干式无簧自动变速器简介

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干式无簧自动变速器简介
张建中
【摘要】作者经过多年潜心研究，针对造成AMT稳定性差、可靠性低、乘坐不舒服的原因，大胆创新，研制出干式无簧离合器，解决了硬件问题；提出变速自适应控制理论，解决了软件问题，在进一步降低成本的同时，使系统可靠性、乘坐舒适性达到或优于AT的水平。


随着生活水平的迅速提高，人们对汽车的要求逐渐由实用性向舒适性转变。自动变速器以其驾驶方便、乘坐舒适受到了人们的喜爱。其装车率也逐年上升，并呈现出由高档车向中、低档车普及的趋势。
但现有的自动变速器产品或价格高、使用维护费用高，或性能不完善，难以满足要求。市场急需质优价廉的自动变速器。
针对现有自动变速器的缺点，本人研发了干式无簧自动变速器。它成本低、安全可靠、乘坐舒适，技术处于国际领先水平，特别适合我国国情。
一、市场前景分析
虽然国家在大力推广电动汽车，但因存在基础设施投资巨大以及废旧电池处理存在环保隐患等问题，燃油汽车仍将是今后发展的主流。自动变速器的需求更是水涨船高，会随着汽车销量的增长而增加。
自动变速器市场可分为新车市场和改装市场。
1.新车市场
2014年我国汽车销量已经达到2349.19万辆，比2013年增加6.86%。据权威部门预测，今后还将以每年近7%的速度增长。
根据调查，近70%的用户希望购买自动挡车型，但因中、低档车，以及卡车、公共汽车上的自动变速器价格昂贵或没有适合的产品，不得不购买手动挡车型。因此目前自动挡车型的销售比例仅为40%，主要集中在中、高档汽车上。
若按2014年的汽车销量计算，今后每年至少需要自动变速器1644万台套，缺口710万台套。
2.改装市场
截止到2014年底，我国汽车保有量已达1.4亿辆。根据以往的销售数据显示，其中近三分之二的车型为手动挡。据调查，超过90%的手动挡车主表示，只要自动变速器价格合理，质量可靠，他们愿意进行改装。当初只所以购买手动挡车型，一是自动变速器价格昂贵，如公共汽车上安装的某型自动变速器一台的价格就超过8万元；二是没有合适的自动挡车型，如卡车、微型车等。因此，只要价格合理，质量可靠，改装市场更加巨大，达到8820万台套，且仍在不断增加。
二、现有产品优、缺点分析
自动变速器主要分AT、AMT、DCT和CVT四大类:
1.AT(AutomatieTransmission)
液力自动变速器AT（右图）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。其中液力变扭器是最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。尽管AT自动变速器经过多年的优化，在技术各方面的表现已足够成熟，其结构可以充分满足不同车辆的匹配需求，具有换档平顺，乘坐舒适的优点，但它先天性不足无法克服：1.制造成本高；2.动力传输损失较大；3.后期维修保养费用高。因此，只能应用在中高档车上。
2.CVT（Continuously Variable Transmission）
金属带式无级自动变速器CVT（左图），又称为连续变速式机械无级变速器。这种变速器内部基本结构由带轮、钢带以及相关控制机构和润滑机构组成，其中，带轮又分为主动带轮和从动带轮，通过两轮各自在直径上的变化来达到改变转动比的目的，这与变速自行车的变速原理类似，因此，从结构原理上来讲，它的平顺性优于AT和DCT变速器，结构简单，成本较低，重量轻。但它也有不足之处，那就是带轮与钢带组合不能应付较大的传动强度，因此这种变速器只能应用于中小型汽车。
3.DCT(Dual Clutch Transmission)
双离合自动变速器DCT，大众公司称其为DSG（右下图），是具有双离合器的定轴式齿轮变速系统。严格来说，它也是一种AMT,只是多了一个离合器，并将变速箱改为双轴输入。
DCT主要有两种：干式和湿式。技术主要掌握在大众、福特等著名汽车公司。制造工艺复杂，生产成本高，后期保养费用较大。目前，产品技术尚不够稳定。
该技术的宣传效应比较大，实际并无多大实用价值。
首先，在车辆正常行驶情况下，换挡时间只要在最低限值内，换挡快慢对车辆的影响便可忽略，此时再去提高速度，便是浪费了。
其实，汽车在正常行驶过程中，换挡完全可以不用离合器。我就曾经见过根本一位老师傅行驶中换挡不踩离合。后来我也尝试了一回，驾驶一辆中巴，在不踩离合的情况下，完成换挡。只要把握好时机，换挡相当容易，车辆也很平稳。
