AMT自动换档变速器在城市客车上的应用

　　客车技术与研究AMT自动换档变速器在城市客车上的应用卢永生（广州骏威客车有限公司，广东广州510430）变速器，阐述其发展过程、工作原理、性能特点及其在城市客车上的应用前景。

　　1汽车变速技术速器和AMT CVT无级变速器因传递功率有限（局限于135N.m以下），离合器工作不稳定，整个传动机构损失功率较大，目前还没有被汽车行业普遍接受。

　　AT自动变速器，尽管其加油速度（加油量）与发动机工况的匹配状态比MT手动机械变速器要好，可降低发动机的油耗，但其中的液力变矩器的传递效率低于机械的传递效率，因而其总体工作油耗还是高于手动机械变速器。由于城市客车起动频繁，驾驶员劳动强度大，自动变速器操作方便、简单，可大大地降低驾驶的疲劳强度，因而在城市客车上使用自动变速器的与日俱增。

　　AMT自动换档变速器结构简单制造容易，维修保养方便，耗油量低，投入成本低，近两年的使用递增速度要快于自动变速器。但其起步时如操纵失当，会产生冲击，目前主要应用于货车及公路客车上。随着自动换档机械变速器技术的日渐成熟，将进入城市公交系统，取代自动变速器。

　　2AMT的发展过程动AMT、全自动AMT、智能化AMT等阶段，发展至今，到了整体控制阶段一AMT与发动机控制电脑匹配，主要应用于载货车和公路客车。代表车型主要有意大利“依维柯”的Stralis牵引车（装用德国ZF公司的16档Eurotronic自动变速器）、德国器）、瑞典“沃尔沃”的FM和FH系列载货车（装用沃尔沃公司的IShift自动变速器），瑞典“斯堪尼亚”的P114GA牵引车（装用斯堪尼亚公司的Opticruise12档自动变速器）等。主要从事AMT技术开发和生产的企业有德国的Getrag公司以及ZF公司，美国的Eaton（伊顿）公司和Allison（艾里逊）公司以及瑞典的Volvo（沃尔沃）公司和Scania（斯堪尼亚）公司。

　　目前，欧洲行驶的车辆中约有40万辆车装用自动换档变速器，使用量有逐步发展的趋势（见《欧洲需求比较表》）。从表1可以看出（表中以1997年使用AMT车辆的保有量为1），AMT产品的使用量是上升的。AT/CVT产品的使用量也是上升的，但其平均增长率是递减的。MT产品的使用量却是下降的。

　　AT/CVT、AMT需求比较表AMT自动换档变速器出现于20世纪60~70 AMT1997*1999年起步，1999*2003年是成年代，70年代中后期初步上市。AMT经历了半自长期，其增长速度较快。2003*2006年是AMT的设计计算研究完善期，因在城市客车上的应用还欠缺，其增长速度相对缓慢。估计2006年是一个转折点，产品成熟地应用于城市客车后，使用AMT车辆的保有量将快速增长。AT/CVT是持续增长的，但其增长率却是递减的（1997?2001年平均增长率是16%，2001?2003年平均增长率是14% 2003?2004年增长率是11%估算2004?2007年平均增长率是8%）。

　　使用MT车辆的保有量1999年达最高峰，之后便开始逐年递减。

　　在国内，上海、北京、南京等地及东风汽车公司有AMT的研究开发。以上海盈达信公司为例，1990年盈达信公司申报了27项AMT系列的专利和一项软件著作权，并分别在越野车、三星海霸面包车、桑塔那2000轿车、军方高通过性越野车和广州骏威客车有限公司的GZ6120S低入口城市客车等产品上应用。AMT现处于智能化阶段。我国AMT技术的发展有待国内的研究开发单位、汽车制造企业和公交公司一客车用户共同努力。

　　3AMT的工作原理AMT自动换档变速器（电子机械变速技术）是通过电子控制机械变速实现自动换档的，它是在传统的机械变速器和干式离合器的基础上，应用电子模糊控制理论，实现离合和选换档协调动作，从而实现在驾驶过程中全自动换档。

　　自动换档变速器利用各类传感器，将发动机工作状态（功率和转速），如车辆的速度、油门、刹车和道路等状态信息同时传递给电子处理单元（ECU），经ECU对信号源的分析、处理，然后发出指令，让液压执行机构（小型车上使用的是步进电机执行机构）在适当的时间用适当的速度完成相应的动作，协调离合和换档两个机械动作，实现全自动换档变速。

　　汽车的自动换档变速系统是集电子、机械和液压为一体的自动控制系统。它由ECU数据处理系统、信号采集系统、液压执行系统、选换档控制机构、油门执行控制机构和制动执行控制机构配上原有的机械变速器、干式离合器组成。工作原理如所ECU数据处理系统将信号采集系统采集的信号进行对比、处理、记忆后发出指令，是自动换档变速系统的核心。

　　信号采集系统包括节气门传感器、速度传感器、制动状态传感器和油门传感器。采集信号后经CAN总线传递给ECU数据处理系统。

　　液压执行系统包括由动力油泵、贮能器、冷却器和过滤器组成的动力源，以及选换档执行器和离合执行器。根据ECU的指令，选换档执行器和离合执行器完成选换档和离合的协调动作。

