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变速器原料及性能分析研究报告
http://www.tianinfo.com   2018-06-25   天拓咨询发布

    AMT
    原理:电控机械自动变速器在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来,综合了AT(自动)和MT(手动)两者优点的机电液一体化自动变速器。
    AMT可根据当前汽车运行状态、路面状况及驾驶员意图等进行自动换挡控制。驾驶员通过加速踏板和选择器(包括选挡范围、换挡规律、巡航控制等)向控制器(ECU)表达意图,发动机转速、输入轴转速、车速、挡位、油门开度等传感器实时监测发动机工况和车辆的运行状况,并将相应的电信号输入ECU,ECU按存储在其中的设定程序模拟熟练驾驶员的驾驶规律(最佳换挡规律、离合器最佳结合规律、发动机油门的自适应调节规律等),对油门开度、离合器结合及换挡进行控制。
    构成:AMT在传统轴式变速器和干式离合器基础上进行改造,在机械结构上与手动变速器并无太大差异,即在总体传动结构不变的情况下通过加装电控系统、传感器和相应执行机构,将选换挡、离合器及发动机油门的操纵控制自动化。
    优缺点:成本低、制造简单、结构简单、操纵方便、传动效率高、顿挫感强、舒适性差。
    图表1:AMT结构图


    AT
    原理:AT传动系统是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中,液力变矩器是AT最具特点的部件,它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,它直接输入发动机动力,并传递扭矩,同时具有离合作用。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,如果用液体代替空气成为传递动能的媒介,泵轮就会通过液体带动涡轮旋转,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了。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大,因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮来提高效率,液压操纵系统会随发动机工作的变化而自行操纵行星齿轮,从而实现自动变速变矩。AT的换挡方式较简单、直接,电信号转换为液压信号后直接控制结合元件换挡,换挡过程平稳。行星齿轮组的强度可以设计得非常高,可以承受很大的扭矩,因此这种变速器的适应性很好,所以一些比较偏运动的车型都采用了AT变速器。
    构成:常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等,按照这些部件的功能,可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。
    优缺点:可靠性高、运动性强、成本略高、油耗略高
    图表2:AT结构示意图


    CVT
    原理:CVT是理想的传动方式之一,在汽车上已实用化的CVT分为传动带型与牵引驱动型两种,它们都是应用摩擦力传递动力。目前实际应用的有金属带式、复合带式、摆销链式及锥盘滚轮式CVT。CVT无级变速器的主要部件是两个滑轮和一条金属带,金属带套在两个滑轮上。滑轮由两块轮盘组成,这两片轮盘中间的凹槽形成一个V形,其中一边的轮盘由液压控制机构控制,可以视不同的发动机转速,进行分开与拉近的动作,V形凹槽也随之变宽或变窄,将金属带升高或降低,从而改变金属带与滑轮接触的直径,相当于齿轮变速中切换不同直径的齿轮。两个滑轮呈反向调节,即其中一个带轮凹槽逐渐变宽时,另一个带轮凹槽就会逐渐变窄,从而迅速加大传动比的变化。
    构成:无级变速器传动部件一般包括液力变矩器、行星齿轮组和钢带-锥形轮组件,其核心零部件主要包括:主动和被动锥型盘——通过钢带高速传输动力的锥形盘,其耐磨和耐久性为产品质量的关键,材料及表面加工和热处理的工艺技术含量极高。
    液压控制单元——由各种液压控制阀及油道组成的执行器控制单元,其零部件及控制阀体等属于高精密机械零部件,其技术开发和生产工艺要求极高。
    压力钢带——通过锥形盘和钢带的摩擦传递动力,因此必须依靠锥形盘压紧钢带或链条提供足够的摩擦力。加大摩擦带来高压高热,对锥盘和钢带材料生产工艺要求极高。由于钢带材料及专有技术的特殊性,目前全球只有博世传动和舍弗勒(SchaefflerAG)两家供应商。
    变速器电控单元(TransmissionControlUnit,简称“TCU”)——通常被认为是自动变速器的控制大脑,分为控制策略软件和TCU硬件。电控单元中最核心的技术主要体现在控制策略软件之中,通常由专业技术团队开发验证且需要长期的技术积累,而TCU硬件作为控制软件的载体通常由第三方供应商提供。
    优缺点:平顺、噪音小、节油、结构简单、速比范围宽、传动效率高、行车舒适性与安全性高、运动性差、耐用性一般。
    图表3:CVT结构示意图


    DCT
    原理:DCT的工作原理可以简单理解为一个离合器对应奇数挡,另一离合器对应偶数挡。当车辆挂入一个挡位时,另一个离合器及对应的下一个挡位已经位于预备状态,只要当前挡位分离就可以立刻接合下一个挡位,因此双离合变速器的换挡速度要比一般的自动变速器甚至手动变速器还快。
    在整个换挡时期能确保最少有一组齿轮在输入动力,从而不会呈现动力中断的情况。为配合以上运作,DCT的传动轴运动时被分为两局部,一为实心的传动轴,另一为空心的传动轴。实心的传动轴衔接了1、3、5及倒挡,而空心的传动轴则衔接2、4及6挡,两台离合器各自负责一根传动轴的啮合举措,引擎动力便会由其中一根传动轴做出无连续的传送。
    构成:DCT变速器同样有分类,分别是干式和湿式。干式双离合更早出现,集成了DCT变速器的各项优点,但是在低速前进或拥堵情况下,容易过热从而产生顿挫感甚至直接失效。而湿式则通过将离合器片浸在油液中,解决了散热的问题,但也带来了体积、重量变大,传动效率下降的问题。
    优缺点:换挡快、油耗低、技术先进、干式可靠性不足、低速顿挫
    图表4:DCT结构示意图

 

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