变速箱的功用及组成分类.docx

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变速箱的功用及组成分类

变速器的功用及组成分类

2010年10月12日17:

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T|T

一、变速器的功用:

（1）、改变传动比：

扩大驱动轮的转矩和转速的变化范围,以适应经常变化的行驶条件,如起步、加速、上坡等,使发动机在有利的工况下工作。

（2）、在发动机的旋转方向不变的前提下,使汽车能倒退行驶。

（3）、利用空档,中断动力传递,以使发动机能够启动,怠速,并便于变速器的换档或进行动力输出。

二、变速器的组成：

变速传动机构和操纵机构

变速器由传动机构和变速机构组成，可制成单独变速机构或与传动机构合装在同一壳体内。

传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。

普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和离合器等。

滑移齿轮有多联滑移齿轮和变位滑移齿轮之分。

用三联滑移齿轮变速，轴向尺寸大；用变位滑移齿轮变速，结构紧凑，但传动比变化小。

离合器有啮合式和摩擦式之分。

用啮合式离合器时，变速应在停车或转速差很小时进行，用摩擦式离合器可在运转中任意转速差时进行变速，但承载能力小，且不能保证两轴严格同步。

为克服这一缺点，在啮合式离合器上装以摩擦片，变速时先靠摩擦片把从动轮带到同步转速后再进行接合。

行星齿轮传动变速器可用制动器控制变速。

三、变速器的分类：

（1）、按传动比变化的方式：

有级式、无级式和综合式

①.有级式：

有级式变速器应用最广泛，它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。

a.按所用的齿轮轮系不同:

有轴线固定式（普通齿轮变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。

b.目前，轿车和轻、中型货车的变速器的传动比通常有3~5个前进档和一个倒档。

c.在重型汽车用的是组合式变速器，采用更多档位，一般是由两个变速器组合而成的。

②.无级式：

无级式变速器的传动比在一定的范围内可以按无限多级变化。

a.常见的有电力式和液力式（动液式）两种。

b.电力式的在传动系中也用广泛采用的趋势，其变速传动部件为直流串激电动机。

c.液力式的传动部件是液力式变矩器。

③.综合式：

综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器。

其传动比可以在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化，目前的应用较为广泛。

（2）、按操纵方式分：

强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式

①.强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换档，为大多数汽车所采用。

②.自动操纵式变速器的传动比选择（换档）是自动进行的。

驾驶员只需操纵加速踏板，即可控制车速。

③.半自动操纵式变速器有两种形式

a.一种是常见的几个档位自动操纵，其余的档位则由驾驶员操纵；

b.另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来换档。

（3）、按使用方法分：

手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器、无级变速器（CVT）、双离合器变速箱和EMT、AMT序列变速器等

1、MT—手动变速器

手动变速器

手动车型到目前为止还是车市中最主流的车型。

目前手动变速器的技术已经非常的成熟，它是通过齿轮的啮合来传动发动机的动力。

因其传动效率高，结构简单，维修保养成本低，所以备受青睐。

MT如果操作熟练的话燃油经济性也比一般的自动挡车型要好，同时能够充分享受驾驶的乐趣。

但不太适合在城市里交通拥堵情况下使用，而且如果无法掌握好换档时机，油离配合不好的话，燃油经济性也无法保证。

特点：

又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“挡把”）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。

轿车手动变速器大多为四档或五档有级式齿轮传动变速器，并且通常用同步器，换挡方便，噪音小。

手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。

手动变速器是与自动变速器相对而言的，其实在自动变速器出现之前所有的汽车都是采用手动变速器。

手动变速器是利用大小不同的齿轮配合而达到变速的。

优点：

维修保养成本低，能够带来驾驶乐趣。

一般来说，手动变速器的传动效率要比自动变速器的高，因此驾驶者如果技术好的话，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。

缺点：

操作复杂，而且恶劣的交通状况下驾驶起来比较累人。

2、AT—液力自动变速器

自动变速器

自动变速器是通过液力变矩器以及行星齿轮来传动发动机的动力，传动效率低，经济性较差。

同时行星齿轮结构复杂维修成本较高。

相对于手动变速器来说自动变速器能让开车变得简单方便，易于新手上路。

目前手自一体车型大为兴起，传统的自动变速器已经被越来越多的车型抛弃，渐有被取代之势。

特点：

自动变速器，利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。

而驾驶者只需要操纵加速踏板控制车速即可。

一般来讲，汽车上常用的自动变速器有以下几种类型：

液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无极式自动变速器。

液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成，主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。

