手動(dòng)變速器、自動(dòng)變速器、無(wú)級(jí)變速器原理

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1、手動(dòng)變速器、自動(dòng)變速器、無(wú)級(jí)變速器 手動(dòng)變速器（MT） MT是英文Manual Transmission的縮寫(xiě)。手動(dòng)變速器，也稱(chēng)手動(dòng)擋，即用手撥動(dòng)變速桿才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置，改變傳動(dòng)比，從而達(dá)到變速的目的。踩下離合時(shí)，方可撥得動(dòng)變速桿。如果駕駛者技術(shù)好，裝手動(dòng)變速器的汽車(chē)在加速、超車(chē)時(shí)比自動(dòng)變速車(chē)快，也省油。 自動(dòng)變速器（AT） AT是英文Automatic Trnsmission的縮寫(xiě)。自動(dòng)變速器，利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，它能根據(jù)油門(mén)踏板程度和車(chē)速變化，自動(dòng)地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車(chē)速即可。 一般來(lái)講，汽車(chē)上常用的自動(dòng)變速器有以下幾種類(lèi)型：液力自動(dòng)變速器、液壓傳動(dòng)

2、自動(dòng)變速器、 電力傳動(dòng)自動(dòng)變速器、有級(jí)式機(jī)械自動(dòng)變速器和無(wú)級(jí)式機(jī)械自動(dòng)變速器等。其中，最常見(jiàn)的是液力自動(dòng)變速器。液力自動(dòng)變速器主要是由液壓控制的齒輪變速系統(tǒng)構(gòu)成，主要包含自動(dòng)離合器和自動(dòng)變速器兩大部分。它能夠根據(jù)油門(mén)的開(kāi)度和車(chē)速的變化，自動(dòng)地進(jìn)行換擋。 無(wú)級(jí)變速器 CVT是英文Continuous Variable Transmission的縮寫(xiě)，意為無(wú)極變速傳動(dòng)，相比于普通自動(dòng)變速器，這種變速器可更好地解決傳動(dòng)系和發(fā)動(dòng)機(jī)工況的匹配問(wèn)題，以提高整車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性 自動(dòng)變速器與無(wú)級(jí)變速器的原理不太一樣，自動(dòng)變速器是行星齒輪來(lái)變速的，而無(wú)級(jí)變速器是鏈帶和錐形輪的距離來(lái)變速的。 目前來(lái)看無(wú)級(jí)的

3、技術(shù)更好一點(diǎn)，（鏈帶）目前我知道的最先進(jìn)的自動(dòng)變速器是奔馳公司的七速自動(dòng)變速器。 無(wú)極變速在一定程度上要比自動(dòng)變速的車(chē)開(kāi)起來(lái)更流暢沒(méi)有從前那種變速器的換檔感覺(jué)。 無(wú)極變速車(chē)要比自動(dòng)變速車(chē)節(jié)油。 無(wú)極變速在動(dòng)力上可能很難滿(mǎn)足狂野的男人，因其無(wú)法體驗(yàn)到快速加速的快感。 無(wú)極變速是新技術(shù)，在我國(guó)已有若干車(chē)以配備了此技術(shù)如奧迪，本田飛度(CVT)，菲亞特(Speedgear變速器)等。按理說(shuō)無(wú)極變速是經(jīng)濟(jì)轎車(chē)一種不錯(cuò)的選擇是將來(lái)汽車(chē)變速器的發(fā)展方向。 手動(dòng)/自動(dòng)變速器 手動(dòng)/自動(dòng)變速器由德國(guó)保時(shí)捷車(chē)廠在911車(chē)型上首先推出，稱(chēng)為T(mén)iptronic，它可使高性能跑車(chē)不必受限于傳統(tǒng)的自動(dòng)擋束縛，讓駕駛者也

4、能享受手動(dòng)換擋的樂(lè)趣。此型車(chē)在其擋位上設(shè)有“+”、“-”選擇擋位。在D擋時(shí)，可自由變換降擋（-）或加擋（+），如同手動(dòng)擋一樣。 駕駛者可以在入彎前像手動(dòng)擋般地強(qiáng)迫降擋減速，出彎時(shí)可以低中擋加油出彎。 現(xiàn)在的自動(dòng)擋車(chē)的方向盤(pán)上又增加了“+”、“-”換擋按鈕，駕駛者就能手不離開(kāi)方向盤(pán)加減擋。二、手自動(dòng)變速系統(tǒng)模范生BMW SMG II以三擋飛馳的M3速度不斷地攀升著：時(shí)速140，150，155轉(zhuǎn)速表上泛著橘黃的熒光，當(dāng)轉(zhuǎn)速近8000轉(zhuǎn)時(shí)，六缸引擎發(fā)出的巨大聲浪宛如飛機(jī)起飛一般。此時(shí)，紅色的LED警示燈亮起，BMW M公司負(fù)責(zé)SMG系統(tǒng)研發(fā)的約根艾德（Juergen Eder）用一根指頭勾動(dòng)方向盤(pán)上

