查看完整版本: 汽车变速箱的发展趋势分析报告（二）

汽车变速箱的发展趋势分析报告（二）

第二部分　　自动变速器

作为汽车变速器发展的一个分支，自动变速器自从1939年由美国通用汽车公司首

先在奥兹莫比尔轿车上应用以来，发展的速度很快，其间经历了多次的技术革新

。20世纪60年代重点采用多元件工作轮来提高液力变矩器的效率；70年代使用闭

锁离合器来提高液力自动变速器在高速时的效率；80年代则采取增加行星齿轮变

速器档位的方法；而90年代电子技术和微处理器应用于换档变速之后，自动变速

技术进入了迅速发展的崭新时期。

如今，自动变速器正朝着省油、降低排放污染、操纵方便、行驶舒适等方向发展

。

目前世界上使用较多的汽车自动变速器主要有4种类型：液力自动变速(AT)、电控

机械式自动变速器(AMT)、双离合器式自动变速器(DCT)、无级自动变速器(CVT)和

无限变速式机械无级变速器(IVT)。

1.液力自动变速器(AT)



        液力自动变速器是最早的自动变速器，是根据车速和负荷（油门踏板的

行程）来进行双参数控制，档位根据这两个参数来自动升降。AT的结构如图表8，

与手动变速器(MT)相比，液力自动变速器在结构和使用上有很大的不同。MT主要

通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而AT则是由液力变矩器、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实现变速变矩。其中液力变矩器是

AT最重要的部件，它是由泵轮、涡轮和导论等构件组成，通过液体动量矩的变化

来改变转矩的一种传动元件。它除了起离合器的作用外，还具有改变转矩的能力

，而且在一定范围内可实现无级连续变速，对外负载有良好的自动调节和适应性

。

90 年代以来,电子技术的大量应用使得液力自动变速器的综合性能得到了很大的

提高,其结构发展中有代表性的是带超速挡的行星齿轮变速器和带高挡位闭锁离合

器的变矩器的应用,结构发展的方向是简单化,紧凑化,同时工作效率最大化。因此

液力机械式自动变速器是目前发展最完备,技术最成熟,应用最广泛的自动变速器

。

２、电控机械式自动变速器（AMT）

电控机械式自动变速器(AMT) 是在原有的机械变速器的结构不变的情况下，通过

加装微控制器(MCU) 控制的自动操纵机构,取代原来由驾驶员人工完成的离合器分

离。结合，摘挡，挂挡以及发动机转速同步调整等操作，最终实现换挡过程的序

列操纵自动化。

AMT的基本控制原理是：AMT控制单元(ECU)的输入信号有驾驶员的意图(加速踏板

的位置和档位选择)和汽车的工作状态(包括发动机转速、节气门开度、车速等)

