新闻中心

自动变速器的现状及发展趋势探讨

发布者:重庆赛之源齿轮制造有限公司 发布时间:2018/3/10 12:51:28 阅读:次 【字体:

摘要:随着人们生活水平的提高,汽车逐步进入了我们普通人的生活,当我国已经超过美国、俄国、日本成为世界第一汽车生产和消费国时,作为汽车核心零部件之一的变速器却着实令人堪忧。本文就汽车自动变速器的现状及发展作一简单的探讨。

关键词:自动变速器的现状 核心技术 发展趋势

0 前言:

现在世界上的变速器有两种:一种是手动变速器MT,即我们常说的手动挡。另一种是自动变速器即自动挡。根据自动挡的控制原理又可分为:液力变速器AT,电控机械自动变速器AMT,机械无极自动变速器CVT以及双离合自动变速器DCT或DSG。

随着人们对轿车个性化的需求以及低碳、高效、易操纵和驾驶舒适性等政策法规的强制要求,AT、AMT、CVT、DCT(DSG)等各种类型的自动变速器已在近几年的终端市场上赢得了各种消费群体的青睐。有关专家预测,未来几年自动变速器将进入高速刚性的持续增长期,年复合增长率将达20%以上,新车装车比例将以35%发展,到2015年末达到50%甚至更高。

1. 全球自动变速器现状

从全球范围来看,比较大的自动变速器厂商有3家,它们是ZF、Aisin AW和Jatco.

ZF的中文名是采埃孚,成立于1915年,总部位于德国,是最大的传动技术公司。ZF生产的自动变速器在欧洲品牌车上得到了广泛的应用。奔驰、宝马、奥迪这些德系车大都装备ZF自动变速器。

1998年ZF在苏州建立了ZF传动技术公司,在那里生产商用车自动变速器。自2006年首度亮相以来,经过这几年市场反馈试用数据的积累,以及与国内主流OEM厂商在整车动力系统电气系统等方面的磨合引导,如今ZF系列6档、12档AMT体现出的驾驶操纵性、舒适性以及优异的燃油经济性而闻名于世。国内的卡客车厂家MAN,东风汽车,青年客车,海格客车,国外的依维柯Iveco,达夫DAF、曼MAN、雷诺Renault以及沃尔沃Volvo等欧洲制造商,ZF系列商用车自动变速器都是首选。

Aisin AW中文名爰信,这是一家成立于1969年的日本公司,丰田公司拥有其22.2%的股份,它的自动变速器除了提供丰田外,还被其它整车厂商广泛采购。1996年与唐山齿轮厂合资成立唐山爰信齿轮有限公司生产手动变速器,尔后于2003年变为外商独资企业,2004年合资成立天津艾达自动变速器有限公司专业生产AT自动变速器。

据不完主统计,使用爰信变速器的外资品牌有:保时捷、悍马、雷克萨斯、沃尔沃、吉普、三菱、现代、起亚、铃木、菲亚特、阿尔法罗密欧、五十铃、越野、大发......使用爰信变速器的自主品牌有:比亚迪、东南、长城、华晨、长安、名爵、荣威、一汽奔腾、东风风神、广汽传祺......

Jatco没有正式中文名,业内称捷特科,它的前身就是日产AT/CVT研发部。1999年从日产独立出来联合Jatco成立专业自动变速器公司,并在2004年正式更名称Jatco株式会社,后来又合并了同样独立出来的三菱AT/CVT研发部。Jatco的自动变速器除装备日产三菱外,还先后给现代、捷豹、通用大宇、福特、戴克、雷诺供货。目前已在广州建立了合资企业专业生产CVT自动变速器。

除了上述较大的三大家外,通用旗下的艾里逊自动变速器(Alison Transmission)也挺有名气。它在商用车传动系统领域处于领先地位。艾里逊产品有数十种型号、上百种用途,可以和超过550种不同厂家的发动机相匹配。艾里逊的军用变速器更是以先进的技术性能、良好的维护使用性能以及卓越的可靠性令人称赞。上世纪九十年代初期,綦江齿轮厂曾打算引进该技术,但由于种种原因最终搁浅。

如果把双离合变速器也归于自动变速器的话,那么目前唯一量产的是德国大众的DSG变速器。在欧洲由于消费更为关注驾驶感受和燃油便换性DCT被认为是一个理想的解决方案。由于在换挡过程中没有动力中断,燃油经济性显著提高。有数据表明6档DCT与传统5档自动变速器相比,燃油效率可增加10%。

在这里值得提一下的是俄罗斯年轻的KATE LLC公司,这家公司成立于2004年,专注于为各类汽车行业应用设计,制造与发布现代自动变速器系统。KATE为商用车提供简洁的FT系列7AT,这种变速系统具有结构紧凑,而7个齿轮极度优化了扭矩分配,使动力损失极低,从而优化了引擎动力降低燃油消耗。同时还专为后轮传动车设计了RL/RLX 608自动变速系统。

