商用車AMT發(fā)展現(xiàn)狀及需求

.商用車AMT的發(fā)展現(xiàn)狀及需求2009-11-13汽車電控機械式自動變速器(AMT)是在干式離合器和齒輪變速器基礎(chǔ)上加裝微機控制的自動變速系統(tǒng)。它能依照車速、油門、駕駛員命令等參數(shù)，確定最正確檔位，控制原出處駕駛員人工完成的離合器分別與接合、換檔手柄的摘檔與掛檔以及發(fā)動機的油門開度的同步伐節(jié)等操作過程，最后實現(xiàn)換檔過程的控制自動化。AMT保持了原有機械變速器的基本結(jié)構(gòu)，與常用的AT(液力變矩器自動變速器)比較，擁有傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、易于制造、工作可靠及控制方便等優(yōu)點，特別是其省油的特點適合于我國大、中型客車和中重型載貨車的應(yīng)用。AMT的優(yōu)缺點1.優(yōu)點(1)與M7對照，AMT的優(yōu)勢為：●操作更便利：智能換檔，駕駛無需離合?！駝恿Ω鼜姡杭夹g(shù)與F1賽車同源，駕駛感覺更優(yōu)秀?！袷∮?%左右：微電腦控制系統(tǒng)，換檔機會掌握更精準。●安全性更優(yōu)：模擬最優(yōu)秀駕駛員駕駛，防備錯誤操作。..(2)與AT對照，AMT的優(yōu)勢為：●動力更強：傳動效率高出7%以上，動力傳輸無耗費?！袷∮?0%：手動檔的機械變速，微電腦的智能控制?！裆a(chǎn)成本低：比AT低30%的成本優(yōu)勢，生產(chǎn)繼承性強。●保護成本低：可于MT媲美，較AT更低。(3)與CVT對照，AMT的優(yōu)勢為：●成本低，利于生產(chǎn)?！癖Ｗo更方便，成本更低。●產(chǎn)品可般配性好。2.缺點對于商用車AMT來說，與MT對照，成本增加40%—70%不等，絕對值在數(shù)千元，因此國內(nèi)用戶難以接受，這是當(dāng)前中國商用車寬泛采用MT而不用AMT的主要原因。同時，中國的商用車在使用中，經(jīng)常會遇到超載超限運輸?shù)膯栴}，這對整個傳動系統(tǒng)是特別艱巨的考驗。為了節(jié)約離合器的使用，好多超載車輛的司機在換檔時都不使用離合器，直接利用發(fā)動機轉(zhuǎn)速和車速配合實現(xiàn)直接換檔，而AMT無論操作多么精準，每次換檔都不能防備會對離合器造成必然耗費。..受限于AMT結(jié)構(gòu)形式，在各種汽車上，與AT對照，AMT的劣勢也比較明顯。AMT為切斷動力換檔，在起步和換檔過程中不能夠很好地緩和沖擊與振動，換檔沖擊較大。同時，AMT在換檔速度上劣于AT，平順性一般，不利于起步和換檔質(zhì)量的提升，在必然程度上影響了駕駛酣暢性。但是，隨著廠家對AMT的不斷改進，當(dāng)前配裝AMT的車型在酣暢性上已有了大幅提升。國內(nèi)外商用車AMT發(fā)展現(xiàn)狀外國AMT在商用汽車上的應(yīng)用已相當(dāng)寬泛且進入了智能化階段。從歷史上看，AMT的發(fā)展大體分為兩個階段：單獨控制階段和整體控制階段。單獨控制指AMT的控制對象只包括選換檔機構(gòu)、離合器、油門機構(gòu)，其控制策略可是實現(xiàn)起步、換檔時人工控制的自動化；整體控制不但實現(xiàn)人工控制的自動化，還對整個傳動系統(tǒng)進行控制，以提升傳動系統(tǒng)的性能和智能。AMT的單獨控制階段經(jīng)歷了三個階段。第一階段是半自動AMT的發(fā)展與成熟階段。早在20世紀60年月，歐洲一些手動變速器生產(chǎn)廠家就已開始離合器自動化的研究，經(jīng)過全機械或液壓控制實現(xiàn)離合器的自動化，但這種系統(tǒng)的控制收效有限，沒有太多的應(yīng)用。20世紀70年月中期，AMT的研究方向是半自動輔助換檔系統(tǒng)。車輛的換檔時刻由駕駛員決定，由電子控制系統(tǒng)完成換檔操作的功能。瑞典斯堪尼亞的CAG系統(tǒng)、德國戴姆勒—奔馳的EPS系統(tǒng)采用的都是半自動AMT，駕駛員踩離合器確定換檔時刻，電子控制系統(tǒng)接到換檔指令后，控制執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)換檔操作。同一時期，白俄羅斯工學(xué)院采用兩參數(shù)換檔規(guī)律由控制系統(tǒng)完成選檔和換檔機會的確定及其執(zhí)行，但在起步時，仍由駕駛員控制離合器以實現(xiàn)車輛的起步。