5、右側(cè)的升擋撥片，一瞬間，輕盈的換擋已經(jīng)完成（換擋動(dòng)作在0.08秒完成），M3繼續(xù)以四擋向前沖刺。“速度之快，令人的動(dòng)作無(wú)法與之匹敵，順暢性與精確度更不在話(huà)下?！卑抡f(shuō)。過(guò)癮吧！SMG II在序列式換擋模式下比自動(dòng)換擋模式下多出一個(gè)駕駛模式。這個(gè)額外的S6模式是為了配合特殊的狀況，它不是為了日常道路駕駛所設(shè)置的。S6代表純跑車(chē)模式，在選擇這項(xiàng)模式之前，必須先把會(huì)抑制這個(gè)程序執(zhí)行的車(chē)輛動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC）關(guān)閉。 S6是加速輔助系統(tǒng)的程序這又是另一項(xiàng)創(chuàng)舉。這的確激發(fā)了M3的所有潛力，駕駛者必須牢牢掌控好“韁繩”。 啟動(dòng)S6模式，將換擋桿往前撥至定位后先不放手，油門(mén)踏至固定位置，電子系統(tǒng)自動(dòng)將引

6、擎轉(zhuǎn)速調(diào)整至起步最適當(dāng)?shù)?500轉(zhuǎn)/分鐘；放開(kāi)擋桿，M3便向前方竄出，引擎轉(zhuǎn)速迅速逼近紅線(xiàn)，換擋警示燈亮起，換擋！微震一下，引爆二擋進(jìn)入另一階段的沖刺，5.2秒便達(dá)到時(shí)速100公里，簡(jiǎn)直令人窒息！這就是區(qū)別！ 舒馬赫會(huì)像以前一樣愛(ài)上這個(gè)加速輔助系統(tǒng)，但這也剛在一級(jí)方程式大賽中得到認(rèn)可，因此，早已搭載SMG II合法上路的M3跑車(chē)可算是走在頂尖賽車(chē)前一步了！CVT無(wú)極變速一、 什么是CVT？ CVT即無(wú)段變速傳動(dòng)，其英文全稱(chēng)Continuouslv VariableTransmission，簡(jiǎn)稱(chēng)CVT。發(fā)明這種變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的是荷蘭人，有其裝置的變速器也稱(chēng)為無(wú)段變速箱或者無(wú)級(jí)變速器。這種變速器和普

7、通自動(dòng)變速器的最大區(qū)別是它省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動(dòng)，而只用了兩組帶輪進(jìn)行變速傳動(dòng)。通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)輪與從動(dòng)輪傳動(dòng)帶的接觸半徑進(jìn)行變速，其設(shè)計(jì)構(gòu)思十分巧妙。由于CVT可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)改變，從而得到傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配，提高整車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，改善駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性，所以它是理想的汽車(chē)傳動(dòng)裝置。無(wú)段變速箱轎車(chē)一樣有自己的檔位，停車(chē)檔P、倒車(chē)檔R、空檔N、前進(jìn)檔D等，只是汽車(chē)前進(jìn)自動(dòng)換檔時(shí)十分平穩(wěn)，沒(méi)有突跳的感覺(jué)。 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上能見(jiàn)到的、采用了CVT技術(shù)的只有奧迪、飛度、派力奧(西耶那、周末風(fēng))、和旗云4款車(chē)型。 二、 CVT的工作原理 CVT的主要結(jié)構(gòu)

8、和工作原理如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。金屬帶由兩束金屬環(huán)和幾百個(gè)金屬片構(gòu)成。主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組都由可動(dòng)盤(pán)和固定盤(pán)組成，與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動(dòng)，另一側(cè)則固定。可動(dòng)盤(pán)與固定盤(pán)都是錐面結(jié)構(gòu)，它們的錐面形成V型槽來(lái)與V型金屬傳動(dòng)帶嚙合。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸輸出的動(dòng)力首先傳遞到CVT的主動(dòng)輪，然后通過(guò)V型傳動(dòng)帶傳遞到從動(dòng)輪，最后經(jīng)減速器、差速器傳遞給車(chē)輪來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。工作時(shí)通過(guò)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的可動(dòng)盤(pán)作軸向移動(dòng)來(lái)改變主動(dòng)輪、從動(dòng)輪錐面與V型傳動(dòng)帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動(dòng)比?？蓜?dòng)盤(pán)的軸向移動(dòng)量是由駕駛者根據(jù)需要通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動(dòng)輪、從動(dòng)輪液壓泵油缸壓力來(lái)實(shí)

