【图】舒适与驾驶乐趣并存 MG3 AMT变速箱拆解

1AMT变速箱的研发及总体组成

　　[汽车之家 拆解分析] 众所周知，MG3的AMT变速箱源自于马瑞利的free choice AMT变速箱，而“free choice”是马瑞利AMT变速箱的品牌名称，其名称的含义在于驾驶者既可以使用完全自动的驾驶模式，实现驾驶的舒适性；也可以使用完全手动的模式，实现驾驶的乐趣。从驾驶者的角度来说，手动和自动随意切换的驾驶模式，确实是驾驶者需要的最完美状态，而今天我们就从拆解的角度来看一看搭载在MG3上的这套马瑞利“free choice” AMT变速箱是如何实现这些功能的。 

● 马瑞利AMT变速箱的发展：从赛车到民用小车

马瑞利AMT变速箱的发展  
1986年   为Ferrari F1赛车研发该技术  
1998年   量产车型：阿尔法罗密欧156  
2000年   量产车型：奔驰CLK  
2002年   量产车型：宝马3系列  
2004年   量产车型：奇瑞QQ S11 372, 法拉利612 Scaglietti, 宝马 645  
2006年   量产车型：雪铁龙 C4/Picasso, 欧宝Astra, 菲亚特Grande Punto,奥迪 R8  
2008年   量产车型：哈飞路宝, 天津一汽威志,FIAT Bravo AMT  
2010年   量产车型： 上海通用 新赛欧， 上汽 MG3  

　　从发展历程上我们可以看出，最初的AMT变速箱是为法拉利、阿尔法罗密欧等F1赛车或者超级跑车研发的。在早期时候用于赛车的变速箱都是手动变速箱，赛车手在换挡时需要断开动力并且需要单手扶住方向盘，这样一来在换挡时机及驾驶安全上都大打折扣，为了弥补这一缺点，设计师们开始研发AMT变速箱，其设计理念就是希望在传统的MT变速箱上增加一套自动的换挡执行机构，这样一来既能继承传统MT变速箱低成本、传动效率高等优势，又能解决MT变速箱换挡麻烦的劣势。

　　随着AMT变速箱的研发成功，并且在赛车上逐步发展成熟，2000年以后AMT变速箱开始逐步向民用车发展，一般情况下AMT变速箱要么搭载在民用小车上，要么搭载在超级跑车或者赛车上，因为AMT变速箱的换挡冲击的问题，以至于在舒适性上会有所牺牲，所以一般生产中高级轿车的厂家很少会选用AMT变速箱。

● AMT变速箱的总体构成：传统的MT变速箱箱体/换挡执行机构/TCU/换挡杆

　　 因为AMT设计最初的设想就是能够在传统的MT变速箱上增加一套自动的换挡机构，所以最终研发出的结果也是同样，其有一个传统的MT变速箱的箱体加上一套换挡执行单元总成（MG3上的AMT变速箱是电液控制的执行机构，常见的还有电动控制的执行机构），此外还有一个换挡杆和TCU（变速箱电脑）。

● 换挡杆的作用和工作流程：发出换挡信号

　　换挡杆的作用类似于我们AT变速箱的换挡杆，不过档位上没有“P”挡，因为AMT变速箱是基于MT变速箱研发而来，而MT变速箱上只有空挡和固定的挡位，不过AMT变速箱上与现在的手自一体变速箱一样还增加了一套手动换挡功能，从而增加了驾驶乐趣。

　　换挡杆的工作流程为：当驾驶着切换挡位时，换挡杆内部的霍尔传感器会产生电信号，并向变速箱的电脑TCU发出电信号，而TCU对电信号进行处理（即判断切换的挡位），再向换挡执行机构发出控制信号进行换挡。

● TCU的功能：接受输入信号、处理信号、发出控制信号

　　TCU的功能主要包括：1、管理各种传感器的输入信号，包括离合器转速传感器、位置传感器（离合器，选档位置和换档装置）、车速传感器、驾驶员侧门开关（开／关）、点火开关（确定钥匙开位置以及起动）、刹车灯开关（开／关）。2、处理传感器信号及通过CAN线传递来的信号，包括发动机转速、刹车踏板开关（开／关）、加速踏板位置、发动机扭矩、发动机水温等。3、发出控制信号，包括液压组件的控制信号及显示仪表盘和蜂鸣器的信息传递。

