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变速器技术的现状和未来 |
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| http://cn.newmaker.com
1/1/2011 2:21:00 PM
雅式工业专网
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吉孚动力技术（中国）有限公司 谌晗冰
随着中共十七届五中全会召开，中国政府起草并通过了国家“十二五”规划，规划中明确提出，中国迫切需要完成从汽车大国到汽车强国的转变。
中国要成为汽车强国，首先要克服自主技术这块短板。而汽车的核心部分——动力总成，仍是国内一直没有完全掌握的关键汽车零部件技术之一。在发动机发展了数十年之后，变速器，尤其是自动变速器成为了制约国内动力总成技术发展的重要因素。
自动变速器，几乎所有的自主整车企业都在进行研发，也有企业推出了产品，但结构都比较简单，技术很落后，换档平顺性和经济性都让人难以满意。拿AT为例，国内车企研究时间最长的是4AT，尚做不出成熟产品，除了如布置方案上的技术困难，AT对生产设备和工艺控制的要求也是难以具备的。这些因素同样体现在构造特殊的CVT上面。而对于AMT、DCT，最大的技术难点是在于软体发展和控制。在制造方面，部分可以延续手动变速器的齿轴生产设备，但加工精度仍需要大幅提高。
目前国内，自动变速箱基本依靠国际厂商提供产品或者技术，市场竞争还处在手动变速器和自动变速器之间，中国的变速箱发展同国际水平差距很大，尚处在初级阶段。
国内手动变速器的技术在国际上也较为落后，虽然目前大部分厂商都拥有生产手动变速器的设备和能力，但普遍以5档手动变速箱为主，对于5 档以上的产品，还得借助一些国外技术进行研究，并且生产出来的产品或多或少还存在齿轮敲击啸叫噪音、换档性能低下等问题。可以说，目前国内的手动变速器在制造或研发方面处于尚未成熟的阶段。
国际变速器市场分析
从国际变速器市场看，不同区域的变速器装配情况也不一样。这里主要以日本、欧洲、北美举例。
日本市场一直以来都比较特殊，狭小的国土面积、拥挤的城市交通和对于CVT长期深入的研究使得CVT和AT共存；欧洲出于环保和节能，主要采用手动变速器。但近年来，市场不断被自动变速器吞噬；而在北美地区，AT市场占有率最高。消费者习惯于对AT的偏爱，而且美国车辆一向以车身大、排量大、油耗高着称，加上相对较低的油价，美国汽车三巨头坚持不懈地对AT的研究和提高。
几年前出现的双离合变速器（DCT），结合了手动变速器的燃油经济性、运动性和自动变速器的方便舒适性。世界范围内在对其进行大规模研究和制造，北美已经开始在注重舒适性的同时，寻求可以降低油耗的方案，DCT便是很好解决方案之一，而其4AT已经成为落后技术，其将被6AT或者是更多档位的AT或者是DCT代替；而在欧洲市场，DCT显示出了更为流行和普遍的趋势，依靠现成的手动变速器生产设施和条件，DCT在欧洲已经被大量生产（大众的DSG）。由于DCT比4AT节约大约10%油耗，今后其会逐渐占据一部分原有的手动变速器和AT的市场。
可见DCT的出现在一定程度上改变了目前的市场格局。未来短期，全球的变速箱市场竞争主要会在各种自动变速器（AT、CVT、和DCT）间展开。
变速器技术未来发展趋势
从目前国内技术和生产设备的状况考虑，手动变速器将占据今后的大部分市场。国内的研究重点主要在5、6档的手动变速器以及性能提升。
AMT由于其仍然存在换档中断的特性，只能局限于低端汽车，此外AMT正越来越多的应用在商用车，尤其是重卡上，基于在手动变速器的基础上增加的控制模块和执行机构，是AMT开发的最大难点。
CVT的关键部件处于少数公司垄断状态而且对于加工精度要求很高，再加上中国路面状况对于关键部件的严峻考验，CVT不太可能成为国内企业主攻研发方向。AT虽然在国内有多年研究经验，但一直没有实现量产，无论从布局设计、软件开发还是部件生产，都有着相当大的难度和障碍，而在国际上4AT已经成为落后技术，6AT技术都已成熟，开始进入8AT的研究阶段。因此国内主要研发重点也不会在AT上，而是直接从国外购买现成产品或者技术。DCT作为有着各方面均衡性能的新兴热门技术，既能满足经济性、舒适性，又拥有较强的运动性，能够满足消费者各种驾驶需求，加上它在手动变速器生产设备上的延续性，今后必将成为国内各车企的研究重心，不过极大的开发难度和高成本也使得其产业化之路漫漫长远。但随着技术的成熟和批量生产之后的成本降低，DCT将会迎来井喷式的市场增长。
未来注重节能环保技术
随着人口不断增多，能源被不断开采消耗，节能和环保成为人们越来越关心的主题。去年底召开的哥本哈根全球气候峰会更让低碳节能迫在眉睫。汽车作为工业的重要组成部分，节能环保将作为其长期重要技术发展战略之一。
汽车的节能环保技术主要有：一、发展先进小排量发动机汽车；二、燃油经济的动力总成技术；三、轻量化的新型汽车材料应用；四、新能源技术（主要是混合动力和纯电动车）。而直接与变速器相关的就是第二项和第四项技术。
从燃油经济性来看，在所有自动变速器中，AT和CVT表现相对较差，AMT和DCT表现良好；从混合动力技术匹配来看，手动变速器是无法进行匹配的，而在自动变速器里，DCT、AT和CVT的匹配性相当好。
因此，应用于汽车节能环保技术趋势，无论是从燃油经济性还是混合动力的匹配性来看，自动变速器都是必然，尤其是在各方面表现相对完美的DCT，无疑会受到更多关注。
而新能源汽车的另一大技术便是纯电动车。虽然目前被炒的沸沸扬扬，但撇开浮躁仔细分析，电池、电驱动控制和电机是电动车产业化的最大技术障碍，而这其中每个问题都需要长期的研究才能得到解决，尤其是电池，牵涉到太多的瓶颈性难题，并且广泛的基础设施的建设需要巨大投资和长远规划。
KRG锥环式无级变速箱
吉孚新型环保技术-KRG
锥环式无级变速箱（KRG）是一种无级变速的靠摩擦传动的变速箱，它有着很广的性能匹配范围。KRG的设计理念是避免采用任何方式的液压泵，仅用简单和耐用的部件实现纯机械控制。与传统无级变速箱（CVT）相比，KRG的这种设计理念使它在制造成本和效率方面拥有巨大的优势。作为一款已经投入精力达10年之久的GIF专利产品，目前的KRG已是第四代产品。
KRG作为没有了压力钢带和液压系统的锥环式无级变速器，其一大优势是零部件非常少，并且靠变速锥与变速环之间的油膜来传递动力。它的大多数零件是标准件，中国都可生产，而且锥体用钢是普通的标准钢，生产成本相当低。由于推动钢环所需的动力很小，不需要任何液压系统，KRG的变速响应比普通无级变速器快，具有节能、舒适的特性，在这一点上可与DCT产品相媲美。
对于自动化大批量生产来说，必须具有稳固的设计和低廉的生产成本。KRG变速系统的设计非常简单且对加工精度要求不高。与传统的CVT概念相比，KRG成本估算显示了具有很大潜力。
基于KRG所能解决的问题，降低制造成本，降低二氧化碳排放，这项技术将成为未来的技术发展趋势。
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