手動(dòng)變速器、自動(dòng)變速器、無級變速器原理

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1、手動(dòng)變速器、自動(dòng)變速器、無級變速器 ◆ 手動(dòng)變速器（MT） MT是英文Manual Transmission的縮寫。手動(dòng)變速器，也稱手動(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)變速器的汽車在加速、超車時(shí)比自動(dòng)變速車快，也省油。 ◆ 自動(dòng)變速器（AT） AT是英文Automatic Trnsmission的縮寫。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)油門踏板程度和車速變化，自動(dòng)地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。 一般來講，汽車上常用的自動(dòng)變速

2、器有以下幾種類型：液力自動(dòng)變速器、液壓傳動(dòng)自動(dòng)變速器、 電力傳動(dòng)自動(dòng)變速器、有級式機(jī)械自動(dòng)變速器和無級式機(jī)械自動(dòng)變速器等。其中，最常見的是液力自動(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)油門的開度和車速的變化，自動(dòng)地進(jìn)行換擋。 ◆ 無級變速器 CVT是英文Continuous Variable Transmission的縮寫，意為無極變速傳動(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)工況的匹配問題，以提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性 自動(dòng)變速器與無級變速器的原理不太一樣，自動(dòng)變速器是行星齒輪來變速

3、的，而無級變速器是鏈帶和錐形輪的距離來變速的。 目前來看無級的技術(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。 無極變速在一定程度上要比自動(dòng)變速的車開起來更流暢沒有從前那種變速器的換檔感覺。 無極變速車要比自動(dòng)變速車節(jié)油。 無極變速在動(dòng)力上可能很難滿足狂野的男人，因其無法體驗(yàn)到快速加速的快感。 無極變速是新技術(shù)，在我國已有若干車以配備了此技術(shù)如奧迪，本田飛度(CVT)，菲亞特(Speedgear變速器)等。按理說無極變速是經(jīng)濟(jì)轎車一種不錯(cuò)的選擇是將來汽車變速器的發(fā)展方向。 ◆ 手動(dòng)/自動(dòng)變速器 手動(dòng)/自動(dòng)變速器由德國保時(shí)捷車

4、廠在911車型上首先推出，稱為Tiptronic，它可使高性能跑車不必受限于傳統(tǒng)的自動(dòng)擋束縛，讓駕駛者也能享受手動(dòng)換擋的樂趣。此型車在其擋位上設(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)擋車的方向盤上又增加了“+”、“-”換擋按鈕，駕駛者就能手不離開方向盤加減擋。 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

5、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)方向盤上右側(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)作無法與之匹敵，順暢性與精確度更不在話下?！卑抡f。 過癮吧！ 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

6、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，油門踏至固定位置，電子系統(tǒng)自動(dòng)將引擎轉(zhuǎn)速調(diào)整至起步最適當(dāng)?shù)?500轉(zhuǎn)/分鐘；放開擋桿，M3便向前方竄出，引擎轉(zhuǎn)速迅速逼近紅線，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，簡直令人窒息！ 這就是區(qū)別！ 舒馬赫會(huì)像以前一樣愛上這個(gè)加速輔助系統(tǒng)，但這也剛在一級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跑車可算是走在頂尖賽車前一步了！ CVT無極變速 一、 什么是CVT？ CVT即無段變

7、速傳動(dòng)，其英文全稱Continuouslv VariableTransmission，簡稱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為無段變速箱或者無級變速器。這種變速器和普通自動(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傳動(dòng)裝置。無段變速箱轎車一樣有自己的檔位，停車檔P、倒車檔R、空檔N、前進(jìn)檔D等，

8、只是汽車前進(jìn)自動(dòng)換檔時(shí)十分平穩(wěn)，沒有突跳的感覺。 目前國內(nèi)市場上能見到的、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款車型。 二、 CVT的工作原理 CVT的主要結(jié)構(gòu)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)盤和固定盤組成，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)盤與固定盤都是錐面結(jié)構(gòu)，它們的錐面形成V型槽來與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V型傳動(dòng)帶傳遞到從動(dòng)輪，最后經(jīng)減速器、差速器

