中国汽车技术论坛_自动变速器综述_吉林大学葛安林教授

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1、!# 年 第 $ 期 #自 动 变 速 器 ! 一 自 动 变 速 器 综 述吉 林 大 学 葛 安 林编 者 按 ： 应 读 者 的 要 求 ， 我 们 约 请 吉 林 大 学 汽 车 工 程 学 院 的 博 士 生 导 师 葛 安 林 教 授 为 本 刊 撰 写 了 自 动 变 速 器系 列 专 题 讲 座 。 葛 安 林 教 授 是 我 国 自 动 变 速 器 方 面 的 专 家 ， 多 年 从 事 自 动 变 速 器 的 理 论 研 究 工 作 ， 具 有 丰 富 的 学识 和 经 验 % 在 此 我 们 代 表 广 大 读 者 向 葛 安 林 教 授 表 示 感 谢 。 此 系 列

2、讲 座 共 分 & 个 部 分 ， 分 别 为 自 动 变 速 器 综 述 ； 液力 变 矩 器 ； 液 力 变 矩 器 的 自 锁 与 滑 差 控 制 ； 自 动 变 速 器 的 典 型 结 构 及 发 展 趋 势 ； 电 控 机 械 式 自 动 变 速 器 ()*+； 无级 自 动 变 速 器 ,-*+； 自 动 变 速 器 的 控 制 与 换 挡 规 律 ； 自 动 变 速 器 的 故 障 诊 断 与 维 修 。! !# 前 言汽 车 的 发 展 经 历 了 三 大 革 命 ： 动 力 革 命 、 传 动革 命 与 控 制 革 命 。 先 进 国 家 目 前 正 处 于 控 制 革 命

3、阶段 ， 即 自 动 控 制 阶 段 。 从 各 总 成 的 单 独 控 制 向 动 力传 动 系 统 一 体 化 综 合 控 制 ； 从 一 般 控 制 向 智 能 化 、网 络 化 控 制 发 展 。我 国 目 前 使 用 的 汽 车 绝 大 多 数 仍 为 手 动 变 速 ，手 动 变 速 汽 车 由 于 频 繁 换 挡 的 操 作 ， 易 使 驾 驶 员 疲劳 ， 影 响 行 驶 安 全 ； 而 不 同 的 驾 驶 技 术 水 平 对 车 辆的 燃 料 经 济 性 、 动 力 性 、 乘 坐 舒 适 性 造 成 极 大 差 异 ，所 以 自 动 变 速 是 人 们 长 期 追 求 的

4、目 标 ， 是 车 辆 向 高级 阶 段 发 展 的 重 要 标 志 。我 国 汽 车 工 业 正 处 于 发 展 和 提 高 时 期 ， 随 着 技术 进 步 和 人 民 生 活 水 平 提 高 ， 目 前 在 国 内 已 经 形 成年 产 #. 多 万 辆 轿 车 的 生 产 能 力 ， 轿 车 年 产 量 已 超过 / 万 辆 。 随 着 轿 车 进 入 家 庭 ， 非 职 业 驾 驶 员 越 来越 多 ， 他 们 对 简 化 操 作 的 要 求 日 益 迫 切 。 因 此 目 前我 国 自 动 变 速 器 在 轿 车 、 城 市 客 车 、 高 级 旅 游 客 车 、军 用 车 、 重

5、 型 载 货 汽 车 及 矿 用 车 上 已 呈 现 越 来 越 旺盛 的 需 求 。$ 自 动 变 速 技 术 的 现 状 及 发 展 机 遇 与 挑 战自 动 变 速 器 种 类 很 多 ， 主 要 有 液 力 自 动 变 速 器(*+、 电 控 机 械 式 自 动 变 速 器 ()*+、 无 级 自 动 变速 器 ,-*+。 从 技 术 发 展 角 度 看 ， 关 键 是 电 子 技 术 、电 液 控 制 技 术 和 传 感 技 术 。$% # 液 力 自 动 变 速 器 !&它 是 将 发 动 机 的 机 械 能 平 稳 地 传 给 车 轮 的 一种 液 力 机 械 装 置 ， 以 其

6、 良 好 的 乘 坐 舒 适 性 、 方 便 的操 纵 性 、 优 越 的 动 力 性 、 良 好 的 安 全 性 奠 定 了 在 汽车 工 业 的 主 导 地 位 。我 国 最 早 是 在 一 汽 生 产 的 ,(00 红 旗 轿 车 上装 备 了 自 动 变 速 器 ， 但 累 计 只 生 产 了 # !12 台 ， 尚 不具 有 工 业 化 生 产 的 意 义 。#&1 年 上 海 通 用 汽 车 公 司 34)+ 生 产 的 用 于别 克 轿 车 上 的 .*/$5 电 子 控 制 自 动 变 速 器 正 式 下线 ， #& 年 开 始 批 量 生 产 并 投 放 市 场 ， 率 先

7、在 国 内将 (* 作 为 标 准 配 置 装 于 轿 车 。 #& 年 中 日 合 资 生产 的 本 田 雅 阁 轿 车 也 正 式 投 产 ， 其 (* 为 本 田 技 术6(7 型 ， 它 弃 用 行 星 齿 轮 ， 而 选 择 常 啮 合 平 行 轴 式结 构 ， 零 件 少 、 易 制 造 是 其 长 处 ， 它 采 用 了 全 电 子 直控 式 变 速 装 置 ， 能 使 变 速 、 燃 油 喷 射 以 及 巡 航 等 控制 相 结 合 。与 此 同 时 ， 上 海 大 众 的 帕 萨 特 8$、 一 汽 大 众 的捷 达 都 市 先 锋 上 装 备 了 自 动 变 速 器 (4.