其次，在非正常行驶情况下，要求换挡越快越好，往往需要跳挡。而此时DSG是没有任何优势的。
第三，换挡时机不对时，换挡越快对机器损害越大。大家都知道，生手开车，车辆容易出毛病。
4.AMT(AutomaticMechanical Transmission)
    电控机械式自动变速器AMT（左图），能模仿人的动作，通过微机系统自动控制传统的排档变速箱和离合器，传动结构依然是齿轮变速箱。主要特点：(l) 以手动变速箱为基础，对原来的手动变速箱产业的继承性好，易于产业化。(2) 传动效率高(可达95%以上)，传动功率大。(3) 结构简单、机构紧凑、工作可靠等机械优点被很好的保存下来。(4) 油耗低，装有AMT技术的轿车，比装有AT液力自动变速器的轿车节油将近17%。（5）安装简单，价格低，且易于维护。
AMT适用车型广泛，加工容易，对原车改变不大，与我国的机加工能力相当，但因稳定性低、可靠性差、乘坐不舒服影响了推广应用。
三、干式无簧自动变速器简介
（一）解析AMT产生问题的原因
造成AMT不稳定、不可靠、乘坐不舒服的原因主要有两个：一个是硬件问题，一个是软件问题。
A、硬件问题分析
硬件方面的问题主要由离合器内的压紧弹簧（大多为膜片弹簧）及其操纵系统造成的。
压紧弹簧的作用是，以一定的力压紧压盘，保持离合器始终处于接合的状态。这在手动控制情况下，是十分必要的。但对于自动控制来说，却是多余的，不利的。
首先，离合器的自动操纵机构，完全可以代替压紧弹簧，对压盘实施压紧作用。自动操纵机构在分离离合器时，会以大于压紧弹簧的力实现离合器的分离并保持。同理，它也可以用同样的力压紧压盘并保持。在这种情况下，压紧弹簧便是多余的。
其次，离合器的作用就是传递动力，并在需要时切断动力输出，否则，会损坏相关机件。为了保护传动机构，离合器的控制一般遵循“快分慢合”的原则。在使用过程中，操纵系统的磨损会影响控制精度。由于压紧弹簧的作用，此时，离合器的接合就容易变为“慢分快合”，甚至出现该分离时没有分离，不该接合时却已接合的情况。司机一般都有这样的经历，初次驾驶别人的车辆（手动挡）时，往往会出现离合器的控制不如意，造成熄火或窜车。这种不稳定、不可靠，就会影响乘坐舒适性。如果没有压紧弹簧，由操纵机构提供压紧力，只会出现随着机件磨损，压紧力不断降低，力矩传递逐渐减小的情况。
第三，使用中，弹簧的弹性也在发生着变化。这种变化与磨损误差的复合作用，增加了通过软、硬件进行修正的难度。相反，没有弹簧的影响，仅磨损误差则可以很容易的利用软件加以修正，达到不影响控制效果的目的。
B、软件问题分析
在AMT的控制理论中，如何使离合器的自动控制能适应各种情况仍是难题。这是造成AMT稳定性低、可靠性差、乘坐不舒适的第二个原因。
离合器什么时候分离、什么时候接合、接合的速度、位置等等，这些因素都影响着乘坐舒适性。时机把握的好，就会使人感觉乘坐很舒服，舒适度高；否则，乘坐就不舒服，舒适度低。而离合器压盘的位置、接合的速度不仅与油门踏板的位置、移动速度等有关，更与发动机的转速、负载以及磨损程度、驾驶员的意志等等因素有关。如何建立能精确反映这些参数之间关系的数学模型，即如何能使控制系统具有广泛地适用性，所编写的程序能够像人一样自动适应各种车况是控制理论的关键，也是难点。数学模型精确的，车载电脑的运算能力达不到，不能做到实时控制；车载电脑能应付的，数学模型又不够精确，不能适应环境的变化。据此编写的程序没有自适应能力，不同的车况，便会出现不同的控制效果。
（二）干式无簧自动变速器
干式无簧自动变速器是AMT的改进型，彻底解决了AMT稳定性低、可靠性差、乘坐不舒服的问题。它和AMT一样也是通过微机系统自动控制传统的排档变速箱、离合器，传动结构依然是齿轮变速箱，很好地继承了AMT的优点。针对AMT的缺点，主要在两方面进行了优化：一是采用干式无簧离合器（上页图），解决了硬件问题；二是创新了控制理论，解决了软件问题。
A、干式无簧离合器简介
干式无簧离合器去掉了压紧弹簧和用于固定弹簧的离合器盖。其压紧力由驱动机构产生，十分利于自动控制。它与膜片弹簧离合器相比具有许多优点。
      1.结构简单，生产制造成本低
       （1）简化了工艺流程，节约了人力物力
干式无簧离合器散装出厂，现场组装，因此，它的生产工艺比膜片弹簧离合器的生产工艺简单的多。可以节省大量的人员和设备投入。