2. 国内自动变速器的现状

2010年中国自动变速器进口额达40亿美元,市场增长率超过35%,且呈逐年上升之势。来自中国汽车工业协会的统计数据显示,在国产自动挡乘用车中,几乎100%依赖进口,准确地讲是80%左右搭载的是进口自动变速器,而剩下的20%也来自外资控股的合资企业。凭借对中国市场的高度垄断跨国公司从中国获得了惊人的超额利润。他们的自动变速器在中国的售价是其本国售价的3倍,更为严重的是,跨国公司还对中资企业自动变速器进口实行严格的配额限制,使得中国一些整车企业不得不因此放弃自动挡汽车的生产,同时也导致我国很多自主品牌车型在自动变速器匹配上缺乏合作伙伴,汽车自动变速器已经成为制约我国汽车工业发展的瓶颈。

据美国汽车咨询公司CSM数据分析,过去的2013年,中国商用车市场(包括轿车SUV.MPV),自动变速器的市场份额为45%左右。中国齿轮协会秘书长王声堂对《汽车观察》记者语重心长地说:“加速我国汽车自动变速器研发及产业化进程,已经成为改变进口自动变速器产品独霸市场的关键,也是中国汽车产业的当务之急。”

尴尬的开发,经过20余年的发展,我国的自动变速器大部份仍停留在样机阶段(包括最近吵得沸沸扬扬的某大学的“中汽1号”),并未产业化。为了攻克自动变速器技术,国家曾在863项中给予支持,但由于种种原因终未取得突破性进展,多年的实践形成了两种模式,一是和国外有经验的企业合资,利用市场换技术。另一种则是自主发展。然而这两种模式都处在尴尬的阶段,现在还没有一家企业能够拿得出完全自主的自动变速器产品。事实上,“以市场换技术”的政策在中国汽车行业已推行多年,可时至今日,一些已经成立十几年的合资汽车企业,其核心零部件依然依赖进口。

重庆汽车零部件及检测技术重点实验室主任、重庆理工大学校长石晓辉认为,中国汽车产业实际上最弱的项目就是自动变速器。手动变速器与国外先进水平虽然也有差距,但自动变速器不仅差距更大,而且不是赶不赶,而是有还是没有的问题。

3. 制约我国自动变速器发展的核心技术

正如前言所述,自动变速器大概分为:AT、AMT、CVT、DCT(DSG)诚然自动变速器本土化的发展离不开先进的电子控制器,执行器和算法,但控制策略的制定是建立在对控制对象工作特性掌握基础之上的。

① AT是由液力变矩器、行星齿轮机构及电液控制系统组成的液力变速器,但实际上随着微电子技术的发展已经成为电控液力变速器,过去单纯的液控AT已被淘汰。电液控制系统是无极变速器的主要部分,包括TCU、液压控制装置以及执行机构。其关键技术为液压控制系统设计和试验方法;比例电磁阀试验与开发技术;速比控制技术和产品一致性和可靠性技术。迫切需要系统的液压控制系统分析方法和设计理论。

② AMT的控制系统和执行机构

要实现电控换档,AMT对换挡执行机构,离合执行机构及变速器加工精度要求较高,而我国目前加工工艺水平较低,即使实现了批量生产,其可靠性也还是未知

③ CVT自动变速器的核心技术

a. 湿式离合器接合过程动态特性的掌握及控制

湿式离合器是主要的摩擦组件,在包括换挡和闭锁在内的各工况中,需要对湿式离合器摩擦片进行精确控制,其关键技术的核心内容是对湿式离合器主、被动摩擦片动态结合特性的掌握。

b. 金属带传动的基本理论和金属带的制造技术。

基本理论最关键的是对金属带夹紧力的研究和控制。夹紧力直接影响到CVT的传动效率,需要根据汽车运行状况控制在目标值的小范围内。金属带的制造,目前国际上只有博世等个别零部件巨头企业具有生产能力,国内企业短时间实现产业化的可能性很小,钢带只能依赖国外采购。

④ DCT自动变速器核心技术

液压阀总成及电控单元是开发DCT的关键。DCT动力传递及换档过程是通过电控单元发生控制信号,控制液压执行元件的执行动作来实现液压控制系统则由离合器压力控制部分,同步器压力控制部分和润滑冷却控制部分组成。目前阀体,电磁阀等关键零部件的设计制造技术不能突破,制约了我国DCT的进一步发展。

4. 总结

面对液压系统,各种阀体、钢带、控制策略等软硬件领域的难点,其实反映的是工程技术问题,说直白点就是基础数据的研究。自上世纪70年代末改革开放以来,为了加速我国汽车工业的发展,国家提出了引进→消化→创新的强国策略,然而回首过去的30多年,我们急功近利人心浮躁走出了一条引进→消化→山寨的中国特色之路。由于没有领先的核心技术,核心零部件是无法山寨的,直接导致了我国汽车工业的发展高度依赖国外的被动局面。

作为在汽车行业工作了近二十年的老员工,撰写此文以期引起众多知音的关注和认同,希望企业政府静下心来,用超长的毅力去持久应对,企业需要持续发展的永恒动力,政府需要战略平台的发展思路,我国的工程技术人员以及各科研院所的专家教授们更要专注于技术的研发与生产力的转换,从而推动中国制造向中国创造的进程。利在当代,功绩千秋!

作者:刘昌明

Copyright © 2015-2018 重庆赛之源齿轮制造有限公司 Inc. All rights reserved. 备案号:渝ICP备11005604号 网站地图