9、現(xiàn)的。由于主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的工作半徑可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速。 在金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的液壓系統(tǒng)中，從動(dòng)油缸的作用是控制金屬帶的張緊力，以保證來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力高效、可靠的傳遞。主動(dòng)油缸控制主動(dòng)錐輪的位置沿軸向移動(dòng)，在主動(dòng)輪組金屬帶沿V型槽移動(dòng)，由于金屬帶的長(zhǎng)度不變，在從動(dòng)輪組上金屬帶沿V型槽向相反的方向變化。金屬帶在主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組上的回轉(zhuǎn)半徑發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)速比的連續(xù)變化。 汽車(chē)開(kāi)始起步時(shí)，主動(dòng)輪的工作半徑較小，變速器可以獲得較大的傳動(dòng)比，從而保證驅(qū)動(dòng)橋能夠有足夠的扭矩來(lái)保證汽車(chē)有較高的加速度。隨著車(chē)速的增加，主動(dòng)輪的工作半徑逐漸減小，從動(dòng)輪的工作半徑相應(yīng)增大，CVT的傳動(dòng)比下降，使

10、得汽車(chē)能夠以更高的速度行駛。 三、CVT的技術(shù)特性 1.經(jīng)濟(jì)性 CVT可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，從而獲得傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配，提高整車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。 2.動(dòng)力性 汽車(chē)的后備功率決定了汽車(chē)的爬坡能力和加速能力。汽車(chē)的后備功率愈大，汽車(chē)的動(dòng)力性愈好。由于CVT的無(wú)級(jí)變速特性，能夠獲得后備功率最大的傳動(dòng)比，所以CVT的動(dòng)力性能明顯優(yōu)于機(jī)械變速器(MT)和自動(dòng)變速器(AT)。 3.排放 CVT的速比工作范圍寬，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)以最佳工況工作，從而改善了燃燒過(guò)程，降低了廢氣的排放量。ZF公司將自已生產(chǎn)的CVT裝車(chē)進(jìn)行測(cè)試，其廢氣排放量比安裝4-AT的汽車(chē)減少了大約10%。 4.成本 CVT系

11、統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件數(shù)目比AT(約500個(gè))少(約300個(gè))，一旦汽車(chē)制造商開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)，CVT的成本將會(huì)比AT小。由于采用該系統(tǒng)可以節(jié)約燃油，隨著大規(guī)模生產(chǎn)以及系統(tǒng)、材料的革新，CVT零部件(如傳動(dòng)帶或傳動(dòng)鏈、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和液壓泵)的生產(chǎn)成本，將降低20%-30%。 四、大量使用的有級(jí)自動(dòng)變速器（AT）的優(yōu)缺點(diǎn) 大量使用的液力自動(dòng)變速箱（AT）不用離合器換檔，檔位少變化大，連接平穩(wěn)，因此操作容易，既給開(kāi)車(chē)人帶來(lái)方便，也給坐車(chē)人帶來(lái)舒適。但缺點(diǎn)也多，一是對(duì)速度變化反應(yīng)較慢，沒(méi)有手動(dòng)波靈敏，因此許多玩車(chē)人士喜歡開(kāi)手動(dòng)波車(chē)；二是費(fèi)油不經(jīng)濟(jì)，傳動(dòng)效率低變矩范圍有限，近年引入電子控制技術(shù)改善了這方面

12、的問(wèn)題；三是機(jī)構(gòu)復(fù)雜，修理困難。在液力變扭器內(nèi)高速循環(huán)流動(dòng)的液壓油會(huì)產(chǎn)生高溫，所以要用指定的耐高溫液壓油。另外，如果汽車(chē)因蓄電池缺電不能啟動(dòng)，不能用推車(chē)或拖車(chē)的方法啟動(dòng)。如果拖運(yùn)故障車(chē)，要注意使驅(qū)動(dòng)輪脫離地面，以保護(hù)自動(dòng)波齒輪不受損害。 五、 CVT無(wú)極變速與普通自動(dòng)檔的區(qū)別 普通人經(jīng)常把自動(dòng)檔變速器和無(wú)級(jí)變速器（CVT）兩個(gè)概念混為一談。實(shí)際上這兩種變速器結(jié)構(gòu)及工作原理完全不同。CVT結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)變速器簡(jiǎn)單，體積更小，它既沒(méi)有手動(dòng)變速器的眾多齒輪副，也沒(méi)有自動(dòng)變速器復(fù)雜的行星齒輪組。它主要靠?jī)山M變速輪盤(pán)，就能實(shí)現(xiàn)速比無(wú)級(jí)變化。舊款的CVT多用橡膠皮帶做傳動(dòng)元件，缺點(diǎn)是受力有限，容易打滑，而且傳

