鄭州交通技師學(xué)院 喬志鵬

汽車自動(dòng)變速技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

鄭州交通技師學(xué)院 喬志鵬

汽車電控自動(dòng)變速系統(tǒng)是一種可以使用一機(jī)多參數(shù)控制，將發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器電控單元合并，實(shí)現(xiàn)綜合性控制的系統(tǒng)。汽車電控自動(dòng)變速器以減小傳動(dòng)比間隔、加寬變速范圍為目的，向多擋化方向發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)燃油效率最大化。電控自動(dòng)變速系統(tǒng)中的電控單元里儲(chǔ)存著多種換擋的規(guī)律，駕駛者可以根據(jù)駕駛需求進(jìn)行選擇（如選擇最經(jīng)濟(jì)、最佳動(dòng)力等擋位），同時(shí)還可以將帶鎖止的液力變矩器廣泛推廣。

一、汽車電控自動(dòng)變速技術(shù)的發(fā)展歷史

自1985年日本五十鈴公司研制出全自動(dòng)機(jī)械變速器以來，全球各大汽車公司也積極地進(jìn)行了自主研發(fā)，成功地將汽車電子控制自動(dòng)變速技術(shù)普遍應(yīng)用到汽車上。汽車電控自動(dòng)變速器的主要研究方向是圍繞汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器等汽車電控裝置展開的，目的是為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)起步、換擋的自動(dòng)化操作。我國對(duì)汽車電控自動(dòng)變速技術(shù)的研究比國外晚，因此，我國汽車公司應(yīng)針對(duì)汽車電控自動(dòng)變速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理與國外成熟產(chǎn)品的性能進(jìn)行對(duì)比研究，提出適應(yīng)于我國汽車工業(yè)發(fā)展的自主型汽車電控自動(dòng)變速技術(shù)。

二、汽車電控自動(dòng)變速系統(tǒng)的類型

1.驅(qū)動(dòng)方式分類。按照轎車驅(qū)動(dòng)方式可分為前置驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速與后置驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速兩種。

（1）前驅(qū)電控自動(dòng)變速的變矩器與相應(yīng)齒輪系統(tǒng)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(tǒng)下的油底殼處。前驅(qū)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)可分為橫置與縱置，橫置的前驅(qū)電控自動(dòng)變速器輸入和輸出軸是由兩個(gè)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(huì)增加變速系統(tǒng)的高度。常見的閥板總布置在變速系統(tǒng)的側(cè)方或上方，保證了汽車的安全最小離地距離。縱置的前驅(qū)自動(dòng)變速系統(tǒng)和后驅(qū)自動(dòng)變速系統(tǒng)大致相同，只是在后端多加了一個(gè)差速器。

（2）后驅(qū)電控自動(dòng)變速與前驅(qū)電控自動(dòng)變速的組成基本相同，不同點(diǎn)在于后驅(qū)自動(dòng)變速內(nèi)沒有差速器。

2.前進(jìn)擋位分類。按照前進(jìn)擋位分，可分為3，4，5，6擋等。新款汽車的自動(dòng)變速系統(tǒng)，普遍采用了4擋以上的前進(jìn)擋，設(shè)置了超速擋，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，但卻提高了汽車燃油的使用效率。

三、汽車電控自動(dòng)變速技術(shù)的組成與原理

1.汽車電控自動(dòng)變速技術(shù)的組成。汽車電控自動(dòng)變速系統(tǒng)是由液力變矩器、液壓控制器、齒輪系統(tǒng)及電子控制組成。

2.汽車電控自動(dòng)變速技術(shù)的原理。

（1）首先，電子控制單元依據(jù)傳感器測到的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度、轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門、車速、自變器液壓油情況等信號(hào)，確定換擋情況；然后，電磁閥門將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓信號(hào)控制；最后，控制閥根據(jù)有關(guān)信號(hào)進(jìn)行控制換擋的執(zhí)行動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。

（2）通過汽車電控自動(dòng)變速系統(tǒng)工作原理與液壓控制自動(dòng)變速系統(tǒng)控制工作原理相比較，區(qū)分兩者的不同。其一，電控自動(dòng)變速器多增加了一個(gè)電子控制系統(tǒng)。電子單元根據(jù)節(jié)氣門、車速等信號(hào)，確認(rèn)換擋時(shí)間、控制執(zhí)行單元工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制制動(dòng)與離合系統(tǒng)工作，實(shí)現(xiàn)換擋；其二，電控自動(dòng)變速系統(tǒng)的節(jié)氣門主要用于調(diào)節(jié)壓力，不用于換擋時(shí)間控制；而液壓控制自動(dòng)變速系統(tǒng)則由速控閥產(chǎn)生的液壓（與車速成比例）和節(jié)氣閥產(chǎn)生的液壓（與節(jié)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(dòng)與離合系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)換擋。

四、現(xiàn)代汽車電控自動(dòng)變速技術(shù)發(fā)展趨勢

現(xiàn)代汽車變速系統(tǒng)的發(fā)展，正朝著可調(diào)式自動(dòng)變速器、無級(jí)變速器的方向發(fā)展。汽車變速模式最佳的傳動(dòng)，能使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在窄轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)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(yīng)用，使汽車自動(dòng)變速器的發(fā)展呈現(xiàn)電子化的趨勢。

1.電控全自動(dòng)鎖止離合。為了在傳動(dòng)方面提高效率，優(yōu)化其經(jīng)濟(jì)性，汽車用的自動(dòng)變速器均采用液力變矩系統(tǒng)，通過電子控制實(shí)現(xiàn)換擋的平穩(wěn)、順利。鎖止式液力變矩系統(tǒng)克服了傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn)，對(duì)提高燃料的使用效率、降低變速系統(tǒng)溫度有很大好處。鎖止式液力變矩系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)決定了液力偶合系統(tǒng)→液力變矩系統(tǒng)→鎖止式液力變矩系統(tǒng)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(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，使其達(dá)到吸收扭轉(zhuǎn)的作用，這一方面偶合器做不到。

2.適用于汽車驅(qū)動(dòng)的電控智能自動(dòng)變速系統(tǒng)。智能型的電控自動(dòng)變速系統(tǒng)能在汽車行駛過程中，依據(jù)汽車行駛的各項(xiàng)參數(shù)，科學(xué)、合理地選擇換擋時(shí)機(jī)，并在換擋的同時(shí)修正惡化參數(shù)。如，摩擦系數(shù)、油黏度、負(fù)荷變化等。電控在實(shí)現(xiàn)參數(shù)、規(guī)律的控制的同時(shí)，使動(dòng)力系統(tǒng)與變速系統(tǒng)在不同行駛環(huán)境下，處于最好的工作狀態(tài)。

3.電控?zé)o級(jí)變速系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)控制技術(shù)的提高、傳感器和執(zhí)行控件性能的改善，無極變速系統(tǒng)在汽車上開始廣泛應(yīng)用。它的應(yīng)用不僅可以節(jié)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(shù)更多。目前，我國自主研發(fā)的自動(dòng)變速系統(tǒng)，已能在汽車上應(yīng)用。

4.自動(dòng)預(yù)選換擋。近年來，國外企業(yè)又成功研發(fā)了自動(dòng)預(yù)選換擋技術(shù)。自動(dòng)預(yù)選換擋可以使駕駛員根據(jù)自己的實(shí)際需要，決定換擋的具體時(shí)間，不需要采用手動(dòng)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(tǒng)微型化。減輕重量、縮短動(dòng)力傳遞距離，實(shí)現(xiàn)節(jié)油的目的。