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1、 咱由 （汽車行業(yè)）唇齒相依一 —汽車的變速箱原理全解 析 20XX年XX月 多年的企業(yè)咨詢豉問經(jīng)驗(yàn).經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證可以落地機(jī)行的卓越管理方案，值得您下載擁有 唇齒相依 —— 汽車的變速箱原理全解析 2008-5-814:37:05 來源 :奧杰汽車網(wǎng)編輯 :yaya 上期我

2、們了解了普通手動(dòng)變速箱的基本原理和和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系，這期我們繼續(xù)對變 速箱進(jìn)行分析和探討，不過這期主角其智能化程度相對來說要高壹些，因此你需要仔細(xì)地閱 讀了。 順序式手動(dòng)變速箱 —— SMG 如果你是個(gè)不折不扣的賽車迷，就不難發(fā)現(xiàn)車手在比賽時(shí)操縱的變速箱擋位布置大多數(shù)且非 傳統(tǒng)的“H式，取而代之的是前進(jìn)、后退，或者 藏”在方向盤后的撥片式換擋方式，即頂序 式變速箱。 撥片式換擋其實(shí)和通常的變速桿換擋在功能上大同小異，只是它采用電子而非機(jī)械地傳遞換 擋信號(hào)。所以順序式變速箱仍舊屬于手動(dòng)變速箱范疇，只是它的變速箱內(nèi)部變速（換擋）撥 叉和傳統(tǒng)手動(dòng)變速箱的變速撥叉有區(qū)別 ——

3、傳統(tǒng)手動(dòng)變速箱的每個(gè)變速撥叉位置相對自由， 而順序式變速箱的每個(gè)變速撥叉由壹根帶有螺旋槽的變速軸聯(lián)結(jié)在壹起。當(dāng)變速桿或者變速 撥片向前、向后移動(dòng)時(shí)，聯(lián)結(jié)變速撥叉的變速軸也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度，這種扭轉(zhuǎn)促使軸上 的螺旋槽帶動(dòng)變速撥叉向前或后移動(dòng)。因此，每壹次換擋就會(huì)使變速軸旋轉(zhuǎn)壹定的角度，且 帶動(dòng)所有的變速撥叉同時(shí)動(dòng)作。 固然，操作順序式變速箱時(shí)你不能從壹擋直接升三擋，而是必須壹擋壹擋向上銜接。賽車手 靠雙擊方向盤后的撥片來實(shí)現(xiàn)空擋且切斷動(dòng)力換入下壹擋，這樣的換擋方式比普通的變速桿 換擋更加迅速。所以目前越來越多的普通轎車也采用這壹設(shè)計(jì)，如三菱 Outlander 、雪鐵龍 C3

4、、雷克薩斯 IS300 、寶馬 6 系等等。 自動(dòng)變速箱 —— AT 相對于手動(dòng)變速箱來說， 自動(dòng)變速箱在操作和基本構(gòu)造上有很大的差別。 例如在起動(dòng)汽車時(shí)， 你不用踩離合器踏板再轉(zhuǎn)動(dòng)電門，因?yàn)樽詣?dòng)變速箱根本不需要傳統(tǒng)意義上的腳踩式離合器， 取而代之的是液力變矩器。 液力變矩器主要由泵輪、渦輪以及固定不動(dòng)的導(dǎo)輪組成。變矩器正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的泵輪通 過油腔內(nèi)的循環(huán)油將轉(zhuǎn)矩傳遞到渦輪上礴變矩器不僅能傳遞轉(zhuǎn)矩，在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況 下，隨著，吊輪轉(zhuǎn)速的不同 ‘具體表現(xiàn)為汽繩的行駛速度）而改變渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩值，在循環(huán) 油流動(dòng)的過程中，固定不動(dòng)的導(dǎo)輪給渦輪傀個(gè)作用力矩，使渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩不同

