重型汽车变速器的技术特点与发展趋势

将副变速器传动比均匀地插入传动比间隔大的主变速器各档传动比之间，使变速器的档位数增加1倍。半档副变速器串联在主变速器前部，它只有一对齿轮副和换档同步器。早期的半档副变速器由单独的一个箱子组成，近年来发展成将半档齿轮副直接放到主变速器之内，既缩短变速器长度又简化半档结构。半档副变速器由一对类似一轴常啮合齿轮副组成，齿圈套在动力输入轴上自由转动，当动力输入轴上的齿圈与主变速器一轴结合时，各档传动比均由主变速器一轴齿轮副组成。当齿圈与动力输入轴上的接合齿连接时，常啮合齿轮与主变速器上的中间轴连接，因此主变速器中间轴也旋转，由此组成的各档传动比均匀地插人主变速器各档传动比之间。型号为ZFAK/6—80十GV80的半档组合式机械变速器，由6档AS6-80主变速器串联半档副变速器组成。最大输入扭矩为750Nm，传动比范围0.83～9.0，倒档传动比为7.05/8.46。这种变速器曾在欧洲广泛使用，如曼、依维柯、斯太尔、沃尔沃等。ZF公司开发的ECOSPLIT-16S型16档组合式机械变速器，在4档主变速器前端加装一对半档齿轮副等机构，再在后端串联行星齿轮传动副变速器。主变速器二轴一直伸入半档齿轮副的动力输入轴孔内，主变速器一轴在中间轴上自由转动。变速器最大输入扭矩1600Nm，传动比范围为1.00～13.63或0.85—11.46，倒档传动比为9.41/11.06或8.64/10.15，长度约950mm，总质量约300kg。

　　半档组合式变速器在国外被广泛应用，特别是在欧洲中型和中重型汽车大量采用这种变速器，其中长途汽车(包括大客车)应用得更多些。汽车发动机功率从85～200kW的各种车辆多用半档副变速器增加档位，因为半档组合式变速器的长度小于倍档组合式变速器，而且它的结构简单、成本低、维修保养容易，深受用户青睐。国外中型和重型汽车发动机功率在200kWl)l下的基本上都采用半档组合变速器，发动机功率在200kW以上的多采用倍档(或倍档加半档)组合式变速器。

4　自动变速器的应用与发展趋势

　　自动变速器能满足车辆频繁起步、频繁加速的要求，并可以连续加速至最高车速，提高车辆起步加速性能，从而提高整车特别是城市客车的整体运行速度。同时由于变扭器的作用，自动变速器在车辆起步阶段能增加扭矩，有利于发动机功率的充分利用。

　　国外城市大客车已普遍装用自动变速器，它在美国的普及率基本上是100%，西欧为95%，而我国只有深圳、上海少数几个城市在使用。代表国际先进技术水平的为ZF、Voith、Allison3种自动变速器。借鉴国外变速器研制的经验和先进技术，可以起到事半功倍的作用。以下介绍2种变速器的结构原理和技术特点。

4.1　液力自动变速器(简称AT)

　　与手动变速器相比，液力自动变速器在结构和使用上与手动变速器有很大的不同。手动变速器主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而AT是由液力变扭器、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来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT最具特点的部件。液力变扭器的泵轮和涡轮就好似相对放置的2台风扇，一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转，风力成了动能传递的媒介。用液体代替空气成为传递能量的介质，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。由于液力变扭器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮提高效率，液压操纵系统会随发动机工作变化自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。

　　Voith自动变速器专用于城市客车，是全自动液力机械式变速器，其液力变扭器用于加速和减速。由于输人功率被一个差速齿轮装置一分为二，其效率高于一般的液压传动变速器。

　　液力自动变速器的主要优点如下：

(1)在机械传动装置中，行星传动机构比普通齿轮传动机构具有结构紧凑、质量小、体积小、传动比大及效率高等优点。

　　(2)AT不用离合器换档，档位少变化大，连接平稳，因此操作容易，既给驾驶员带来方便，也给乘客带来舒适。缺点是机构复杂，制造和修理都较困难。目前在汽车上使用，前途越来越不被看好。

4.2　电控机械自动变速器(简称AMT)

　　电控机械自动变速器，是在传统的固定轴式变速器和干式离合器的基础上，应用电子技术、模糊控制理论和变速理论，以电子控制单元ECU为核心，通过液压控制系统控制离合器的分离与结合，以及选档、换档操作，通过对发动机节气门的调节，由电子控制单元ECU来实现汽车起步、换档的自动操作。

AMT控制的基本原理：根据驾驶员的意思(油门踏板、制动踏板等)和车辆的状态(发