进行对比，其价格、油耗方面的性能要优良得多，所以公交车中配置AMT变速器的发展空间持续增大。此外，从大型客车方面来看，其也逐步开始有所应用，2014年的装车量超过了2000辆。AT、AMT变速器均对客车市场比较看好。

3 我国汽车变速器的发展趋势

这些年来，在推进自动变速器产业化发展方面，国内公司要么加大自主研究开发力度，要么和国外专业企业共同研发，持续进行探索，产生了不少的科学研究成果。不过，其产业化进程推进速度相对迟缓，原因有二：首先，在技术层面，国外公司对我国进行封锁，实施垄断，再加上我国的重点公司基本上是合资公司，外方占据了主导权，为数不少的自动变速器依旧主要靠进口；其次，国外很早便开始研究自动变速器技术，产品相对较为成熟，市场波动性不大，如日本的爱信等，在国内进行了市场布控，不利于国内企业进行自主创新与发展，若国家不出现政策予以扶持发展。