5、于泵輪輸入 的轉(zhuǎn)矩。 液力變矩器雖然能在壹定范圍內(nèi)自動(dòng)地、無級(jí)地改變轉(zhuǎn)矩比和傳動(dòng)比，但卻存在著變矩能力 和效率之間的矛盾，這很難滿足汽車的使用要求，故目前的自動(dòng)變速箱廣泛采用液力變矩器 和齒輪相結(jié)合的形式。如果將自動(dòng)變速箱拆開，你會(huì)發(fā)現(xiàn)壹套煩瑣而復(fù)雜的機(jī)構(gòu) “擠 ”在壹個(gè) 不大的箱體里，而機(jī)構(gòu)的中心就是壹套行星齒輪系．在自動(dòng)變速箱中，僅通過壹套行星齒輪 系便能提供所有的變速比壹這聽起來似乎有些神奇，不過自動(dòng)變速箱的復(fù)雜程度的確是手動(dòng) 變速箱無法比擬的 —— 因?yàn)辇X輪太多了！ 任何行星齒輪系都是由三個(gè)主要部分構(gòu)成，即太陽輪、行星輪以及環(huán)形齒圈。它們都能在適 當(dāng)?shù)奈恢帽绘i止，同時(shí)

6、更為重要的是其中任何壹部分也都能作為動(dòng)力的輸入或者輸出端。如 果將其中的任意倆部分鎖止，它就會(huì)產(chǎn)生 1:1 的速比，不過自動(dòng)變速箱究竟是怎樣實(shí)現(xiàn)壹套 齒輪機(jī)構(gòu)所需要的各級(jí)變速比的呢？這里我們通過壹套行星齒輪系來說明，其中最外邊的環(huán) 形齒圈齒數(shù)為 75，最里面的太陽輪齒數(shù)為 25。 下表顯示了齒輪系中不同機(jī)構(gòu)分別起到出入、鎖止作用時(shí)，所產(chǎn)生的不同變速比。表中顯示 了倆個(gè)前進(jìn)擋和壹個(gè)倒擋，如需產(chǎn)生更多的變速比，就需要增加不同齒數(shù)的行星齒輪將它們 聯(lián)合在壹起，使它們由上壹級(jí)的輸出端變?yōu)橄乱技?jí)的輸入端。因此，自動(dòng)變速箱的總傳動(dòng)比 為液力變矩器的變矩系數(shù)和行星齒輪系變速比的乘積，其中變矩系

7、數(shù)是無級(jí)的，而齒輪系的 變速比是有級(jí)的，同時(shí)行星齒輪變速箱能夠由駕駛員直接操縱也能夠由變速箱自動(dòng)選擇擋 位。有了上述二者的配合運(yùn)轉(zhuǎn)，變速箱在行車過程中也就達(dá)到了自動(dòng)升、降擋的作用。 半自動(dòng)變速箱 —— AMT 半自動(dòng)變速箱實(shí)際是由普通手動(dòng)變速箱派生出的壹種形式。其實(shí)將它稱為非離合手動(dòng)變速箱 更為確切。 半自動(dòng)變速箱沒有行星齒輪和變矩器， 和普通手動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)壹樣， 它有中間軸、 輸出軸、 離合器和變速撥叉等。 這種變速箱通常有三種換擋方式， 其中倆種采用撥片式換擋， 第三種則采用傳統(tǒng)換擋桿的形式（回顧前面提到的順序式變速箱，這就是為什么你且不能從 換擋桿或者換擋撥片來判斷它是什

8、么形式的變速箱） ,SMG 和 AMT 壹樣都沒有離合器踏板。 那么半自動(dòng)變速箱是怎樣工作的呢？以第壹種和第二種撥片換擋形式為例，當(dāng)你撥動(dòng)換擋撥 片時(shí)，壹套液力裝置用來分離離合器，在其接合之前推動(dòng)變速撥叉選取下壹級(jí)擋位齒輪。由 于系統(tǒng)采用諸如節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器等設(shè)備來采集換擋信號(hào)，通過 ECU 直接控制其換擋動(dòng)作， 所以它比普通手動(dòng)變速箱的人為換擋迅速且平順。 第三種變速桿形式， 除了同樣采用液力裝置外，仍增設(shè)了和換擋桿連接的 “霍爾 ”傳感器。通過這種方式，人為的 換擋動(dòng)作能夠由此傳感器來采集，且通過和電腦配合來控制離合器 “離合 ” 。因此，除了不用 踩離合器

