孙大宇

SUN Da-yu1,2

（1. 机械科学研究总院，北京 100044；2. 汽车制造装备创新联盟，北京 100044 ）

0 引言

2009年以来，中国汽车市场迅速扩大，2011年汽车产量超过1800万辆。根据美国汽车咨询公司CSM数据分析，2013年中国乘用车市场(包括轿车、SUV、MPV等)中自动变速器市场份额将占45%左右，并以年均30%以上的速度高速增长。根据权威机构预测（Global Insight、德国BOSCH及日本JATCO），2015年我国乘用车产销将突破2000万辆，如国产自主品牌达到60%，自动变速器装车率将占45%以上，需要各类自动变速器500万台以上。

我国当前的变速器自主生产以手动变速器为主。成规模的主要制造商有38家，我国变速器厂家从1981到2003年对外合资、合作项目共计33项，其中技术引进15项，中外合资项目11项，外商独资7项。通过这些方式，先进技术进入我国，产品覆盖重、中、轻、微、轿等各类车型的机械变速器，提高了我国变速器产品水平。对促进汽车工业的发展起到了重要作用。

但是，我国企业并未完全自主掌握自动变速器的设计开发和制造技术。尽管一汽轿车公司、奇瑞汽车公司、吉利汽车和江淮汽车等国内汽车制造企业已开发不同类型的自动变速器样机，但就总体而言，我国的自动变速器市场仍然长期被跨国公司垄断，几乎全部依赖进口或者来自跨国汽车公司在国内的独资或者控股企业。

我国与国外先进汽车变速器公司相比，在自动变速器产品的开发试验测试技术及相关产品数据库方面还存在很大差距，缺乏高精度高响应要求关键零部件及总成试验检测装备技术，是核心原因之一。试验检测装备于受制于国外公司，严重限制着了我国自主自动变速器产品设计制造水平的发展。

本文以针对国内各大汽车制造企业及变速器制造企业进行调研的数据为基础，描述目前国内外自动变速器试验检测设备的现状，并总结出国内自动变速器试验检测装备的方展方向。

1 我国自动变速器试验检测装备的市场需求

尽管我国手动变速器的产业化已经形成相当的规模，但对自动变速器试验检测设备技术的掌握还基本上处于起步阶段。

我国汽车制造企业和零部件企业在自动变速器领域已经进行了多年的研究，形成一定的基础并开发出样机，如一汽集团公司自主研发的商用卡车自动变速器（AMT）CA9TB160A；吉利集团的前横置6ATF、前纵置6ATR、前横置4AT，以及开发中的大扭矩7速湿式双离合器自动变速器（简称7DCT）、小扭矩6速干式双离合器自动变速器（简称6DCT）、6速手自一体自动变速器（6AMT）；奇瑞集团的自动变速器有前横置6ATFF350、前纵置的6ATFR350、前横置的4ATFF、CVT190、前横置5AMTFF120、前横置5AMTFF190；江淮汽车公司正在研发的DCT；湖南江麓容大车辆传动股份有限公司研制的CVT；盛瑞传动股份有限公司自主研发的8AT等。

图1 6ATFF400

图2 7DCTFF325

自动变速器的开发过程存在技术复杂、验证项目多等特点，为此需要开发大量的验证设备作为辅助手段，以便对各阶段的样机或关键零部件进行验证。国内企业自主研发自动变速器过程中，试验检测装备一直受制于国外公司，根据不完全统计，2010～2011年国内各大汽车企业进口变速器测试设备费用花费超过3亿人民币以上(资料来源：AVL、GIF两家各变速器设备供应商业绩表)。

最近几年，随着跨国企业纷纷在中国设立独资自动变速器生产企业和我国自主研发的自动变速器产业化工作的开展，自动变速器产业链已经在快速形成中。目前国内多数的自主汽车产家已经开始对自动变速器的研究开发，国内对自动变速器试验检测装备的需求也迅速扩大，形成自主知识产权的自动变速器试验检测装备已经成为国内企业极为迫切的需求。

2 国内外试验检测装备现状

自动变速器试验检测装备分为产品开发用试验检测装备和在线检测试验装备。前者主要针对产品开发环节对各关键零部件的试验检测以及总成的性能检测，目的是完善设计方案，确保在设计环节就规避产品缺陷的产生；后者则用于生产过程，用以保证每台自动变速器在生产过程中实现在线检测，避免制造缺陷。

这些试验检测设备一般包括：动力总成试验台、电液控制系统检测装备、行星排试验台、双离合器性能试验台、液压控制阀体试验检测设备、TCU软件系统测试系统、油泵及油滤清冷却系统试验台、下线综合性能检测设备（EOL）和动态综合性能试验台等，其中部分试验检测设备是四类自动变速器(AT/CVT/DCT/AMT)的共性装备。