美國伊頓的SAMT系統(tǒng)對換檔時刻的離合器和發(fā)動機進行適合的控制，駕駛員只需要經(jīng)過開關(guān)向TCU發(fā)出升檔或降檔信號，系統(tǒng)就能自動完成所有的換檔動作。第二階段是全自動AMT的發(fā)展。從1981年終，五十鈴企業(yè)和富士企業(yè)開始開發(fā)AMT，于1984年秋在世界上最先研制成功電子控制機械式有級全自動變速器NAVI-5(NewAdvancedVehicleWith..Intelliqence-5)并裝于ASKA(雅加)轎車投放市場，該車已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的起步、換檔自動控制。同期，日本的日產(chǎn)、瑞典的薩博、美國的福特、意大利的菲亞特、德國的采埃孚、法國的雷諾都對全自動AMT進行了研究開發(fā)。1995年本田的部分Civic轎車(思域)裝用了AMT。1996年寶馬M3轎車所采用的“M序列式變速器”就是在原來的M3型6檔手動機械變速器基礎(chǔ)上作了大幅度的改進，以嶄新的電液控制系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的機械式變速器的控制系統(tǒng)，并有自動變速和手動變速兩種可供選擇的模式。采埃孚企業(yè)也推出了其電控機械自動變速器新產(chǎn)品—ASTronic系列。在此階段，研究的重點是離合器的起步控制和換檔控制規(guī)律，各大企業(yè)對全自動AMT的研究使全自動AMT進入了合用階段。第三階段是AMT智能化的研究。由于離合器的起步控制和換檔控制規(guī)律與外界道路環(huán)境隋況、人的主觀駕駛妄圖、車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)親近相關(guān)，—般的控制策略易造成離合器的過快磨損、彎道不測換檔等不良現(xiàn)象。故采用模糊控制策略、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略等智能控制方法，以提升AMT傳動系統(tǒng)的智能。AMT的整體控制是在車輛上寬泛采用微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。當(dāng)前，電子產(chǎn)品在車輛上的應(yīng)用已高出30%，電控發(fā)動機、電控自動變速、防抱制動系統(tǒng)(ABS)、防側(cè)滑(ASR)等接踵在車輛上使用。因此，將AMT的控制同發(fā)動機、ABS、ASR和ACCS的控制相結(jié)合，實現(xiàn)動力傳動系一致體化控制，可提升傳動系統(tǒng)的性能，優(yōu)化控制收效。美國伊頓企業(yè)的最新產(chǎn)品Autoshift涵蓋了6、7、10、18檔變速器，與卡特彼勒電控發(fā)動機相般配，換檔操作過程無需分分離合器，經(jīng)過控制發(fā)動機及變速器內(nèi)的制動裝置對發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行調(diào)治，使換檔主從件實現(xiàn)同步，完成換檔操作。在歐洲商用車領(lǐng)域，1986年首套AMT變速器開始使用，截止2008年AMT裝車總量已高出50%。而在中國這項技術(shù)誠然方才流行，但卻被越來越多的業(yè)內(nèi)人士看好，國內(nèi)多家變速器企業(yè)都在積極研發(fā)各自的AMT產(chǎn)品。..主要商用車企業(yè)變速器產(chǎn)品情況1.奔馳奔馳經(jīng)過安裝AMT變速器再輔以智能換檔系統(tǒng)，保證了各種工作情況下優(yōu)化的傳動系統(tǒng)組合。智能換檔變速器使得車輛在發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時也能獲取較高的行駛速度，十分有利于長途運輸過程中降低油耗。優(yōu)秀的爬坡能力、低控制速度、高長遠性、低運轉(zhuǎn)噪聲和優(yōu)秀的功率質(zhì)量比，實現(xiàn)智能換檔變速器真切的多項全能理念。2.沃爾沃I-Shift是沃爾沃一款第三代AMT。配置這個裝置的卡車不但酣暢性和安全性更高而且燃油耗資更小，重量也較輕，I-Shift裝置換檔迅速、平穩(wěn)、柔順，能依照當(dāng)前的行駛情況換到最正確檔位。