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变速器发展趋势:从少挡到多挡再到少挡

发布日期:2016-06-07 点击数:

  日前,第四届国际CTI“汽车变速器、混合动力汽车和电动汽车”论坛如期在上海召开。自2002年以来,CTI论坛(Car Training Institute,简称CTI)已在德国举办了13届。如今,CTI论坛每年在德国、美国和中国召开,成为享誉世界的汽车传动领域的行业会议。作为德国 CTI论坛的姐妹论坛,今年在上海举办的第四届国际CTI论坛吸引了来自世界各地的业内专家,在6个分会场的42场专业报告会中,与会者共同探讨了汽车传 动与驱动领域内的新技术发展和成果。


当前,世界上每4辆轿车中就有1辆是在中国出售的,作为汽车产销大国的中国汽车工业的动态已在影响着全球汽车工业的发展。由于汽车保有量不断增长所带来的 环境、交通、能源压力越来越突出,到2020年国内车辆总体要减少30%的燃油消耗量和乘用车平均油耗降至5升/百公里的目标并不是说说而已。在可预期的 未来二三十年内,传统型式的内燃机和各类变速器仍将是汽车动力传动系统的主力。在此背景下,如何继续提高传统动力传动型式的效率,如何加入更多电力与电动 化因素从而使综合效率有更好的提升,这些都是CTI论坛所要讨论的大的技术主题。

电动化如何更好地与传统动力传动系统相结合?哪些变速器方案会给中国带来何种好处?混合驱动方案如何进一步提升整体驱动系统的效率?起步和换挡元件如何改 善舒适性、动力性和传动效率?类似的话题,在今年的CTI论坛上得到了更为充分的讨论。中国工业报记者在会场聆听与采访CTI论坛顾问委员会主席、德国伦 瑞克工业大学教授费里特•库曲凯时,已经找到了部分答案。

AT和CVT仍然是两种适应的变速器

关于哪种变速器更为适合中国市场,是一个老生常谈的话题,但在今年费里特•库曲凯教授的解答中,也透露出了些许新意。

从市场应用情况看,中国的绝大多数乘用车还主要集中在交通密集的超大型城市和大中城市中。费里特•库曲凯教授认为,从油耗和驾驶安全角度衡量,自动换挡的 变速器(即自动变速器)更适合于中国市场,其中包括传统的自动变速器AT、双离合变速器DCT、无级变速器CVT以及自排挡变速器AMT。

AMT基于手动变速器,对离合器和换挡机构的操作实现了自动化。根据汽车行驶情况,控制器可以通过液力或电子执行机构对离合器实现开启或闭合,同时对挡位 进行控制。但是由于在换挡过程中汽车的牵引力需要短暂中断,导致汽车的加速度不连续,由此使得AMT的舒适性相对偏低。由于中国汽车市场对舒适性要求较 高,AMT的这个缺点导致其不适应中国市场。但从另一方面看,AMT在效率和燃油经济性上有不小的优势,对于商用车变速器是值得考虑的方案。

DCT对于中国变速器供应商是一个极为重要的产品,是由于中国相关企业有着非常丰富的研发和生产手动变速器的经验。由于DCT与手动变速器的齿轮箱非常相 似,中国企业的这些经验完全可以用在DCT的研发和生产上,而用于生产手动变速器的机床也可以用于DCT的生产。基于这个原因,中国变速器企业已经有能力 自主研发和生产中国自己的DCT产品。但在少数一些关键部件上,中国企业还需要借助国外厂商的供应。

AT与CVT的结构都更为复杂,研发中的挑战性更大,所需的核心技术知识更深,尤其涉及到齿轮组的结构、液力变矩器、自动变速器中的换挡装置以及无级变速器中的滚轮和执行机构的研发等。 尽管DCT近几年在中国市场上升的势头很快,其所带来的传动效率和舒适性也皆有口碑,但AT对于中高级车仍然极为重要,因为这一级别的汽车对舒适性的要求 很高。恰恰在这一方面,AT能提供佳的起步、换挡舒适性和起步动力性,这也是为何AT在全球所有自动换挡的变速器市场中占多份额的原因。因此,费里特 •库曲凯教授认为,中国的变速器企业继续加大对AT技术的研发是尤为必要的。

此外,费里特•库曲凯教授也表示,基于中国客户的驾驶风格、中国的交通状况,同时也由于CVT在近10年中的长足发展,CVT将在中国市场上扮演举足轻重的角色,并将不断获得更大的市场份额。

4挡变速器已显老 “主动变速器”时代是否已来临

当前的汽车保有甚至是新出产汽车中,仍然有不少是自然吸气发动机与4挡自动变速器的组合。在节能减排压力越来越大的未来市场中,这种动力传动组合还能否担当市场的主力?对此,费里特•库曲凯教授发表了他的看法。

传统的自然吸气式发动机以及4到5速变速器的传动系统,是无法达到今天燃油消耗以及二氧化碳排放的标准的。为了达到法律法规的要求,如果不配备混合动力的 话,以C级车及更小级别的车型为例,只有通过采用小排量直喷式涡轮增压发动机并配备7~9速的自动变速器才能达到要求。而对于SUV等较大车型来说,则必 须采用混合动力系统才能满足油耗及排放的要求。

在电气化已渗透到汽车技术各个领域的背景下,作为提高燃油经济性的核心角色,汽车变速器会有什么大的变化方向吗?有,一种在变速器内集成1到2个电机,从 而实现所谓“主动变速器”的方案出现在人们面前。在这种变速器内,包含有电机、功率电子装置、执行器、传感器、控制器,可以在变速器内将电能转换为机械能 从而实现汽车驱动。为实现“主动变速”,变速器可以与汽车内所有模块进行通信交流,特别是与驱动系统、底盘系统、驾驶辅助系统以及车载资讯娱乐系统的通 信。“主动变速器”可按照驾驶性能、舒适性、动力性、燃油经济性等不同优化目标执行换挡任务,还可以根据驾驶情况将发动机或电机与传动系统分开,在适当的 时候再将其闭合。

 

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