它能够根据油门的开度和车速的变化，自动的进行换挡。

优点：

操作简单，使用方便。

自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代轿车配置的一种发展方向。

装有自动变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。

缺点：

传动效率低，经济性不好;结构复杂，维修成本高。

3、手自一体变速器

手自一体变速器

手自一体变速器其实就是在手动变速器的基础上增加了自动变速操纵系统而组成，因此操作起来更加灵活，档位越多操控也就越精确，燃油经济性也更好。

不过手自一体变速器同样存在成本的问题，该类车型售价往往较高，日后的维护保养费用也比一般车型要多。

特点：

手自一体变速器由德国保时捷车厂在911车型上首先推出，称为Tiptronic。

它可使高性能跑车不必受限于传统自动变速器的束缚，让驾驶者也能享受手动换挡的乐趣。

配有手自一体变速器的车型在其档位上设有“+”、“-”选择档位。

在D档时，可自由变换降档（-）和加档（+），如同手动挡一样。

驾驶者可以结合路况及驾驶需要随时加减档，使驾驶感受得以提升。

优点：

操作简单，使用方便，燃油经济性好。

“手自一体”是将汽车的手动换挡和自动换挡结合在一起的变速方式，手动档因为可以自由调节档位及转速，因此对驾驶者而言相对富有驾驶乐趣。

目前，技术先进的手自一体变速器越来越多的装备到国产车中。

其中最具代表性的为：

标致307的Tiptronic、奥迪的Multitronic、福特蒙迪欧的Durashift5等。

缺点：

价格较高，后续维修保养费用较高。

4、CVT—无级自动变速器ContinuouslyVariableTransmission

无极变速器

CVT采用传送带和工作直径可变的主、从动轮相互配合来传递发动机的动力，代表的自动变速器的发展方向。

它突出的特点就是没有传统自动变速器换挡时会出现的顿挫感，加速连续性更好，燃油经济性也更高。

目前它还有许多不完善的地方，所以目前市场上搭配CVT变速器的车型不多（如天籁，轩逸等），看来是有点曲高和寡的意思。

特点：

无级变速器系统是由两组变速轮盘和一条传动带组成的，要比传动自动变速器结构简单，体积更小。

另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变速平稳，没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。

优点：

驾驶平顺性、加速性、经济性以及排放都较好。

CVT最大优点就是无级控制输出的速比，在行驶中达到行云流水的感觉，没有换档的感觉，加速也会比自动变速器快。

由于行驶中减少了转速的不必要波动，对省油也大有好处。

缺点：

技术还不完善;价格较高，维修成本较高。

5、DSG—双离合自动变速器

双离合变速器

DSG双离合变速器是近年来最受关注的一项技术，它的系统主要由两组离合器片集合而成的双离合器装置，一个由实心轴及其外套筒组合而成的双传动轴机构，以及控制单数和双数档位的两组齿轮。

在整个换档过程中，当一组齿轮在输出动力时，另一组齿轮已经出于啮合状态，DSG总是保持有一组齿轮在输出动力，不会出现动力传递的间断，也就保证了加速的连续性和换挡过程中不会出现顿挫感。

这款变速器集合了手动挡的操控性和经济性以及自动挡的便利性，可以说是目前国内最为先进的变速器。

特点：

全球第一款DSG双离合变速器是由大众汽车推出。

DSG通过与变速箱控制模块相连的电池阀来调节控制双离合器的结合压力。

发动机动力通过曲轴和一个双质量飞轮传递到双离合器。

离合器1负责控制奇数档位，离合器2负责控制偶数档位和倒档。

相当于将两套变速系统合二为一。

DSG变速箱系统所包含的智能电子液压换档控制系统、双离合器、双动力输入轴和三个驱动轴共同完成复杂的换档操作。

操控系统指挥换档齿轮在比当前运动档位高一级的档位上“待命”，随时进入工作状态，以实现快速换档，使得整个换档过程仅仅在百分之几秒内即顺利完成。

优点：

加速连续性非常好，没有换挡的顿挫感。

DSG双离合变速器以快速换档保证了精准的动力传输，使驾驶既有运动特性又具备便捷舒适性，更重要的是油耗更低，各方面的性能都超过了传统自动变速箱。

缺点：

刚刚进入国内市场，使用中的效果有待检验。

一、自动变速器的基本组成

自动变速器的厂牌型号很多，外部形状和内部结构也有所不同，但它们的组成基本相同，都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。