排檔桿按人體工程學(xué)設(shè)計，安裝在駕駛員座椅上，可方便愉快地進行操作。它一共有五種特點配置分別是：基本、基本并改進、經(jīng)濟、性能、綜合。當(dāng)前應(yīng)用于FM/FH系列上。3.曼曼企業(yè)在其長途運輸重型卡車上采用的是TipMatic自動變速器，它供應(yīng)的酣暢性更佳，無需要離合器踏板和手動換檔，離合和檔位全部經(jīng)過電動氣動控制操作。也可選擇半自動操作，在手動狀態(tài)下由駕駛員決定換檔時間。與手動變速器對照，MANTipMatic要輕60kg，因此有效載荷更高。該配置可使汽車在極度苛刻的駕駛條件下行駛順暢且精準地執(zhí)行指令。4.雷諾..雷諾卡車采用Optidriver自動換檔變速器，以滿足業(yè)務(wù)的特別要求。酣暢的操作及更低的運營成本造就了自動換檔變速器的主要特點。其換檔桿被設(shè)置在轉(zhuǎn)向盤上，全部相關(guān)的數(shù)據(jù)都顯示在電子儀表盤上，這樣駕駛員就可以集中精力在駕駛操作上。除此，還開發(fā)了多種特其他模式：●經(jīng)濟模式：計算了油耗與性能的最正確結(jié)合，并依照載重和路況自動調(diào)整?！癫僮髂Ｊ剑航?jīng)過離合器地址及加速踏板地址的連接，讓卡車在低速下得以精準的定位?！窠禉n模式：能讓你提升卡車的加速能力?！駮簳r手動模式：贊同駕駛員手動控制變速器，該模式在巡航系統(tǒng)打開也許加速踏板抬起時無效。斯堪尼亞當(dāng)前在斯堪尼亞的牽引車和運輸車上一般采用的就是其OptieruiSe變速器，Optieruise能夠讓發(fā)動機轉(zhuǎn)速和變速器在換檔前能圓滿般配，使換檔更加圓滑和迅速，這樣有利于減少燃油耗資并延長動力系統(tǒng)的使用壽命。6.依維柯依維柯Stralis系列采用了Eurotronic變速器，以保證發(fā)動機向來工作在燃油耗資最低的經(jīng)濟轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，增強了安全性和控制性，因此駕駛員能夠?qū)⒆⒁饬ν隄M放在路面上，減少了駕駛員的疲倦。7.達夫..在其重型運輸牽引車上采用的AS-Tronic變速器，經(jīng)過安裝在駕駛員旁邊控制臺上的控制桿，使駕駛員控制起來更加迅速便利。經(jīng)過儀表盤上的按鈕能夠?qū)崿F(xiàn)運轉(zhuǎn)模式之間的切換。國內(nèi)AMT的發(fā)展及現(xiàn)狀我國1980年就開始對ATM自動變速器技術(shù)的研究。在“十一五”國家863計劃重點項目“汽車開發(fā)先進技術(shù)”也明確提出了對AMT技術(shù)的開發(fā)。當(dāng)前，我國在“動向三參數(shù)最正確換檔規(guī)律”、“動向閉環(huán)控制技術(shù)”、“自適應(yīng)控制技術(shù)”、“模糊控制技術(shù)”等自動變速理論方面處于當(dāng)先地位?，F(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的大部分轎車是從外國引進的，國內(nèi)對這些轎車都沒有獨立的知識產(chǎn)權(quán)，外國廠商有可能不愿意采用國內(nèi)AMT技術(shù)來改造其手動傳動系統(tǒng)。因此，在國內(nèi)自主生產(chǎn)的重卡、大客車等大型車輛上采用AMT技術(shù)，實現(xiàn)車輛的自動換檔，不但適合我國的國情，能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)車輛的自動化改造，提升國產(chǎn)車的市場競爭力，而且對于降低駕駛員的勞動強度，提升車輛的靈巧性能是十分必要的，擁有廣闊的遠景。當(dāng)前，國內(nèi)的商用車整車企業(yè)和零部件生產(chǎn)企業(yè)或與外國企業(yè)合作研發(fā)，或與相關(guān)高校合作研發(fā)，均已獲取豐富成就。其中最有代表性的是中國重汽和東風(fēng)商用車企業(yè)兩大整車企業(yè)。1.中國重汽早在2005年，到歐洲察看市場的中國重汽總經(jīng)理蔡東和重汽技術(shù)中心幾個技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，歐洲公路牽引車中，有20%-30%般配了AMT變速器，而且這個比率還有不斷上升的趨勢。