2AMT变速箱的箱体拆解

● AMT变速箱箱体拆解：对传统MT变速箱进行简单更改

　　在动力的传递上，AMT变速箱与传统的MT变速箱一样，动力从发动机的输出轴传递到离合器，然后输入到变速箱的输入轴再经过主减速器将动力传递到车轮上。

　◆ 整体外部结构

　　在变速箱箱体的外部构造上我们能看到机械换挡杆、变速箱的输入轴、变速箱固定在车体上的支架、主减速器、动力输出轴的键槽及变速箱的通气口。其中变速箱通气口又称作呼吸塞，其作用是当变速箱工作时会产生热量，而空气就由这个通气口排出；而当变速箱冷却以后，空气再由这个通气口进入变速箱，当然在这个通气口处还有一个防尘帽，防止灰尘和水进入变速箱。

　◆ 离合器转速传感器和倒车灯开关

　　在变速箱的壳体上还有离合器转速传感器和倒车灯开关两个小部件，其中倒车灯开关比较简单，当变速箱挂入倒挡时，此开关即闭合倒车灯亮起。而离合器的转速传感器，其监测的是变速箱内2挡主动齿轮的转速从而来计算离合器的速度，因为当离合器完全结合时，离合器的转速和主动轴的2挡齿轮的转速是完全一致的。

　◆ 机械换挡杆

　　机械换挡杆：其作用就和5速MT变速箱的换挡杆的作用是完全一致的，只不过手动变速箱的选挡过程是通过左中右来实现，而AMT变速箱的选挡是通过上中下来完成，其中AMT变速箱的上中下则对应5速MT变速箱的右中左，而换挡的过程，AMT变速箱的左右旋转和MT变速箱的上下换挡是一样的。

　　◆ 5挡齿轮及换挡零部件

　　因为AMT变速箱从5挡齿轮到1挡齿轮是梯形结构，所以从5挡开始拆解方便固定，而安装的过程则从1挡到5挡逆向进行。将变速箱底壳拆卸完毕之后，我们可以清楚的看到5挡齿轮及换挡部件的整体结构，包括了拨叉轴、拨叉、换挡齿轮、同步器等。

　　在5挡状态下，5挡的拨叉轴带动5挡的拨叉向下运动，此时5挡的同步器使得5挡的主动齿轮和从动齿轮啮合，实现5挡的变速。而倒挡的状态，是5挡的拨叉轴向上运动，带动倒挡齿轮（在变速箱1~2挡齿轮之间）实现换挡，具体的流程会在下面讲解。

　　◆ 1-4挡、R挡的换挡零部件及主减速器齿轮

　　在拆完变速箱外壳后，我们清晰的看到了整个变速箱1-4挡、R挡及主减速器齿轮的结构，主要构成和5挡的情况比较一致，包括了拨叉轴、拨叉、主动和从动齿轮、同步器等。

　　特别值得一提的是，在MG3 AMT变速箱的构造上，其将倒挡从动齿轮放在了1挡和2挡同步器的齿体上（传统的MT变速箱有独立的倒挡从动齿轮），如此做的好处就是一个零部件其了两个作用，使得变速箱的结构更加紧凑，更轻，而MG3的这套AMT变速箱的整体质量只有38.6公斤。

　◆ R挡的换挡流程讲解

　　上面说到的，当5挡的拨叉轴向上运动时，即带动倒挡拔销向上运动，由此带动倒挡摆臂托起惰轮向上运动，使得主动倒挡齿轮、从动倒挡齿轮和倒挡惰轮相啮合，而倒挡惰轮的作用就是改变旋转方向和改变速比。

3换挡执行单元拆解/总结

● 电液换挡执行单元总成解析
　　通过液压油路控制机械换挡杆换挡和控制离合器离合

　◆ 换挡执行单元总成外部构造

　　电液控制换挡执行单元总成安装在变速箱的壳体上，用于替代MT变速箱人工的换挡动作，其与变速箱箱体的主要连接点有2个：一、与机械换挡杆相连；二、与离合器摆臂相连。

　　换挡执行单元的阀体部分与机械换挡杆相连，其结构就像一个“帽子”扣在机械换挡杆上方，其内部有上下伸缩的挺杆及左右旋转的阀体（文章下方有结构图），实现对机械换挡杆的上中下和左右的换挡动作。

　　第二个主要连接的位置：离合器执行单元与变速箱体上的离合器摆臂相连，其内部结构跟“打气筒”很接近，只是这个内部充满的是液压油，而离合器执行单元与摆臂链接的部分与传统的MT变速箱一样是一根拉索，而它的位置由离合器流量电磁阀来控制。

　◆ 换挡执行单元总成的具体构造

　　从电液换挡执行器单元的总体结构上讲，其主要分为两个部分：阀体部分（图中左侧）和离合器执行部分（图中右侧），从作用上来上阀体部分主要用于控制机械换挡杆的换挡动作，而离合器执行部分顾名思义就是控制离合器的结合和分离。