9、傳遞給車輪來驅(qū)動(dòng)汽車。工作時(shí)通過主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的可動(dòng)盤作軸向移動(dòng)來改變主動(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)盤的軸向移動(dòng)量是由駕駛者根據(jù)需要通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動(dòng)輪、從動(dòng)輪液壓泵油缸壓力來實(shí)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)了無級變速。 在金屬帶式無級變速器的液壓系統(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

10、連續(xù)變化。 汽車開始起步時(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保證汽車有較高的加速度。隨著車速的增加，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，使得汽車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)無級變速，從而獲得傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。 2.動(dòng)力性 汽車的后備功率決定了汽車的爬坡能力和加速能力。汽車的后備功率愈大，汽車的動(dòng)力性愈好。由于CVT的無級變速特性，能夠獲得后備功率最大的傳動(dòng)比，所以CVT的動(dòng)力性

11、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，從而改善了燃燒過程，降低了廢氣的排放量。ZF公司將自已生產(chǎn)的CVT裝車進(jìn)行測試，其廢氣排放量比安裝4-AT的汽車減少了大約10%。 4.成本 CVT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，零部件數(shù)目比AT(約500個(gè))少(約300個(gè))，一旦汽車制造商開始大規(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、大量使用的有級自動(dòng)變速器（A

12、T）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，既給開車人帶來方便，也給坐車人帶來舒適。但缺點(diǎn)也多，一是對速度變化反應(yīng)較慢，沒有手動(dòng)波靈敏，因此許多玩車人士喜歡開手動(dòng)波車；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)改善了這方面的問題；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，如果汽車因蓄電池缺電不能啟動(dòng)，不能用推車或拖車的方法啟動(dòng)。如果拖運(yùn)故障車，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無極變速與普通自動(dòng)檔的區(qū)別 普

13、通人經(jīng)常把自動(dòng)檔變速器和無級變速器（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)變速器簡單，體積更小，它既沒有手動(dòng)變速器的眾多齒輪副，也沒有自動(dòng)變速器復(fù)雜的行星齒輪組。它主要靠兩組變速輪盤，就能實(shí)現(xiàn)速比無級變化。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，而且傳動(dòng)效率低。因此只能用在馬力較小的摩托車和微型車上。很多汽車公司十幾年來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

14、費(fèi)能源的液力傳動(dòng)裝置，而采用了新技術(shù)來提高燃料使用率。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，汽車變速箱最終會(huì)由CVT替代手動(dòng)變速箱（MT）和有級自動(dòng)變速箱（AT），無級變速汽車是當(dāng)今汽車發(fā)展的主要趨勢。 自動(dòng)變速器 自動(dòng)變速器根據(jù)汽車速度、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

15、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（油門）開度和變速器輸出軸上輸送來的信號控制升降檔。根據(jù)節(jié)氣門開度變化，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)氣門開度“信號”加到液壓控制裝置；另外有裝配在輸出軸上的速控液壓閥可產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速（車速）成正比的液壓，作為車速“信號”加到液壓控制裝置。因此，就有節(jié)氣門開度“信號”和車速“信號”，液壓控制裝置根據(jù)這兩個(gè)“信號”自動(dòng)調(diào)節(jié)變速器油量，從而控制換檔時(shí)機(jī)。 也就是說在汽車駕駛中，駕駛員踏下加速踏板（油門踏板

16、），控制節(jié)氣門開度和汽車的行駛速度（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)和底盤傳動(dòng)系的負(fù)載狀況（節(jié)氣門開度和輸出軸轉(zhuǎn)速），對油泵輸出到各執(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)變速器工作過程。ECU輸入電路接受傳感器和其它裝置輸入的信號，對信號進(jìn)行過濾處理和放大，然后轉(zhuǎn)換成電信號驅(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)氣門位置傳感器、車速傳感器、水溫傳感器、液壓溫度傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、檔位開關(guān)、剎車燈開關(guān)等數(shù)字信號匯入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，令汽車運(yùn)行更加平穩(wěn)和節(jié)省燃油