车辆行星齿轮变速结构分析及动力传动匹配设计+matlab程序(3)

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1.2.2 双离合器式自动变速器（DCT）的发展

应用电控技术实现AMT的动力传动一体化，只能算是弥补其非动力换挡的缺陷，而双离合器式自动变速器的出现则从根本上解决中断动力换挡的问题，这也成为了汽车自动变速器的一种新的发展方向。双离合器式自动变速器实现动力换挡的原理是将奇、偶数挡位分别与两个离合器相连，当车辆以某一个挡位运行时，下一个即将运行的挡位预先处于啮合状态，当达到换挡点时，将处于接合状态的离合器分离，同时将处于分离状态的离合器接合。这种控制过程借鉴了液力自动变速器的换挡过程，是动力换挡。

由于DCT是基于平行轴式手动变速器发展而来的，兼具手动变速器传动效率高、结构简单等优点，该变速器的生产可以利用现有的手动变速器设备和技术，国内汽车上手动变速器依然占主导地位，故DCT尤其适合我国目前的发展现状。

1.2.3 机械式无级变速器（CVT）的发展

从理论上讲，CVT在各种符合下都能实现平稳无级变速，但CVT变速器依然有众多实际问题无法解决，比如效率不高，制造困难，高噪声以及发动机高转速时变速器的打滑效应等。

1.2.4 液力自动变速器（AT）的发展

液力自动变速器（AT）是由液力变矩器与实现动力换挡的辅助变速装置组成的。

液力变矩器安装在发动机和变速器之间，以液压油（一般为自动变速器油）为工作介质，能够在一定范围内根据不同的行驶条件自动地、无级地改变转矩和速度，起传递扭矩、变矩、变速及离合的作用。由于汽车行驶时车况变化大，而液力变矩器的变矩系数普遍变化较小，不能完全满足汽车使用的要求。而齿轮变速器能实现较大的传动比变化，弥补了液力变矩器的缺陷。目前，液力自动变速器的辅助变速装置中应用较多的是行星齿轮变速系统。

行星齿轮系统主要由行星齿轮机构和执行机构组成，通过改变行星排之间动力传递路线实现传动比的变化，但是不同的传递路线对应的传动比是固定。因此，液力自动变速器实际上是有级变速器，只是能够实现局部的无级变速。虽然不是真正实现无级变速，但液力自动变速器免除了手动变速器繁杂的操作，使开车变得更加快捷简单。同时，应用广泛的电子控制也改善了自动换挡过程的平顺性，因此汽车具有良好的乘坐舒适性和安全性、优越的动力性和方便的操纵性。

液力自动变速器是目前使用最多的自动变速器，液力自动变速器的优点在于能够实现动力换挡（换挡时间短、冲击小）、起步平稳、对转矩变化的适应能力强，但液力自动变速器效率较低、结构较为复杂，成本也较高。在国外，液力自动变速器技术水平已很成熟，国内自主开发的液力自动变速器在短期内达到国际水平仍有一定的困难。液力自动变速器传统发展方向：

1.2.4.1 变矩器部件结构优化

液力传动是液力变矩器的主要特点，也是造成液力自动变速器效率低的主要原因，故完善液力变矩器设计理论、改进结构、扩大闭锁区域（同时降低其在低速闭锁时的扭振），是提高传动效率、进一步提高动力性和燃油经济性的关键。

基于三维叶栅理论和模拟仿真的优化设计，可以使循环圆形状及泵轮、涡轮和导轮的叶片形状与角度的设计更精确、合理，使变矩器的结构更紧凑，效率也更高（最高效率达90%以上）。

1.2.4.2 行星齿轮多挡位化

多挡位化在增大转矩容量的同时，亦增加了发动机在经济工况下运行的机会，扩大速比范围的同时亦减少了各相邻前进挡位之间的速比级差，故多挡位化能有效提高液力自动变速器的燃油经济性，这也是是目前国内外汽车企业和自动变速器公司普遍采用的手段。如今，主流的6挡和7挡变速器被正在普及的8挡、9挡乃至更多挡位的变速器所取代。如路虎旗下的揽胜极光采用的ZF9速自动变速器，与被其替换的6挡自动变速器相比，0-100km/h的加速时间减少了2秒，并且其超速挡多达4个，相邻挡位间速比级差缩小，总的速比范围更是达到了9.81，9挡时的传动比仅为0.48，远低于比传统6挡变速器。经过测试，ZF9速自动变速器燃油经济性比传统6挡变速器提高了10%以上。