变速器概述

变速器

为什么会有变速器

复杂的使用条件要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。然而内燃机特性难以满足要求。

行驶阻力

• 滚动阻力
• 空气阻力
• 坡道阻力
• 加速阻力

只要开车就会有滚动阻力和空气阻力，其大小和车速正相关。

坡道阻力和加速阻力与车速无关，上坡和加速时阻碍汽车前进；下坡和减速时成为汽车前进的推力

行驶阻力与发动机特性的矛盾

• 道路是复杂的，阻力是多变的
• 如果不设置传动系，发动机的特性将无法适应行驶阻力的变化，两者之间的矛盾将不可调和，汽车难以实现正常行驶

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变速器的功用

• 改变转矩、转速
• 中断动力传递
• 使汽车获得倒退行驶能力
• 具有动力输出功能

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变速器分类——操纵方式

• 手动操纵式

传动比的选择是利用驾驶员手操纵变速杆换档来实现的

• 自动操纵式

传动比的选择是自动进行的。即档位的变化是由控制驱动执行无件自动实现的，驾驶员只需操纵和加速踏板即可控制车速

变速器分类——传动比变化方式

• 有级式

具有若干定值转动比。按所用轮系形式不同，有轴线圈固定式和轴线旋转式。

• 无级式

传动比在一定范围内可按无级变化

• 综合式

由液力变矩器和有机变速器组成的液力机械变速器，其传动比可在最大值和最小值之间的几个间断范围做无级变化

变速器分类——传动齿轮轴数量

• 两轴式

动力传递主要依靠两根相互平行的轴（输入轴和输出轴）完成。此外还有一根比较短的倒档轴以帮助汽车实现倒退行驶

• 三轴式

动力传递主要依靠输入轴、中间轴和输出轴，输入轴和输出轴在同一轴线上，并且与中间轴平行。此外还有一根倒档轴

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变速器——工作过程

以捷达02KA两轴式变速器为例

空档情况下，当输入轴13旋转，固定在轴上的齿轮以及长啮合齿轮一起转动。由于各挡齿轮中总有一个是空套在轴上，所以输出轴23不能被驱动。

如果想挂上一挡，则操纵变速杆，通过操纵机构使波差推动结合套右移，使其内花键的右半部分穿过一档同步器锁环的花键尺圈与输出轴一档齿轮18的结合尺圈结合，而其左半部份仍然与花键毂相结合。这样动力可从输入轴经过齿轮传递给输出轴，完成了动力的输出。

同步器换档方式

目前应用的多为惯性式同步器

惯性式同步器

利用摩擦作用实现同步，有锁环式和锁销式。

包括结合同步锁止装置、保证结合套与待结合花键尺圈迅速达到并保持一致。以及尚未达成同步时，阻止两者的结合，防止换档的冲击。

锁环式惯性式同步器换档过程

由滑块定位，锁环摩擦进入，接合套与待啮合齿轮套合而实现换挡。

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换档

• 选挡（驾驶员决定）
• 摘档（分离离合器）
• 换档（逐步接合离合器）

自动变速器

即自动操纵式变速器，它可根据汽车行驶状态和外部环境的变化自动变换传动比，以使汽车获得良好的动力性和经济性，并且有效地减少发动机排放污染以及显著提高行驶安全性，乘坐舒适性和操纵轻便性。

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自动变速器——典型形式

• AT(液力自动变速箱)
• CVT（机械无级自动变速箱）
• AMT（电控机械自动变速箱）
• DCT（双离合自动变速箱）

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AT(液力自动变速箱)

通过液力变矩器和行星齿轮组合的方式来实现自动变速变矩

基本组成

• 液力变矩器

类似离合器，并有一定的减速增矩

• 行星齿轮机构

定速机构

• 换档执行机构

改变动力传递的方向和速比

• 换档控制机构

液控单元或电控单元

• 换档操纵机构

各种控制阀类

CVT（机械无级自动变速箱）

变速比不是间断的点，而是一系列连续的值。

从而实现良好的经济性、动力性和驾驶平顺性。而且降低排放和成本。它能协调汽车外部的行驶条件和发动机的负载情况，可以充分发挥发动机的潜力，提高整车的燃油经济性。

AMT（电控机械自动变速箱）

在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的，既具有液力自动变速器的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处

DCT（双离合自动变速箱）

把变速器按奇数挡，偶数挡分别布置在两个离合器所连接的两个输入轴上。通过离合器的交替切换，完成变速器的自动换档过程，实现了不中断动力的换档。DT既综合了AT AMT的优点传动效率高，结构简单。不仅保证了汽车的动力性和经济性，而且也改善了汽车行驶时的舒适性。