1、AT 基本结构: 液力变矩器+行星齿轮组
AT变速器,又叫液力自动变速器。 核心结构包括: 液力变矩器、行星齿轮组、 离合器/制动器及其控制机构。 其中液力变矩器和行星齿轮为AT变速器最为核心的结构。液力变矩器是一个靠液压传动的机构,其作用是将发动机的动力输出传递到变速机构上。 液力变矩器一般由泵轮、定叶轮、涡轮和锁止离合器组成, 其内部充满传动油。 泵轮和涡轮是一对工作组合,它们就好似相对放置的两台风扇,一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转,风力成了动能传递的媒介,如果用传动油代替空气成为传递动能的媒介, 当动力输出后, 泵轮就会通过传动油带动涡轮旋转,再在泵轮和涡轮之间加上导轮,通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩。 不难想象, 通过传动油的“软连接”,而不是齿轮直接啮合传动, AT变速器的传动效率无疑较低, 油耗高也就不难理解了。 为了提升传动效率, 几乎所有液力变矩器都有一个高效节能的部件:锁止器。 锁止器的形式是一个多片离合器,其作用就是当变矩器处于耦合状态,无需增矩时,将泵轮和涡轮锁止,这样一来动力传递即为“硬连接”, 传动效率大幅提升。
液力变矩器在 AT 变速器中位置
数据来源:公开资料整理
液力变矩器内部结构
数据来源:公开资料整理
液力变矩器工作原理
数据来源:公开资料整理
液力变矩器特性曲线
数据来源:公开资料整理
行星齿轮组是实现AT变速器换挡的核心元件。 简单的行星齿轮组由太阳轮、 行星齿轮、 行星架和齿轮圈组成。只要限制其中任意一个部件的传动,并改变动力的输入和输出,就能改变传动比。 AT变速器的基本原理就是通过多个行星齿轮组实现不同的传动比,并通过多片式离合器进行换挡。
低档:太阳轮主动,行星架被动,齿圈锁死;中档:太阳轮锁死,行星架被动,齿圈主动;高档:太阳轮锁死,行星架主动,齿圈被动;倒挡:太阳轮主动,行星架锁死,齿圈被动;空档: 所有运动件都不受约束。
行星齿轮组基本构成
数据来源:公开资料整理
行星齿轮组运行原理
数据来源:公开资料整理
行星齿轮组的不同变换形式是由一系列执行器来发出指令。 AT变速器采用电磁阀对多片式离合器进行控制, 再由多片式离合器来控制相应的档位, 这样就能将行星齿轮进行不同组合, 从而产生不同的传动比, 因此实现了变速功能。
电磁阀控制多片式离合器
数据来源:公开资料整理
多片式离合器控制行星齿轮组
数据来源:公开资料整理
2、技术路线多档位化, 市场定位豪华化
理论上来说, 变速器的档位越多越好。 档位越多,齿比越密, 车辆换挡就越平顺,燃油经济性也越优。但同时,档位越多, 相应问题也随之而来, 高档位车必须频繁换挡, 动力中断的概率增加。 另外,高档位变速器结构复杂, 制造和维修成本高也是难以回避的问题。
就目前的趋势来看, 各大变速器制造商显然在AT多档位化的道路上越走越远。 回顾变速器的发展历史: 2000年以前, AT变速器的档位还停留在5档以内; 2000年,ZF(采埃孚)与宝马联合推出了世界上第一款匹配乘用车的6AT变速器(ZF 6HP26),让自动变速器的发展进入了新的阶段。 2003年, 奔驰的7G-Tronic变速器成为全球第一款7速自动变速器。直到2006年,雷克萨斯LS 460成为世界首款搭载8AT变速器的乘用车。2012年,ZF发布全新研发的9AT,并首次搭载于路虎的极光车型;目前, 福特新一代F-150皮卡搭载的10速变速器,是乘用车中挡位数量的最高纪录。 