2.1 国外试验检测装备现状

从二十世纪三十年代，世界上第一台自动变速器应用在美国通用汽车上，到目前为止，国外自动变速器的发展已有七八十年的历史，已形成了成熟的自动变速器总成及关键零部件的产业化技术，包括自动变速器柔性自动装配检测线关键技术、下线检测技术及离合器、行星排等关键零部件的制造、试验测试技术，建成了完整的配套产业链，积累了丰富的产业化经验，建立了完善的开发流程和规范。

自动变速器试验检测装备已经被跨国汽车公司和自动变速器企业作为核心技术所垄断，掌握在AVL、GIF、FEV、Froude Hofmann等少数几家企业手中。最典型的如发达国家中美国的ENTON和德国的ZF公司，变速器装配、试验技术及装备发展成熟，但对外实行技术封锁和垄断，核心技术和软件严格保密，总成性能试验台等核心装备、控制软件及相关标准不对外销售；再如自动变速器动态综合试验台制造企业德国的GIF和奥地利的AVL，昂贵的价格（2000万元）已制约了中国汽车自动变速器的产业化进程。

图3 国内企业购买的GIF综合性能试验台

2.2 国内试验检测装备现状

迫于掌握自主知识产权的需要，国内自动变速器企业不得不自己开发试验检测装备，具有代表性的如CVT变速器生产企业湖南容大传动技术股份公司、8AT生产企业山东盛瑞股份有限公司以及自主开发DCT的吉利汽车公司和江淮汽车公司等。这些公司通过与国内外研究机构及高校合作，已开发部分自动变速器试验检测装备，但距离国际水平尚存在不小差距。

图4 DCT自动变速器示意图

盛瑞传动股份有限公司在研制8AT产品过程中，联合北京航空航天大学研制了多种试验检测装备如油泵试验台、倾斜试验台和阀版试验台等，目前正在计划联合研究机构开发AT自动变速器行星传动性能试验装备。

图5 企业自主研发的油泵试验台

吉利汽车公司在自主开发7DCT产品过程中，已开始组织国内开发队伍研制配套试验检测装备，包括自动变速器动态性能试验装备、DCT自动变速器换挡离合性能试验装备和DCT自动变速器操控性能试验装备等。

图6 企业自主研发的倾斜试验台

国内企业在自动变速器下线试验装备方面已有一定基础，如北京机械工业自动化研究所2010年“高档数控机床及基础制造装备”专项的“汽车AMT变速器智能化在线检测试验设备”项目，借鉴国外先进技术并加以创新，自主研发适应各种规格AMT和MT规模化生产的汽车AMT变速器智能化在线检测试验设备，项目实施完成并交付使用。但对于AT、CVT、DCT等类型的自动变速器，由于国内此类制造企业均未形成规模生产能力，在线检测装备的市场需求还未体现出来，国内装备公司尚无开发此类在线试验装备的先例。

北京机械工业自动化研究所2011年承担了“高档数控机床及基础制造装备”专项 “CVT关键零部件制造装备”项目中CVT检测装备的研制工作，项目完成后即能实现国内企业在CVT下线检测装备方面的突破。

国内还有很多企业、高校和研究机构都在自动变速器领域进行大胆探索，积累了大量宝贵经验，也取得了一定的研发成果。在理论研究方面，包括清华大学、北京理工大学、吉林大学和北京航空航天大学等在内的很多高校，在AT自动变速器阀板设计与试验、换挡特性、TCU软硬件开发和整车匹配标定等方面已经做了大量的理论研究和试验测试研究工作，很多研究成果已经公开发表；在装备制造方面，安徽巨一自动化装备有限公司已变速器测试装备研发方面形成部分产品，并得到应用。

3 国内外自动变速器检测装备存在的差距

通过对国内外自动变速器试验检测装备研制和应用情况的介绍，可以看出我国自动变速器试验检测装备技术水平与国外存在很大的差距，主要体现在以下三点。

1）检测装备对变速器产品覆盖面窄。虽然国内在自动变速器下线检测装备已有所突破， 已成功开发AMT自动变速器交检试验台，但在AT、CVT和DCT变速器方面，仍然未摆脱对进口检测装备的依赖。

2）支持自动变速器设计开发的试验检测装备尚处于空白。 国内自主开发自动变速器的需求越来越强烈，而国内目前尚无能力提供成熟的设计开发用试验装备，这制约着自主品牌自动变速器的发展。

3）缺乏专业装备公司。国内目前尚无具备实力的专业装备公司为自动变速器企业提供试验检测装备，企业自行开发装备对企业产品开发形成一定制约。

4 结论

本文对国内外自动变速器试验检测装备的发展状况进行分析介绍，通过分析对比可知，虽然国内装备水平较国外差距仍然很大，但可看到国内专业机构及变速器企业也在积极开展科技攻关、努力缩小差距，并取得一定成果。随着国内汽车市场的进一步扩大，国内自动变速器制造企业也将面临更激烈的竞争，只有加大投入争取技术创新与装备创新，才能提高企业自身核心竞争力，提升我国汽车行业的整体竞争力。