本文轉自:汽修寶典
火車跑得快,全靠車頭帶。汽車想要追,怎能無變速!變速器的介入不僅實現了空擋和倒車行駛的功能,還能改變傳動比,並實現以不同的速度行駛。
那麼問題來了,變速器有多少種你可知道?它們簡稱分別是什麼?每一種的工作原理你可知曉?各自的結構組成你又瞭解幾分?
面對這一個個問題,大家莫慌。往下看,相信你定會找到滿意的答案。
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現階段市面上出現的變速器有MT(手動變速器)、PSAT(平行軸式自動變速器)、AT(液力自動變速器)、CVT(無級自動變速器)、DSG(雙離合自動變速器)。
一、MT
手動變速器通過與離合器的配合,操縱檔杆帶動撥叉改變變速器內的齒輪齧合位置,從而改變傳動比,達到變速的目的。其檔位的切換完全靠人來操控,沒有電子元件的干涉,是最直接的人機交互。
優點:
1、加速、超車時響應較快(技術好的駕駛者)
2、傳動效率高
3、結構簡單,易維修
缺點:
1、操作相對複雜(需離合器與檔杆的完美配合)
2、對駕駛技術要求較高(操作不當,易拖檔、熄火)
PS:拖檔指的是檔位與轉速不匹配(低檔高速或高檔低速)
工作原理
通過操作換檔桿,使換檔軸及換檔撥叉做出相應動作。換檔撥叉的運動,將同步器和對應檔位的齒輪相齧合,從而實現對應檔位的動力輸出。
換檔動作及動力傳遞見下圖
結構組成
手動變速器主要由操縱機構、傳動機構、換擋裝置、變速器殼體和蓋組成。
操縱機構
為保證變速器能夠準確地掛入選定的檔位,並可靠地在所選檔位上工作,設置了自鎖裝置(防止自動脫檔並保證齒輪以全齒寬齧合)、互鎖裝置(防止同時掛入兩個檔位)及倒檔鎖裝置(防止誤掛倒檔)。
傳動機構
主要由齒輪、輸入軸、輸出軸、中間軸等組成。通過傳動機構可實現不動檔位的動力傳遞及輸出。
換擋裝置
常見的有直接滑動齒輪式、結合套式、同步器式3種。其中同步器式應用廣泛。
其作用是使接合套與待齧合的齒圈迅速同步,以縮短換檔時間,並防止待齧合齒圈達到同步之前產生齒輪衝擊現象。
二、PSAT
平行軸式自動變速器在變速器界算得上是較為獨特的一款。它是本田的一項核心技術,其結構形式可看做是在手動變速器的基礎上改進而來。即在原同步器結合套的位置裝上了多片離合器;液壓換擋機構取代了手動換擋撥叉;液力變矩器取代了離合器。
優點:
1.換檔平順
2.傳動效率高
3.製造成本低
4.壽命高
缺點:
1.檔位數目的增加受限
2.變速器體積整體過大
工作原理
發動機產生的扭矩經液力變矩器輸入,變速器電子控制系統和液壓控制系統根據換檔桿位置變化及發動機負荷等信號發送對應的指令給機械傳動機構,最終由換檔執行機構通過高壓液壓油推動相應檔位的離合器結合,將該檔位齒輪和傳動軸剛性連接,實現動力的輸出。
平行軸式自動變速器的各檔齒輪並沒有固定在驅動軸上,而是和控制該檔位的離合器的從動部分連接在一起,離合器的主動輪則剛性連接在傳動軸上。
在離合器不工作時,各檔位的主、從動齒輪間雖齧合,但不進行動力傳遞。
結構組成
平行軸式自動變速器主要由電子控制系統、液壓控制系統、機械傳動機構三大部分組成。
電子控制系統
該系統通過傳感器檢測車輛運行參數的信號,經電腦處理計算後,向執行器發出指令,實現對變速器的各項控制。
液壓控制系統
該系統主要由主閥體、調節閥體、伺服閥體及輔助閥體組成。
機械傳動機構
該部分主要由平行軸(輸入軸、輸出軸、中間軸)、各檔齒輪、溼式多片離合器及液力變矩器組成。
三、AT
相對MT而言,AT操作便捷,在行駛途中一般不用進行更換檔位操作。AT則是通過液力變矩器和齒輪傳動系統配合實現自動換檔。
