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汽车变速箱有哪几种?都是如何工作的?

作者:凯博国际 发布于:2021-01-29 06:40 点击量:

  变速箱作为汽车三大件最重要的组成部分之一,承担着车辆变速、变矩、倒车等重要作用。根据不同车型的性能和需求,市面上的汽车也都搭载着不同种类的变速箱。那么,在乘用车领域,变速箱种类都有哪几种?都是如何工作的?有分别有什么优缺点呢?

  第一种就是手动变速箱,这也是汽车最原始的变速箱种类,较为常见的有5挡和6挡手动变速箱。顾名思义,手动变速箱需要通过手动操作才能实现换挡,从原理上来看,手动变速箱主要是由齿轮和轴组成,通过不同的齿轮组合产生变速变矩。驾驶者需要通过踩踏离合器,并拨动挡杆来改变齿轮间的啮合位置,改变传动比,以此来达到变速的目的。手动变速箱的在于富有驾驶乐趣,并且若驾驶熟练,在加速和超车时都要比自动变速箱的车辆更快。此外,燃油经济性更好,维修便宜也是其显著的优势。不过操作繁琐,在拥堵路段频繁切换挡位也会消耗驾驶者更多的体力。

  机械式自动变速箱是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的机电液一体化自动变速器,其既可以实现AT变速箱自动切换挡位,又保留了MT手动变挡的方式。不过,兼顾自动和手动的AMT变速箱结构也更为复杂,后期维修较为困难,同时,换挡顿挫,舒适性不佳也是其不可避免的缺点。

  AT变速箱是目前最为成熟的自动变速箱,换挡平顺是其最大的优势之一。自20世纪40年代问世之后,经过了80年的不断升级换代,从4AT到如今的10AT,更多的挡位数也使得每个挡位之间的传动比差距可以做得非常小,换挡更为平顺。从结构上来看,AT变速箱是采用行星齿轮结构,通过改变太阳轮、行星轮以及齿圈之间相互的运动关系可实现不同传动齿比的切换,从而实现变速的效果。除了换挡平顺,耐用性好也是AT变速箱的一大优势,这得益于AT变速箱与发动机的连接部件采用了液力变矩器,这是一种非刚性连接,通过变速箱油来实现齿轮转动,因而比刚性连接的变速器有着更长的使用寿命。当然,AT变速箱也存在不可避免的缺点,由于内部采用的是非刚性连接,所以在传动过程中会有一部分动力损失,并且油耗也会比其他变速箱更高。

  双离合自动变速箱是目前使用最为广泛的变速箱之一,大部分称之为DCT,大众公司称之为DSG,保时捷称之为PDK,其实原理都相同。顾名思义,双离合自动变速箱拥有两套离合器,通过双离合控制模块实现各挡位不同齿比的齿轮箱切换或接合动力,再由机电控制模块协调各执行机构。对于双离合变速箱来说,优点和缺点都非常明显,最大的优点就是换挡速度非常快,并且燃油经济性好。双离合的两套离合器分别对应两根输出轴,其中一根轴控制奇数挡,另一根轴则控制偶数挡,也就是说,在车辆以1挡行驶时,负责2挡传动的齿轮在控制机构的作用下就已准备就绪,随时准备切换至2挡,因而传动效率非常高,从而提高了燃油经济性。但缺点也同样明显,双离合变速箱属于刚性连接结构,是通过离合器压盘的摩擦传动,因而耐用性不佳,低速存在换挡顿挫的问题。

  CVT无级变速箱在目前的很多小型车辆,尤其以日系为主的车型上较为常见,在换挡平顺性方面,CVT无级变速箱是表现最好的。确切来说,CVT变速箱没有明确各个挡位,换挡过程是在最大变速比范围进行线性递增或递减,从而使发动机保持在合理转速上,输出功率和扭矩也保持恒定。从结构上看,CVT变速箱主要由带轮、钢带以及相关控制机构和润滑机构组成,其中,带轮又分为主动带轮和从动带轮,过油压控制主动轮与从动轮的夹紧与放松,来改变带轮锥面与传动带啮合点的工作直径,从而改变传动比,实现无级变速。但CVT无级变速箱的最大缺陷在于其承受的最大扭矩有限,目前只能较多地搭载在小排量车型上。

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