　　需要说明的是，0号/1号/2号电磁阀都是流量阀，需要精确控制执行器的位置；而3号和4号选挡电磁阀是开关阀，只有工作和不工作两种状态信号。同时换挡及选挡位置传感器也会及时的把机械换挡杆的位置信号传递给TCU进行及时的控制。

　　在动力的传输上，由油泵将油管中压力进行增压，然后经过储能罐进行稳压，20度左右压力稳定在36-42（bar)之间，然后稳压后的液压油经过5个不同的电磁阀对变速箱的选挡和换挡及离合器的位置进行控制。此外，在电液换挡执行器单元上还有一个液压油压力传感器（在选挡位置传感器和3号电磁阀之间，图中并不明显），由它向TCU发出液压油压力信号，从而控制油泵的工作与否。

　　在电液控制执行机构的背面，我们可以看到阀体部分与机械换挡杆相连的部位，此外还有离合器的位置传感器及1号换挡电磁阀，其中离合器位置传感器内部通过一个杠杆和离合器拉索相连，从而得到离合器的位置信号并传递给TCU，其精确程度可达0.1毫米以下。

　　值得一提的是，在变速箱的保养上，我们看到除了传统的变速箱油之外，还有油壶里的液压油，其中油壶里的液压油是终身免维护的，而变速箱油厂方建议8万公里进行更换，总量在1.8L左右。

　◆ 液压执行机构的工作流程

　　以R挡为例我们来演示一下液压执行机构的工作流程，对驾驶员来说从静止换R挡有三个步骤，即踩刹车、换挡、松开刹车。其中踩刹车和松开刹车时，由刹车踏板开关向TCU发出电信号，从而控制离合器流量比例电磁阀对离合器执行机构进行控制。而换R挡的过程则由换挡杆内部的霍尔传感器向TCU发出电信号，由TCU向2号和4号电磁阀发出控制信号，从而控制机械换挡杆完成换挡动作，换挡动作的完成的同时，倒挡开关闭合倒车灯亮，此外选挡和换挡位置传感器也会向TCU反馈换挡信号，如果换挡有误差或出错，TCU会进一步调节和控制。

● MG3 AMT变速箱的优缺点点评：

　　◆ 相比于AT变速箱而言

　　优点--省油、成本低、传动效率高：不使用液力变矩器和行星齿轮组，使用与手动变速箱相同的离合器与齿轮结构，理论上而言，更加省油，传动效率也更高。而在AMT开发的成本上，一般而言一套5AMT变速箱的成本在4000元左右，4AT变速箱成本则在7000-8000元，而5AT的变速箱的成本需要1万元以上。结构紧凑：由于没有行星齿轮组，所以没有那么复杂的多组离合器以及滑阀箱结构。

　　缺点--换挡速度慢、舒适性一般：从结构上看来，AMT变速箱的主体是MT变速箱结构，所以MT变速箱换挡冲击的问题在AMT上同样存在，而为了照顾车辆行驶的平顺性问题，往往在民用的小车上，AMT变速箱的离合器结合时间都会被延后，使得换挡不够直接。不过在超级跑车上，AMT变速箱离合器的结合往往被调校的非常灵敏，不过带来的也是更强的换挡冲击。

　　◆ 相比于MT变速箱而言

　　优点--便利同时可应对多种路况：AMT变速箱在加装了换挡执行机构以后避免了频繁手动换挡的流程，使得试驾更加便捷，同时MG3的AMT变速箱还具有运动模式、雪地模式及普通模式，加上手动换挡功能，同样富有驾驶乐趣。安全：可以防止驾驶者操作不挡，导致的换错挡及熄火情况的发生，所以相比与MT变速箱AMT变速箱安全性要更高。

　　缺点--制造维修成本略高：相比传统MT变速箱多出了一个换挡执行机构。对TCU及换挡执行机构的稳定性要求高：对于换挡执行机构的使用稳定性有较高的要求，液压装置对环境适应性较差，容易泄漏。

　　总结：

　　从AMT变速箱研发的最初设想及最终拆解后AMT变速箱的结构来看，不得不佩服设计者的聪明才智，基于MT变速箱研发不仅能够节省了研发的成本，同时还继承了齿轮传动固有的传动效率高、机构紧凑、工作可靠等优点，同时还摒弃了传统的自动变速器结构和制造工艺复杂、成本较高、维修不方便等缺点。不过遗憾的是AMT变速箱换挡冲击的问题也决定了它能只能适用于家用小车或超级运动跑车两个范畴。（文/汽车之家 张文君）

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