值得一提的是,福特的11速变速器技术已经申请了专利。不容置疑的是, 多档位化已然成为AT变速器革命的核心,业内也将档位数作为一款AT变速器技术先进与否的重要考量。而档位数越多, 结构越复杂,技术越精进,研发、制造与后期维修所需要的技术与成本支持就越多。这也决定了高档位AT变速器的市场定位注定将立于高端豪华车市场。 目前, 宝马、奔驰、保时捷等豪华车品牌的主流车型所搭载的变速器基本都是7AT、 8AT或9AT。 由于AT变速器之于豪华车根深蒂固的优势,未来AT变速器在豪华车市场的市占率有望持续提升。
主流豪华车多配置高档位 AT 变速器
数据来源:公开资料整理
3、美日欧 AT 技术成熟,国内亟待突破
国际知名的AT变速器供应商主要有日本爱信AW、 加特可、 Allison和德国采埃孚。日本爱信AW和加特可生产的是乘用车和轻型商用车专用AT; Allison生产的是重型商用车AT;德国采埃孚生产的是乘用车和轻重型商用车AT。在整车厂自主生产方面, 日系乘用车整车厂中, 本田全部变速器均为自产, 但三菱汽车和日产汽车不进行自产。 这是因为加特可本身是以原日产自动变速器工厂——日产吉原工厂为母体成立, 而三菱汽车则在2002年将在京都、水岛和八木各大工厂生产的全部AT和CVT统一由加特可生产。欧美系乘用车整车厂中, 美系三大整车厂自主生产、欧系的德国戴姆勒以及法国雷诺和标致也自主生产, 但其他整车厂则接受采埃孚和爱信AW供应。
AT 供应商产品情况
数据来源:公开资料整理
日系整车厂的 AT 供应商 (包括整车厂自主生产、不含主机配套)
数据来源:公开资料整理
美系整车厂的 AT 供应商 (包括整车厂自主生产)
数据来源:公开资料整理
欧系整车厂的 AT 供应商 (包括整车厂自主生产、不含主机配套)
数据来源:公开资料整理
日本及欧美国家相比, 国内 AT 技术较为落后, 整车厂对 AT 变速器的需求大多由外资品牌来满足。 不过近年来,国内也涌现出了一批企业敢于大胆试验, 在AT 领域也有所突破。目前, 国内自主研发的 AT 变速器主要包括: 奇瑞的 4AT、吉利 DSI 的 6AT、 东安动力的 6AT 以及盛瑞传动的 8AT。 值得一提的是, 盛瑞传动 8AT 的研成功在国内具有里程碑意义, 使得中国成为继德国 ZF、 日本爱信和韩国派沃泰之后世界第 4 个拥有 8AT 的国家。
国内自主 AT 供应商及配套情况
数据来源:公开资料整理
相关报告:智研咨询发布的《2017-2022年中国变速器市场专项调研及投资战略研究报告》
2023-2029年中国电控机械式自动变速器行业市场现状调查及前景战略研判报告
《2023-2029年中国电控机械式自动变速器行业市场现状调查及前景战略研判报告》共九章,包含2018-2022年中国汽车产业运行动态分析,2023-2029年中国电控机械式自动变速器行业发展前景预测分析,2023-2029年中国电控机械式自动变速器行业投资潜力分析等内容。
文章转载、引用说明:
智研咨询推崇信息资源共享,欢迎各大媒体和行研机构转载引用。但请遵守如下规则:
1.可全文转载,但不得恶意镜像。转载需注明来源(智研咨询)。
2.转载文章内容时不得进行删减或修改。图表和数据可以引用,但不能去除水印和数据来源。
如有违反以上规则,我们将保留追究法律责任的权力。
版权提示:
智研咨询倡导尊重与保护知识产权,对有明确来源的内容注明出处。如发现本站文章存在版权、稿酬或其它问题,烦请联系我们,我们将及时与您沟通处理。联系方式:gaojian@chyxx.com、010-60343812。