摘要：节能是乘用车重要的发展方向，作为能量流中的一环自动变速箱的选型影响甚重；同时整车动力性的好坏也与其匹配息息相关。本文着重介绍自动变速箱的选型及匹配对整车动力油耗性能的贡献。
关键词：自动变速箱；选型；油耗；动力性
本文将穿插东南汽车某款车型设计案例来介绍自动变速箱的选型和匹配。
1自动变速箱的四大类型及其主要应用、未来发展的趋势
1.1自动变速箱的四大类型
目前乘用车使用的自动变速器大致可分为四大类，分别为：传统液力自动变速器（AT）、无级自动变速器（CVT）、机械式自动变速器（AMT）和双离合变速器（DCT）。
1.2欧洲、美国、日本、国内的主要应用情况及发展趋势
从全球范围来看，目前变速器市场上份额主要还是被手动变速器占有，自动变速器的市场份额在逐年增大，手动变速器的份额在逐年下降。在自动变速器中，以CVT变速器和DCT变速器的增幅最大，传统AT变速器有往高档位发展的趋势，AMT在乘用车市场依然占据比较小的份额且增长缓慢。
作为新兴的汽车大国，中国的汽车保有量已经十分巨大，早期的中国市场因为经济水平影响，价格低廉的手动变速器一直是市场的主流，随着国民生活水平的提高以及自动变速器成本的降低，自动变速器的份额将逐步提高。目前国内对于AT、CVT、DCT均有自主研发的产品，国内车企在未来车型开发中选用AT、DCT和CVT变速箱的份额将会增大，同时对于结构和技术难度相对简单，燃油经济性表现相对较好的DCT变速器份额将会进一步加大。
2变速器的选型过程简介
以下结合东南汽车某款车型（下记DN）AT变速器为例对变速器选型的过程进行简要的介绍。
2.1液力变矩器参数选择
在液力变矩器选型过程中，我们通常会将变速器厂商推荐的可选的变矩器参数输入AVL CRUISE软件中进行模拟计算，选取一组对于动力性和经济性表现都相对较好的数据。
2.2主减速比和各档速比的选择
针对主减速比选型，通常要求变速器供应商会提供2~3组主流的主减速比供选择，同样利用AVL-CRUISE模拟计算，选取动力性和经济性指标最符合整车开发目标的一组。对于次高档位的选择主要考虑满足最高车速的开发目标，在各可选速比系列中计算其次高档的最高车速，排除其中最高车速不满足开发目标的速比系列。对于2、3档位选择通常会在AVL CRUISE中计算各速比系列的0~100km/h的加速时间，在兼顾平顺性的同时选取0~100km/h加速性表现较好的速比系列。
图1 DN车型可选速比AVL CRUISE动力性经济性计算结果
通过对比分析图1数据：第3组速比的油耗计算值和最高车速均无法满足开发目标，首先予以排除。第1组和第2组数据均可以满足开发目标的要求，因此我们需要对所有计算结果进行权衡。第2组的油耗结果要略优于第1组，但是第2组数据在动力性指标中均比第1组数据来的差，尤其在加速性和爬坡度指标上相差较多。在综合考量匹配第1组速比。
3整车应用变速箱接口的硬、软件匹配
3.1 变速器本体与周边件的布置确认
在变速器项目评估之期，3D数模将进行整车模型的布置，确认变速器3D与周边件的动态和静态间隙成立性。
1）静态间隙确认：按照整车布置的需求和变速器的安装角度要求将变速器安装到整车上，确认变速器与周边件的静态间隙，一般要求零部件之间的静态间隙控制在25mm以上。
图2 DN车型变速器静态间隙
2）动态间隙确认：将变速器在整车布置位置上沿着动力总成水平惯性轴旋转±4°形成校核使用变速器的旋转包络。确认变速器旋转包络与周边件之间的间隙水平，通常动态校核中变速器包络与周边件的动态间隙需保持在15mm以上。
图3 DN车型变速器动态间隙
3.2自动变速器与整车相关的软硬件基本信息
确认变速器与整车软、硬件之间存在关联的基本参数和设计要求用于变速器本体设计以及强度的CAE分析；整车周边搭接零部件接口设计以及TCU软件开发使用。在整车侧还需电气方面的信息（选换挡机构行程及选换挡力、输入输出轴接口花键参数、液力变矩器特性及接口配合尺寸、电子元器件外部接线原理图、电气接口引脚定义等信息）来进行匹配。
3.3自动变速器的软件匹配过程简述：
变速器TCU控制软件的匹配是自动变速器开发过程中重要的一环。在DN车型的开发中大体化分为5个阶段，在每个阶段的开发过程各有侧重点。如骡车阶段仅通讯接口完成，标定样车阶段分别对应于整车性能测试、可靠性验证、DTC验证，量产数据的检测固化。从以上数据可以看出，关于动力性和经济性的计算指标与实测值基本一直（计算相对误差值均小于2%）因此我们的整车计算模型基本上是准确的。
4结语
尽管目前手动变速器依然占有着国内外变速器市场的最大的份额，但是可以明显看出自动变速器的比重正在逐年上升，且上升势头较猛。相信不远的将来，自动变速器将会逐渐取代手动变速器成为变速器市场的主流。自动变速器以其便捷的操作和舒适的驾驶体验，将会得到越来越多消费者的青睐。变速箱液力变矩器、主减、各档速比的匹配对于整车动力、燃油经济性具有着重要的意义。今后需对自动变速器的开发进行更为深入的研究，吸收国外先进的项目经验，总结自身项目开发的经验，吸取项目中失败的经验教训，不断完善自动变速器选型及开发流程。
参考文献：
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论文作者:曾毅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/21
标签：变速器论文; 整车论文; 速比论文; 自动变速器论文; 间隙论文; 动力论文; 份额论文; 《基层建设》2018年第20期论文;