　　选换档控制机构装在驾驶员右侧，根据不同的行车要求，将档位调整到空档（N）、倒档（R）、前进1（D1）、前进2（D2）、前进3（3）和前进4（4）上。根据道路情况，可将汽车强制在1档（D1）、2档（D2）和全程自动换档（4）上。

　　油门执行控制机构采集油门信号，经ECU处理后，根据ECU的指令，把油门与路况和档位协调在最佳位置上，使车辆在动力性和经济性的最佳状态下运行。

　　刹车执行控制机构采集刹车信号传递给ECU，ECU发出指令协调选换档、离合和车速（油门）的动作。

　　4AMT的优缺点与自动变速器比较，AMT自动换档变速器有结构简单、制造容易、维修保养方便、耗油量低、投入成本低等优点。相对于自动变速器，起步时柔顺性不足。

　　自动换档变速系统的ECU系统，把供油、离合、选换档、制动四个机械动作完善地协调（自动变速系统的液力变矩器+行星齿轮系统，把加油速率、时间、离合和选换档融为一体）。目前的自动换档变速系统采用的是机械加油。起步时，加油速率和时间与离合的协调是“供油、离合、选换档、制动”四个机械动作协调的关键。自动换档变速系统的起步、加油速率和时间得靠驾驶员的操作来与离合协调。

　　驾驶员操作不当，汽车起步时会发生冲击。自动换档变速系统的起步较柔顺，与机械变速器系统一样，基本上依靠驾驶员的熟练程度；因此，城市客车驾驶员不容易接受。这是自动换档变速系统与自动变速系统比较的最大差距。

　　从自动换档变速系统的结构可以看到，相对于自动变速系统的执行机构一液力变矩器+行星齿轮系统，其执行机构要简单得多，因此其制造、维修设计计算研究客车技术与研究和保养都比自动变速系统容易和方便，并且可以通过机械变速器改制。因此，其投入成本比自动变速系统要低得多。

　　自动变速系统执行机构之一一液力变矩器，其传递效率只有83%而机械传递效率是98%，尽管自动变速系统的加油速度（加油量）与发动机工况的匹配状态比较好，可降低发动机的油耗，但其传递效率低，总体的工作油耗还是高于机械变速器系统。

　　自动换档变速系统的加油速率与发动机工况的匹配状态与自动变速系统差不多，其机械传递效率是98%，所以自动换档变速系统相对于自动变速系统是要省油些。

　　自动换档变速系统与机械变速器系统比较，有操作简便，降低驾驶员劳动强度等优点。其缺点是投入成本较大；起步柔顺驾驶员需有一个重新熟悉的过程。

　　城市公交的运行特点是：速度低和超载，减速、离合、换档、起步和加速频繁。据统计，公交驾驶员平均每天踩离合器的次数约2000~3000次。每天靠左、右脚的同时动作，协调离合和加速，驾驶员的劳动强度可想而知，自动换档变速系统将换档、离合和加速变成自动换档变速，可大大降低驾驶员劳动强度。但目前阶段使用自动换档变速系统，需驾驶员靠右脚控制加油速率和时间与离合的协调，这种协调虽有别于机械变速器系统，但驾驶员的适应需要一段时间；而且驾驶员需通过右脚控制加油速率和时间与离合的协调，要达到汽车起步的柔顺，需高度集中精神；相对于自动变速系统，自动换档变速系统在城市公交的使用率目前难以提高。

　　5AMT在城市公交上的应用前景我国自动变速技术严重落后于世界水平，目前，还没有具备自动变速系统自主知识产权的变速器生产企业。国外的自动变速技术对中国是保密的。引进一条自动变速系统生产线，耗资巨大。自动换档变速系统的技术特点是结构简单、成本低、传递效率高、节油、维修方便，并可在手动变速器上改装。但其油耗高，维修麻烦，费用高，公交公司买得起，难养起。而这正是自动换档变速系统的优势。我国有很多机械变速器生产企业，自动换档变速技术具有自主知识产权，处于产业转化阶段。自动换档变速系统在城市客车上的应用前景是广阔的。

　　加快自动换档变速系统在城市客车上的应用，目前需公交公司加深对自动换档变速系统的认识。虽然自动换档变速系统在起步时比自动变速系统难于把握，但是汽车起步时，象掌握机械变速系统一样掌握自动换档变速系统，并不困难。中国目前的自动换档变速系统是安全可靠的。驾驶员的劳动强度是低于机械变速系统的。其油耗比自动变速系统和机械变速系统都低。

　　加快自动换档变速系统在城市客车上的应用，研究开发单位要把目前的自动换档变速系统提高一个档次，利用电子油门，把加油速率和时间与离合的协调的人工控制，改造为通过ECU的程序控制，使其起步时的柔顺性与自动变速系统一样。这将更受公交公司欢迎。

　　6结束语中国自动换档变速技术的研究开发与国外不同。国外的研究开发是隶属于大型汽车公司的研究开发部门，其研究成果一般由本公司的子公司试用。

　　中国自动换档变速技术的研究开发单位是独立的法人，自动换档变速技术转化为生产力，加快我国的客车工业的技术进步，需要汽车制造企业的大胆试装和公交公司的大胆试用。另外，希望政府有关部门，适应中国特点，制定出有利于促进中国汽车工业的发展政策和法规，以促进中国汽车工业自主技术的进步。

　　欢迎客车（汽车）及相关企业在本刊上进行