于是，中國重汽決定走一條引進、消化、吸取、再創(chuàng)新的結(jié)合開發(fā)之路，合作對象則選中了長遠與奔馳、沃爾沃卡車在變速器領(lǐng)域合作的德國出名商用車變速控制系統(tǒng)供應(yīng)商威伯科企業(yè)。由威伯科為重汽提..供TCU平臺框架，而重汽的技術(shù)人員則依照中國實質(zhì)的使用工況和環(huán)境進行復(fù)雜的標(biāo)定，并對程序進行修改完滿。這種結(jié)合開發(fā)，中國重汽擁有完滿的技術(shù)產(chǎn)權(quán)，其實不是單純的技術(shù)引進。他們希望經(jīng)過這種方式，將中國道路的實質(zhì)工況與先進技術(shù)結(jié)合起來，加迅速度開發(fā)出擁有自己完滿知識產(chǎn)權(quán)、技術(shù)成熟的產(chǎn)品。盡管威伯科供應(yīng)了研發(fā)AMT變速器最重要的電控平臺，但接下來的事情依舊困難重重，最重要的難點莫過于對各種工況的預(yù)設(shè)和標(biāo)定。誠然AMT的原理不算復(fù)雜，但國內(nèi)好多研發(fā)AMT的企業(yè)路試了多年而依舊未能產(chǎn)業(yè)化，其中難以邁過的坎兒主要有兩個，一是電控系統(tǒng)的開發(fā)，二是整車般配工作。由于AMT控制軟件，需要將各種可能的路況都寫入程序，因此研發(fā)過程中必然要不斷模擬各種路況條件，為對付數(shù)不清的試驗，大量的試驗用車來做般配就成為必定。整個研發(fā)過程，重汽技術(shù)中心拿出了50余輛試驗車，有HOWO也有最新的A7，路試里程累計高出了60萬km。在整車般配方面，同時擁有整車和變速器的重汽比一些獨立的變速器制造商有優(yōu)勢，由于幾乎沒有哪家整車企業(yè)愿意一次性無償拿出50輛車給其做試驗。中國卡車超載嚴重，有的甚至?xí)叱鲆槐?，因此做整車?biāo)定，就不能夠依照鑒定總質(zhì)量來做，加之國內(nèi)重卡可靠性的確與歐洲重卡有必然差距，因此可能會出現(xiàn)熄火、制動失靈、空氣壓縮壞掉、檔位拉不低等情況，而這些在歐洲已經(jīng)不是技術(shù)層面研究重點的問題，倒是AMT與整車般配要重點考慮的，威伯科也因此豐富了他們電控軟件的數(shù)據(jù)庫?，F(xiàn)在，合用于牽引車和自卸車的16檔變速器已經(jīng)批量生產(chǎn)，研發(fā)人員接下來除了連續(xù)依照使用和反響情況細化標(biāo)定已上市的產(chǎn)品外，還已經(jīng)開始著手準備般配其他車型的工作以及12檔AMT變速器的開發(fā)。2.東風(fēng)商用車企業(yè)..2004年東風(fēng)商用車企業(yè)、大同齒輪企業(yè)有限責(zé)任企業(yè)和北京理工大學(xué)合作結(jié)合開發(fā)重型商用車AMT。開發(fā)平臺采用東風(fēng)汽車企業(yè)的EQ4195W-406半掛牽引車，裝置大同齒輪企業(yè)的DCl2J150T擁有電控平臺的12檔變速器(輸入扭矩≥1500Nm)，發(fā)動機采用滿足SAEJ1939協(xié)議的電控共軌柴油機。執(zhí)行機構(gòu)(離合器執(zhí)行機構(gòu)和選／換檔執(zhí)行機構(gòu))采用純氣動形式，結(jié)構(gòu)簡單，不需外加氣源，成本較低。2005年月11月完成了樣車各種道路試驗。其動力性比手動變速器原型車提升5%(較專業(yè)駕駛員平均水平)。其經(jīng)濟性與手動變速器原型車對照，高速行駛工況提升9.6%，山區(qū)行駛工況最高可提升19%，原地起步加速工況可提升10.9%。經(jīng)不同樣駕駛員的主觀議論，換檔平順性優(yōu)于手動變速器原型車。當(dāng)前，東風(fēng)商用車企業(yè)自主研發(fā)的AMT的產(chǎn)業(yè)化工作正在加緊進行中，據(jù)悉，2011年終，該企業(yè)將正式量產(chǎn)其擁有完滿知識產(chǎn)權(quán)的12檔AMT。國內(nèi)需求解析據(jù)德國ZF企業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2002年西歐車輛總重6t以上載貨汽車的變速器使用情況統(tǒng)計表示，裝有自動變速器的載貨汽車比率為10.5%，2008年湊近50%；另在北美自由貿(mào)易區(qū)，當(dāng)前銷售的中重載貨汽車中裝有自動變速器的比率也