9、踏板外，我們?nèi)阅芟衿胀ǖ?“手動(dòng)換擋 ”壹樣來駕駛我們的車輛。目前隸屬于意大利 菲亞特集團(tuán)的瑪涅蒂 — 馬瑞利 X 公司就是世界上先進(jìn)的 AMT 供應(yīng)商， 像自主品牌奇瑞 QQ3 就裝備了它供應(yīng)的 AMT 變速箱。 無級(jí)變速箱 —— CVT 無級(jí)變速箱這壹理念最早由荷蘭達(dá)夫（ DAF）卡車X公司于1958年首先提出。起初， CVT 只是應(yīng)用在壹些小排量的倆沖程機(jī)動(dòng)車上，直到 2005 年當(dāng)日產(chǎn)汽車 X 公司在旗下的轎車和 SUV 上推出 “無沖擊變速 ”這壹概念的變速箱時(shí)， 無級(jí)變速箱即口汀才得以真正在量產(chǎn)車上采 用。除了結(jié)構(gòu)上的簡單外，無級(jí)變速箱仍有壹個(gè)最大的優(yōu)勢在于：它能夠通

10、過不間斷地連續(xù) 變速來獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩。因此，無級(jí)變速箱能使發(fā)動(dòng)機(jī)總是處于最佳工作狀態(tài)。在此 插句題外話 — 1994 年國際汽聯(lián)禁止在 Fl 比賽中采用無級(jí)變速箱，原因很簡單，就是因?yàn)樗? 能讓賽車太過于 “瘋狂 ”! 所謂無級(jí)變速，簡而言之就是力矩傳遞無頓挫感的變速。無級(jí)變速箱的原理其實(shí)比想像的要 簡單，沒有互相嚙合的齒輪，沒有離合器，沒有摩擦盤等等，取而代之的是 “倆輪壹帶 ”機(jī)構(gòu)。 “倆輪壹帶 ” 結(jié)構(gòu)傳遞著動(dòng)力，不過結(jié)構(gòu)其實(shí)很簡單 無級(jí)變速箱究竟是如何工作的呢？絕大多數(shù) CVT 是由倆個(gè)可變半徑滑輪和壹條鋼芯橡膠帶 組成。 其中壹個(gè)滑輪和發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪相聯(lián)， 而另壹個(gè)則

11、和輸出軸相聯(lián)， 它們之間通過皮帶聯(lián)結(jié)。 倆個(gè)滑輪通過轉(zhuǎn)動(dòng)力大小的變化來改變幾何半徑。發(fā)動(dòng)機(jī)端滑輪旋轉(zhuǎn)得越快，它的半徑就越 ?。?輸出端旋轉(zhuǎn)得越快， 它的半徑就越大。 在它們自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中， 滑輪的半徑由壹套 ECU 控制的液壓活塞來改變。滑輪本身由壹根帶有壹對圓錐楔結(jié)構(gòu)的花鍵軸構(gòu)成。當(dāng)這對圓錐楔 越接近，纏繞在它們上面的皮帶旋轉(zhuǎn)半徑就越大；同理，當(dāng)它們隔得越開，纏繞在它們上面 的皮帶的旋轉(zhuǎn)半徑就越小。 根據(jù)上壹期介紹的齒輪嚙合原理，如果飛輪端滑輪半徑大而輸出端滑輪半徑小，那么就相當(dāng) 于齒輪變速箱的低速擋。當(dāng)汽車開始加速，倆個(gè)滑輪通過皮帶不斷地改變旋轉(zhuǎn)半徑，最終使 飛輪端半徑最大而輸出端半徑最小。通過這樣的方式便能達(dá)到連續(xù)無級(jí)的變速。下面的示意 圖便是 CVT 的基本結(jié)構(gòu)。不過隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前 CVT 中的橡膠帶已由鋼帶代替， 其好處在于防止打滑，能夠避免由于磨損的原因造成的驅(qū)動(dòng)帶斷裂，如日產(chǎn)奇駿、天籟，以 及奧迪 A6 都采用了可靠的鋼帶式 CVT 。