13、動(dòng)效率低。因此只能用在馬力較小的摩托車(chē)和微型車(chē)上。很多汽車(chē)公司十幾年來(lái)一直都在致力于解決這一難題。如今，奧迪公司率先在這項(xiàng)技術(shù)上做到了“引領(lǐng)時(shí)代”，它使用的是獨(dú)特的多片式鏈帶傳動(dòng)帶、優(yōu)異的電腦控制液壓系統(tǒng)，從而能傳遞強(qiáng)大的扭矩。CVT最大的特點(diǎn)是省油，CVT摒棄了傳統(tǒng)自動(dòng)變速器浪費(fèi)能源的液力傳動(dòng)裝置，而采用了新技術(shù)來(lái)提高燃料使用率。CVT的燃料使用率將比手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器都高，能夠比傳統(tǒng)的自動(dòng)檔車(chē)省油5到15。 隨著科技的不斷進(jìn)步，CVT技術(shù)的不斷成熟，汽車(chē)變速箱最終會(huì)由CVT替代手動(dòng)變速箱（MT）和有級(jí)自動(dòng)變速箱（AT），無(wú)級(jí)變速汽車(chē)是當(dāng)今汽車(chē)發(fā)展的主要趨勢(shì)。自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器根據(jù)汽車(chē)

14、速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、動(dòng)力負(fù)荷等因素自動(dòng)進(jìn)行升降檔位，不需由駕駛者操作離合器換檔，使用很方便。特別在交通比較擁擠的城區(qū)馬路行駛，自動(dòng)變速器體現(xiàn)出很好的便利性。自動(dòng)變速器比手動(dòng)變速器復(fù)雜得多，有很多方面不相同，但最大的區(qū)別在于控制方面。手動(dòng)變速器由駕駛員操縱檔位，加檔或減檔由人工操作，而自動(dòng)變速器是由機(jī)器自動(dòng)控制檔位，變換檔位是由液壓控制裝置進(jìn)行的。 以一個(gè)典型的自動(dòng)變速器為例，液壓控制裝置根據(jù)節(jié)氣門(mén)（油門(mén)）開(kāi)度和變速器輸出軸上輸送來(lái)的信號(hào)控制升降檔。根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度變化，液壓控制裝置中的調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生與加速踏板踏下量成正比的液壓，該液壓作為節(jié)氣門(mén)開(kāi)度“信號(hào)”加到液壓控制裝置；另外有裝配在輸出軸上的速控液

15、壓閥可產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速（車(chē)速）成正比的液壓，作為車(chē)速“信號(hào)”加到液壓控制裝置。因此，就有節(jié)氣門(mén)開(kāi)度“信號(hào)”和車(chē)速“信號(hào)”，液壓控制裝置根據(jù)這兩個(gè)“信號(hào)”自動(dòng)調(diào)節(jié)變速器油量，從而控制換檔時(shí)機(jī)。 也就是說(shuō)在汽車(chē)駕駛中，駕駛員踏下加速踏板（油門(mén)踏板），控制節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和汽車(chē)的行駛速度（變速器輸出軸轉(zhuǎn)速），就能自動(dòng)控制變速器內(nèi)的液壓控制裝置，液壓控制裝置會(huì)利用液力去控制行星齒輪系統(tǒng)的離合器和制動(dòng)器，以改變行星齒輪的傳動(dòng)狀態(tài)。 自動(dòng)變速器的核心控制裝置是液壓控制裝置，液壓控制裝置由油泵、閥體、離合器、制動(dòng)器以及連接所有這些部件的液體通路所組成。關(guān)鍵部件是閥體，因此它是自動(dòng)變速器的控制中心。閥體的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)

16、和底盤(pán)傳動(dòng)系的負(fù)載狀況（節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和輸出軸轉(zhuǎn)速），對(duì)油泵輸出到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的油壓加以控制，以控制液力變矩器，控制各離合器和制動(dòng)器的結(jié)合與分離實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔。 以上是自動(dòng)變速器的基本控制形式，如果是電子控制自動(dòng)變速器，就要在上述基礎(chǔ)上增加電磁閥，ECU（電控單元）借助電磁閥控制自動(dòng)變速器工作過(guò)程。ECU輸入電路接受傳感器和其它裝置輸入的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾處理和放大，然后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)驅(qū)動(dòng)被控的電磁閥工作。因此，電子控制自動(dòng)變速器就要增加節(jié)氣門(mén)位置傳感器、車(chē)速傳感器、水溫傳感器、液壓溫度傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、檔位開(kāi)關(guān)、剎車(chē)燈開(kāi)關(guān)等數(shù)字信號(hào)匯入ECU，從而使得ECU精確控制電磁閥，使換檔和鎖止時(shí)間準(zhǔn)確，令汽車(chē)運(yùn)行更加平穩(wěn)和節(jié)省燃油