。ECU根据换档规律、离合器控制规律、发动机节气门自适应调节规律产生输出信

号,控制过程基本模拟驾驶员在起步和换档时对油门、离合器和换档机构的操作,

做到三者有效配合。

由于AMT能在MT生产基础上改造，生产继承性好，投入费用较低，通用性好，容易

被厂家接受。AMT的核心技术是电子控制,电子技术及质量将直接决定AMT的性能与

运行质量。

3、双离合器式自动变速器（DCT）

双离合器式自动变速器(DCT)是由平行轴式手动变速器发展而来的，它采用两个离

合器的结构，将变速器的档位按奇数和偶数分别布置在与这两个离合器相连的平

行轴上，通过离合器的交替结合来完成换档过程。其结构如图表9所示，其中，1

、3、5档及倒档与离合器C1相连，2、4档与离合器C2相连，离合器C1输出轴是一

个实心轴，离合器C2输出轴是一个空心轴，套在C1输出轴上，两个输出轴同心。

停车时C1、C2 都分离，不传递动力。起步时，因C1分离，自动换档机构将档位切

换到为1档，然后离合器C1接合，车辆开始起步运行。车辆换入1档运行后，此时

离合器C2处于分离状态，不传递动力，当加速时，达到接近2档换档点，自动换档

机构可以将档位提前换入2档，离合器C1开始分离，同时离合器C2开始接合，直到

离合器C1完全分离，整个换档过程结束。其换档过程与目前自动变速器AT类似，

其他档位换档过程也是如此。
      双离合器式自动变速器继承了手动变速器传动效率高、燃油经济性好、安

装空间紧凑、质量轻、价格低等优点，此外在换档过程中不存在动力中断，所以

换档是没有明显的减速度产生，换档迅速平稳，不仅保证了车辆的加速性，而且

极大地提高了换档舒适性。

4、无级自动变速器(CVT)
        CVT又称为连续变速式机械无级变速器。这种变速器与一般齿轮式自动变

速器最大区别是省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，只用了2组带轮进行变

速传动。图表10为金属带式无级变速器原理图，主要包括主动轮组、从动轮组、

金属带和液压泵等基本部件。主动和被动工作轮由固定和可动两部分组成,形成V

型槽，与金属片构成的金属带啮合。当主、被动轮可动部分轴向移动时,相应改变

驱动轮与从动轮传动带的接触半径,从而改变传动比。可动轮的轴向移动通过液压

控制系统进行连续调节,实现无极变速。与有级式的区别在于，它的变速比不是间

断的点，而是一系列连续的值，譬如可以从0. 445连续变化到2. 6。CVT结构比传

统变速器简单、体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速

器复杂的行星齿轮组，主要靠主、从动轮和传动带来实现速比的无级变化，传动

带一般用橡胶带、金属带和金属链等，较有实用价值的是金属带式无级变速器。

CVT具有良好的性能：(1)提高整车的燃油经济性；(2)动力性优良；(3)整车质量

小；(4)排放少；(5)生产成本较低；(6)加减速平顺性好。但CVT的缺点也很明显

，就是传动带易损坏，不宜承受大的载荷，仅适用于中小功率的汽车。近年来经

过各大汽车公司的大力研究，情况有所改善，CVT将是自动变速器的发展方向。

５、无限变速式机械无级变速器(IVT)