常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等，按照这些部件的功能，可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。

1、液力变矩器

液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上，其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。

它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递自动变速器的输入轴，并能根据汽车行驶阻力的变化，在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。

2、变速齿轮机构

自动变速器中的变速齿轮机构所采用的型式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。

采用普通齿轮式的变速器，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车型采用。

目前绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器采用的是行星齿轮式。

变速齿轮机构主要包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。

行星齿轮机构，是自动变速器的重要组成部分之一，主要由于太阳轮（也称中心轮）、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。

行星齿轮机构是实现变速的机构，速比的改变是通过以不同的元件作主动件和限制不同元件的运动而实现的。

在速比改变的过程中，整个行星齿轮组还存在运动，动力传递没有中断，因而实现了动力换挡。

换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动，改变动力传递的方向和速比，主要由多片式离合器、制动器和单向超越离合器等组成。

离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主动件。

制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住，使之不动。

单向超越离合器也是行星齿轮变速器的换挡元件之一，其作用和多片式离合器及制动器基本相同，也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。

3、供油系统

自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。

油泵是自动变速器最重要的总成之一，它通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。

在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。

油压的调节由调压阀来实现。

4、自动换挡控制系统

自动换挡控制系统能根据发动机的负荷（节气门开度）和汽车的行驶速度，按照设定的换挡规律，自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油路，使离合器结合或分开、制动器制动或释放，以改变齿轮变速器的传动化，从而实现自动换挡。

自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压（电子）控制两种。

液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的，阀门和油路设置在一个板块内，称为阀体总成。

不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同，有的装置于上部，有的装置于侧面，纵置的自动变速器一般装置于下部。

在液压控制系统中，增设控制某些液压油路的电磁阀，就成了电器控制的换挡控制系统，若这些电磁阀是由电子计算机控制的，则成为电子控制的换挡系统。

5、换挡操纵机构

自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门阀的操纵机构等。

驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置，控制系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素，利用液压自动控制原理或电子自动控制原理，按照一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执行机构的工作，实现自动换挡。

二、自动变速器的工作过程

自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作，自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位的变换。

传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化，自动变速挡位。

其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转换成控制油压，并将该油压加到换挡阀的两端，以控制换挡阀的位置，从而改变换挡执行元件（离合器和制动器）的油路。

这样，工作液压油进入相应的执行元件，使离合器结合或分离，制动器制动或松开，控制行星齿轮变速器的升挡或降挡，从而实现自动变速。

电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系统而形成的。

它通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态，接受驾驶员的指令，并将所获得的信息转换成电信号输入到电?

液压控制装置的换挡阀，使其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路，从而控制换挡时刻和挡位的变换，以实现自动变速。

变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。

变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。

机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。

简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。

如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。

1、按传动比的变化方式划分，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。

变速器操作装置及动力传动

（a）有级式变速器：

有几个可选择的固定传动比，采用齿轮传动。

又可分为：

齿轮轴线固定的普通齿轮变速器和部分齿轮（行星齿轮）轴线旋转的行星齿轮变速器两种。

（b）无级式变速器:

传动比可在一定范围内连续变化,常见的有液力式,机械式和电力式等。

（c）综合式变速器：

由有级式变速器和无级式变速器共同组成的，其传动比可以在最大值与最小值之间几个分段的范围内作无级变化。

2、按操纵方式划分，变速器可以分为强制操纵式，自动操纵式和半自动操纵式三种。

（a）强制操纵式变速器：

靠驾驶员直接操纵变速杆换档。

（b）自动操纵式变速器：

传动比的选择和换档是自动进行的。

驾驶员只需操纵加速踏板，变速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制执行元件，实现档位的变换。

（c）半自动操纵式变速器：

可分为两类，一类是部分档位自动换档，部分档位手动（强制）换档；另一类是预先用按钮选定档位，在采下离合器踏板或松开加速踏板时，由执行机构自行换档。