新型自动变速器（AT）结构原理及发展概况

液力自动变速器是由液力变矩器、机械齿轮变速机构、液压操纵系统、电子控制系统组 成，通过液力传递和齿轮组合的方式来进行变速变矩。AT变速器历经70多年的发展，目前在自动变速器领域占据主导地位，尤其是在美国、日本和欧洲等汽车产业发达的国家和地区有着很高的市场占有率。

1.国外供应商现状

2006年，日本爱信公司（AISIN-AW）率先推出了8速AT，并应用于雷克萨斯LS460，从而使其成为世界上第一款搭载8AT变速器车型。2008年，德国采埃孚公司（ZF）开始投产8HP系列8速AT变速器，并于2009年开始陆续为宝马的大部分车型配套。2011年，韩国现代旗下派沃泰（PowerTech）公司研发的8速AT变速器也获得成功。这3家供应商的8AT变速器在整车布置上均为纵置后驱型，多用于匹配大马力发动机的豪华车型，应用范围有限。

2012年，基于对变速器市场的分析，德国采埃孚公司发布全新的横置9HP系列9速AT变速器，与8HP系列不同的是，该变速器能兼顾不同档次和定位的汽车产品，应用范围更广。2014 年7月， 日本爱信公司的前置前驱8速AT变速器装备在沃尔沃XC60 车型上入市。横置8AT、9AT变速器的推出，进一步拓展了多挡位AT变速器在轿车市场的应用，并有望得到更大规模的普及。

2.国内现状

在国内，近些年各汽车公司在自主研发的同时，也在努力寻求和国外的技术合作。2009年初，吉利收购了澳大利亚DSI自动变速器公司，使其具备了6速及以上AT变速器的研发和生产技术。同年6月，哈尔滨东安动力引进日本三菱4AT和5AT变速器技术，产品投产后主要配套自主品牌汽车及三菱系列车型。2009年，华泰汽车引进了德国采埃孚的4AT及6AT自动变速器技术。此外，盛瑞传动在2007年引进了拥有完全自主知识产权、达到国际一流水平的乘用车8AT变速器项目，并于2010年底成功试制 B1样机，见图1-2。

图1-2　盛瑞8AT变速器

盛瑞8AT变速器经过几年的概念设计、工程化实施、样机试制改进以及整车搭载试验，目前已具备10万套自动化装配生产能力。配备该变速器的自主品牌汽车陆风X5于2014年8月上市，具有里程碑意义的国产8AT变速器将面临市场和用户的进一步考验。

3. AT变速器发展趋势

（1）高速比多挡化(www.xing528.com)

从技术层面讲，AT变速器多挡化可以提高从低挡速比到高挡速比的范围，增大低挡速比可以提高车辆的启动性能，中间挡速比范围变窄可以改善换挡平顺性，高挡速比变小可以降低车辆的噪声及油耗。挡位数目的提高使传动系统更加接近于无级传动，从而使发动机在各种工况下均可处于最佳工作区域，给整车带来了更好的动力性和经济性。

从市场层面来看，德国采埃孚的9速AT变速器已经搭载到陆虎极光及Jeep自由光上。奔驰宣布，其自主开发的9G-TRONIC将逐步取代目前的7速AT变速器。而美国两大巨头通用汽车和福特汽车将展开合作，共同研发 9速和10速自动变速器，用于推动改善旗下车型的燃油经济性。由此看来，高速比、多挡位将是AT变速器发展的趋势之一，匹配更多挡位的车型将陆续进入市场。

（2）结构紧凑轻量化

AT变速器小型轻量化不但可以降低油耗，还可扩大其装车范围，提高平台使用率，降低整车成本。为了实现这一目的，设计过程方面，通过线性和非线性的有限元分析，并与零部件疲劳寿命试验有效结合，使壳体厚度和部件的径向尺寸设计和构成材料应用方面更加合理和紧凑。材料应用方面，高强度铝镁合金被越来越多地应用在壳体、离合器支架、行星轮支架等零部件上，进一步降低总成重量。控制系统方面，将AT变速器的电控单元（TCU）、液压系统的电磁阀以及诸多传感器等集成到一起，布置在变速器内部。既节省了发动机舱安装空间，又避免了机舱内线束间信号的干扰。这种机电一体化的设计，正在被越来越多的供应商所采用。

（3）传动系统高效化

为满足整车厂日益严苛的油耗要求，除提供更高的挡位以外，还采取了以下技术和控制方法，如设计中尽可能减少换挡操纵元件，降低变速器内部牵引损失，提高传动效率。液力变矩器中采用优化设计的扭转减震系统，配合先进的控制策略和标定技术，可以使车辆在更低挡位、更低车速范围内锁止离合器，既提高了传动效率，又满足了整车驾驶性和NVH的要求。为实现发动机Start-Stop功能，在AT变速器上设计成本低廉、安装简单的蓄能器，淘汰传统的高功率油泵或电动液压泵，进一步提升了传动效率。

（4）机械部件电子化

电子化是汽车发展的趋势，也是自动变速器的发展必然，越来越多的机械部件逐渐被电子元件取代。典型代表是电子换挡杆，也就是通常说的线控换挡（shift by wire）技术，它可以减少换挡操纵系统零部件数量，防止驾驶员误操作，提高换挡速度等。如今，越来越多的车型都开始应用这一技术。

（5）总成模块化、通用化

除了降低油耗和改善性能之外，AT变速器供应商更长远的目标是实现传动系统的模块化和通用性，从而可以用现有的和未来的技术来满足各种各样的需求，而不需要改变车内的安装空间和其他模块，这种理念将是一个重要的发展趋势。今后的自动变速器可以与混合动力系统完美匹配。目前，业内已经推出把电机集成到变速器中的相关技术，从而实现相对低成本的轻度混合动力车。而德国采埃孚公司为应用于强混电动汽车而设计的8速自动变速器，已将电机、离合器、扭转减震器和液压系统集成在一个模块包内，既节约了空间又提高了效率。