　　　　无限变速式机械无级变速器(IVT)由英国的Torotrak公司研发，业界一直

将它视同CVT， 2003年3月在美国底特律举行的汽车工程师学会年会上将它单独分

类。IVT采用的是一种摩擦板式变速原理。早在1905年就出现过这种无级变速器，

它由圆盘和滚轮构成，结构简单，如图表11所示，但由于摩擦本身带来的能量损

耗大、发热量高、传递转矩小和材料不耐用等缺，没有进行批量生产。这种变速

原理便是今天IVT的基础。

IVT与其它自动变速器最显著的差别之一是不使用变矩器，Torotrak公司开发的

IVT使用了2套离合器，如图表11所示，驱动力由一套称为变换器的装置传递，通

过锁止离合器和行星齿轮机构将动力传递至传动轴。IVT的核心部分由输入、输出

传动盘和变换器传动盘组成。两个输入传动盘分别位于两端,输出传动盘只有1 个

，位于中间位置，变换器传动盘则夹于输入和输出传动盘中间，它们之间的接触

点以润滑油作介质，金属之间不接触,通过改变变换器的角度实现传动比连续无限

的变化。

变矩器的作用是通过油液介质将发动机动力传递给变速器，它的传递效率通常只

有80%。IVT由于不使用变矩器，与其它自动变速器比较，IVT具有效率高、不易打

滑、油耗低，不需要工艺复杂且造价昂贵的金属传动带,结构简单、成本较低等一

系列优点，加上传递扭矩大，长时间运转也不会引起过度发热，不但适用于轿车

，也适用于越野车,是一种新型变速器。
结语　　展望汽车变速器的发展趋势

      变速器作为汽车传动部分，其技术的发展是衡量汽车技术水平的一项重要

依据。21世纪能源与环境、先进的制造技术、新型材料技术、信息与控制技术等

是科学技术发展的重要领域，这些领域的科技进步推动了变速器的发展。

变速器技术的发展动向如下：

(1) 节能与环境保护。变速器的节能与环境保护既包括传动系统本身，又包括发

动机的节能与保护。因此，研究高效率的传动系统来节约能源，采用零污染的工

作介质来避免污染，根据发动机的特性和行驶工况来设计变速器，以保证汽车在

最高传动效率和最低污染物排放区运行，是目前变速器技术的主要发展方向。

(2) 应用新型材料。材料科学与信息技术是21世纪重点发展的科学技术领域。各

种新型材料在变速器中的应用已经推动了汽车技术的发展和性能的提高 。陶瓷材

料、高分子聚合物、纳米材料、梯度材料、表面镀膜技术等独特的性能特点，将

对变速器的性能产生重要影响。

(3) 高性能、低成本、微型化。高性能、高效、精密、低噪音、长寿命、重量轻

、体积小、低成本一直以来是变速器的发展方向。要达到上述要求，可以进行变

速器结构创新的研究，探索变速器的新类型；对传动副的材料和机理进行研究，

提高寿命，减小质量；进行变速器动力学特性和振动研究，以求提高特性、降低

噪音、采用先进的制造技术来提高变速器的性能和降低成本。

(4) 智能化、集成化。变速器只能化、集成化是信息、电子集成技术和控制技术

与变速器技术的结合。其特点是根据发动机的特性和汽车的行驶工况，通过计算

机智能控制，实现对变速器传动比的实时控制，使发动机工作在最佳状态。将变

速器智能化，并且普及到大众化的汽车上。这样的汽车可以根据驾驶者的性情、

路面的状况、车身的负荷乃至周边环境等多种因素，挑选最适合的功能，实现智

能化驾驶，以充分发挥车辆的性能，降低油耗，确保安全。变速器的发展使汽车

好像有了人的智慧，甚至比人更善于思索，它可以根据外界路面的变化，经过计

算，代替人作出准确聪明的决断。


[url=http://www.mc-drive.cn/jsclx.asp]引擎传动机械有限公司[/url]是国内主要生产传动设备的专业性企业之一,引进日本的先进技术和完整的加工设备,主要生产T系列螺旋伞齿轮换向箱,MB系列机械无级变速器,RV系列蜗轮蜗杆减速机以及各种系列的硬齿面、斜齿轮、锥齿轮减速机。公司成立以来,一直致力于开发、生产高效、节能、环保型传动系列产品,具有一支高素质的技术开发、科技管理和技工队伍。先进的技术和可靠的质量保证使佳迈产品成为国内外广大用户的首选品牌,被广泛用在石油、化王、塑料、橡胶、食品、建材、包装、纺织、造纸、轻工、立体停车库和流水线等机械设备领域中。
公司将格守“品质至上、服务周到”为宗旨，对减速机技术不断追求，为中国工业自动化设备输 送提供高品质超群驱动设备。
[url=http://www.mc-drive.cn]减速机[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/jsclx.asp]引擎--引擎传动[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/jscl.asp]减速齿轮[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/jsmd.asp]减速马达[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/bp.asp?ie=1]减速齿轮机[/url]  [url=http://www.mc-drive.cn/bp.asp?ie=3]摆线减速机[/url]  [url=http://www.mc-drive.cn/bp.asp?ie=2]涡轮减速机[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/bp.asp?ie=7]行星减速机[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/bp.asp?ie=6]组合型减速机[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/bsj.asp]变速机[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/bp.asp?ie=4]无级变速机[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/djfxq.asp]电子换向器[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/bp.asp?ie=5]电机[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/jsdj.as]减速电机[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/bsdj.asp]变速电机[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/bsx.asp]变速箱[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/bsclx.asp]变速齿轮箱[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/clx.asp]齿轮箱[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/jsclx.asp]减速齿轮箱[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/bsq.asp]变速箱[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/jsx.asp]减速箱[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/jsq.asp]减速器[/url] [url=http://www.mc-drive.cn/sitemenu.asp]网站地图[/url]

[[i] 本帖最后由 meihuan 于 2007-9-29 10:26 编辑 [/i]]