8、 9 &$。 神 龙公 司 也 向 市 场 投 放 了 装 备 进 口 的 (:. 智 能 型 自 动变 速 器 的 富 康 &11“ 领 导 者 ” 以 及 富 康 #; / : 轿 车 。它 采 用 了 模 糊 控 制 理 论 和 动 力 传 动 系 统 综 合 控 制技 术 ， 实 现 了 智 能 化 控 制 ， 电 子 控 制 单 元 中 有 # 种换 挡 规 律 ， 按 需 分 别 调 用 几 种 换 挡 规 律 或 同 时 或 交替 工 作 ， 共 同 控 制 变 速 器 的 状 态 。一 汽 大 众 的 奥 迪 (/ 高 级 轿 车 上 作 为 选 装 件 的(* 为 *?A、

9、德 国 的 1? 7 10、 法 拉 利 6$ 等也 装 用 (1/， 特 别 是 大 众 AB, 轿 车 油 耗 !C & D$% E:# 已 向 人 们 证 明 ， 要 想 今 后 达 到 0 D $% E:的 油 耗 目 标 ， 只 有 用 (1/ 或 1/手 动 #， (/ 无 法 实现 。在 几 种 自 动 变 速 器 中 ， (1/ 的 性 能 价 格 比 最高 。 在 中 低 档 轿 车 、 城 市 客 车 、 军 用 车 辆 、 载 货 车 等方 面 应 用 前 景 较 广 阔 。! ( 无 级 自 动 变 速 器 #)*&世 界 最 早 的 无 级 自 动 变 速 器 ， 因

10、 为 受 传 动 橡 胶带 强 度 所 限 制 ， 难 于 推 广 实 用 ， 直 到 $&F. 年 因 GH-I,-J 发 明 了 金 属 G 型 带 才 获 新 生 。 KG/ 速 比 光 滑变 化 ， 无 级 传 递 扭 矩 ， 乘 坐 舒 适 ， 加 速 性 好 ， 燃 料 经济 性 高 。 但 它 的 起 动 性 能 差 ， 故 需 另 加 起 动 装 置 ， 现在 较 多 的 KG/ 选 液 力 变 矩 器 为 起 动 装 置 ， 又 称 双 无级 自 动 变 速 器 。目 前 它 在 自 动 变 速 器 中 仅 占 $ ! ， 其 中 &% !在 日 本 ， $% ! 在 欧 洲

11、 。 日 本 ALH9A、 M*+H-、 N,-OH、意 大 利 6*H8 等 在 车 上 部 分 选 用 。 KG/ 虽 已 开 发 多年 ， 因 设 备 更 换 量 大 、 制 造 困 难 、 价 格 也 较 高 ， 故 市场 销 售 一 直 在 $% 万 台 D 年 中 波 动 ， 上 升 趋 势 不 明显 。 但 因 其 理 论 上 性 能 优 越 ， 仍 视 为 自 动 变 速 器 的主 要 发 展 方 向 之 一 。 我 国 尚 处 于 起 步 阶 段 ， 国 外 在$C 以 下 小 排 量 的 轿 车 上 应 用 前 景 较 好 ， 日 产 公司 在 ! 级 的 车 上 的 KG

12、/ 也 开 发 成 功 。为 了 提 高 带 的 传 动 容 量 ， 带 宽 增 加 为 0% :旧式 为 !. :#， & 层 钢 圈 宽 度 扩 大 ! ! ， 同 时 采 用 了阶 段 式 高 油 压 系 统 。 除 上 述 的 湿 式 金 属 带 外 ， 由 树脂 和 铝 合 金 等 构 成 的 干 式 带 KG/ 被 日 本 大 发 公 司在 新 开 发 的 汽 车 上 采 用 ， 皮 带 轮 的 连 续 变 速 的 控 制使 用 直 流 电 动 机 。 该 变 速 器 的 特 点 是 ， 起 步 时 通 过由 定 传 动 比 齿 轮 构 成 的 副 传 动 路 线 来 传 递 动

13、力 ， 保证 起 步 性 能 ； 当 达 到 规 定 车 速 时 ， 变 换 到 由 带 传 动所 确 定 的 主 动 力 传 动 路 线 ， 图 ! 所 示 为 基 本 概 念图 。半 圆 环 式 的 无 级 变 速 器 正 在 研 究 中 ， 它 是 利 用输 入 D 输 出 圆 盘 和 动 力 滚 子 间 的 剪 切 力 传 递 动 力 ， 特 约 专 题 !# 年 第 $ 期 % 特 约 专 题 通 过 滚 子 的 倾 斜 连 续 地 改 变 传 动 化 ， 期 待 该 方 式 能传 递 更 大 扭 矩 。图 ! 干 式 带 &( 的 动 力 传 动! 发 展 国 内 自 动 变 速 器 产 业 的 几 点 建 议我 国 目 前 的 基 础 工 业 一 时 还 难 以 满 足 )( 的 高技 术 要 求 ， 巨 额 投 入 一 时 也 有 困 难 ， )( 的 用 户 彼 此分 属 不 同 公 司 ， 很 难 达 成 由 同 一 厂 家 生 产 的 协 议 。加 之 这 些 产 品 匹 配 的 发 动 机 排 量 差 异 较 大 ， 生 产 中)( 难 以 系 列 化 ， 特 别 是 全 球 兼 并 、 全 球 采 购 、 平 台技 术 等 促 进 了 经 济 全 球 化 ， 而 国 内 自 动 变 速 器 尚 处于 起 步 阶 段 ， 反 差 太 大 ， 其 面