優點:
1.傳遞扭矩範圍廣
2.行駛平順性好
3.操作簡單,換擋方便
4.技術成熟,應用廣泛
缺點:
1.傳動效率低
2.結構複雜,製造成本較高
工作原理
AT實現動力傳遞的關鍵在於液力變矩器。但因液力變矩器的變矩範圍不夠大,故串聯行星齒輪組以提高效率。通過對其三大元件分別進行固定,便會得到不同的傳動比。見下圖:
結構組成
AT主要由液力變矩器、行星齒輪傳動機構、換檔執行元件、液壓控制裝置、電子控制裝置、殼體等組成。
液力變矩器
安裝在發動機和變速器的中間,以液壓油(ATF)為工作介質,起傳遞轉矩、變矩、變速及離合的作用。
行星齒輪齒輪傳動機構
一般有2到3組行星排,每組行星排由一個太陽輪、一個齒圈、一個行星架和支承在行星架上的幾個行星齒輪組成。
換擋執行元件
主要有三類:離合器、制動器、單向離合器。
液壓控制裝置
該裝置將節氣門開度、車速、換檔控制手柄的位置等信號轉變成液壓信號。利用液壓傳動原理使其工作,產生不同檔位。
電子控制裝置
通過把車速信號和節氣門開度信號轉變成電信號作為換檔控制的基本信號,經過電腦的分析、計算後,向電磁閥發出指令,驅動電磁閥工作,實現換檔、鎖止、冷卻等控制。
殼體
一般採用鋁合金材料鑄造而成。
四、CVT
CVT可實現傳動比的連續變化,使車速變化更加平穩,彌補了AT換擋時的頓挫感之外,還提高了駕駛舒適性。
優點:
1.結構簡單,製造成本相對較低
2.低油耗,經濟性高
3.後備功率高,動力性能好
4.換檔平順,駕駛舒適
缺點:
1.受結構限制,只適用於小排量車型
2.起步加速體驗感相對較差
工作原理
當變速器控制單元(TCM)接收到車速、負荷等信號時,進過計算分析發出指令。此時初級帶輪可移動側建立油壓向下運動,帶輪槽寬變窄,初級帶輪直徑增大,即大輪帶小輪運動處於升檔狀態。反之,當初級帶輪槽寬變寬,直徑變小,即小輪帶大輪運動處於降檔狀態。
結構組成
CVT主要由液力變矩器、行星齒輪機構、鋼帶和帶輪等組成。
液力變矩器
在保證平滑的變速的同時減少了驅動力的損失。
行星齒輪機構
在液力變矩器與初級帶輪間,當動力經輸入軸輸入時,通過油壓控制離合器來實現前進和後退的轉換。
鋼帶和帶輪
該部分為CVT的核心部件。速比的無級變化、動力的輸入輸出都要依賴它。
五、DSG
DSG和AT相比,取消了液力變矩器。而是採用兩套離合器進行換檔操作,不僅擁有了MT的靈活性和AT的舒適性,還能提供動力的無間斷輸出。
優點:
1.換檔時無動力中斷,舒適性好
2.換檔過程平滑且響應時間快
3.加速性能優越
4.燃油經濟性較好
缺點:
1.與小排量發動機配合時,會出現低速扭矩不足的現象
2.受溫度影響,功能受限較頻繁
工作原理
DSG有兩套離合系統,一套控制奇數檔的換檔,一套控制偶數檔及倒檔的換檔。根據駕駛員的操作,離合器做出相應動作。當車輛在奇數檔行駛時,可預先掛好偶數檔,兩個離合器交替進入結合狀態以實現各檔位間快速平穩的變換。
結構組成
DSG主要由離合器、液壓控制系統、換檔機構等組成。
離合器
DSG的獨特之處在於它的離合器。根據離合器工作環境的不同,又分為乾式和溼式。
液壓控制系統
液壓控制系統內各種液壓閥及電磁閥均集成在液壓閥體(閥板)中,液壓閥體和電控單元為一體俗稱滑閥箱。滑閥箱為液壓控制系統的核心部件。
換檔機構
車輛換檔的實現是由換檔執行機構來完成的。變速器的4個換檔軸由液壓控制單元控制,通過對4個電磁閥發送指令,實現換檔撥叉的動作,從而完成換檔操作。
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