表格 1

表格 2
       （2）降低了设备要求，可以节约大量固定投资
      膜片弹簧的冲裁需要四、五千吨的冲压设备及模具。而干式无簧离合器的压杆及座是组合型，由许多小冲压件组装而成。这些小件尺寸小，重量轻，几十、几百吨的冲床既可满足要求。
小的冲床只需几十万元，而四、五千吨的大型冲压设备却需要几千万元。
       （3）材料省
干式无簧离合器没有离合器盖，可以节省制造原料及费用。
      2.散热容易，延长使用寿命
高温会减损摩擦片的使用寿命。膜片弹簧离合器受离合器盖的影响，离合器滑磨产生的热量，不易及时散发出去，摩擦片经常工作在高温环境下。
干式无簧离合器没有了离合器盖，扩大了散热空间，滑磨产生的热量能够及时的排出去，改善了摩擦片的工作环境，从而可以延长摩擦片的使用寿命。
有资料显示，小速差的滑磨可以提高乘坐舒适度，去掉扭振弹簧，简化摩擦片结构。
      3.便于自动控制
干式无簧离合器没有压紧弹簧，自然也就没有上述因弹簧产生的问题，其接合的速度、位置完全由操纵机构控制。机件磨损及生产误差，如不修正，只会影响压紧力的大小。这些误差通过软件可以很容易地加以修正，而不影响控制效果。
      4.易于开发新产品
现在虽然有UG等众多的设计软件，但是，由于膜片弹簧的设计不仅与尺寸有关，更与原材料的材质、加工工艺有关。且主要受它们影响。因此，每开发一种新产品都要经过反复试验才能成功。
干式无簧离合器由于加工简单，能够做到图纸即实物，大大的缩短了研发周期，节约了研发费用。
B、创新的控制理论，解决了现有理论的难点
经过多年的研究，提出了变速自适应控制理论，彻底解决了影响AMT性能的理论难题。起步爬行、多种驾驶模式等要求也都得以实现。
根据该理论，可以用一个算式准确地表达离合器接合的位置、速度与车速、负载、发动机转速、踏板位置等参数之间的关系，也就是说，其中任何一个参数或几个参数（如车速、油门踏板位置等）发生变化，根据该算式都可以精确地计算出接合的位置、速度，并且能够自动矫正磨损误差，实现了智能控制。真正做到了可适用于各种车型、各种车况。
虽然功能强大，但算式却十分简单，计算容易，普通的8位机就能满足运算要求。
通过情况推演，证明该理论可以轻松应对各种情况；通过验证机运行，证明程序是高效的，可行的。
四、干式无簧自动变速器的竞争优势
干式无簧自动变速器彻底解决了AMT的问题。与其他自动变速器相比具有十分明显的优势，必将在自动变速器市场独占鳌头。
首先，具有价格优势。
干式无簧自动变速器相比其他自动变速器结构简单，生产制造容易，成本低。价格自然可以低一些。据调查，在性能相同的情况下，超过90%的消费者会选择价格低的产品。
第二，维修使用费用低。
干式无簧自动变速器相比其他自动变速器结构简单，几乎不增加维修费用，反而因延长了摩擦片的使用寿命，可以降低维修费用。
对于耐用品，维修使用费的高低往往成为消费者选择的重要标准。人们更倾向于购买维修使用费用低的商品。
第三，可适用于各种车型。
目前，商用车、低档车尚没有合适的自动变速器，干式无簧自动变速器的出现正好填补了这个空白。
结束语
自动变速器市场十分巨大，利润丰厚。
该发明从软、硬件两方面入手，彻底解决了AMT的问题，使其乘坐舒适性、稳定性、可靠性达到AT水平。
该发明处于国际领先水平，拥有完全的自主知识产权。







联系人：张建中     电  话：15354188655      邮  箱：1005864585@qq.com

琅玛微风

太好了额！！！！楼主给力！！

鱼鹰

上图瞧瞧，没个图纸，怎再多文字也还是蒙
图纸是工程师的语言，说专业的话

zjz7156168

鱼鹰 发表于 27-3-2015 22:43
上图瞧瞧，没个图纸，怎再多文字也还是蒙
图纸是工程师的语言，说专业的话

zjz7156168