汽车 变速箱简介

1、汽车变速箱简介主要讲述以下几点内容：一、变速箱的主要功能二、变速器的分类三、各变速箱特点、组成、工作原理等四、根据各种变速器特性，针对纯电动大巴车小型乘用车，推荐变速器一 变速器的产生原因及主要功能 一般来说，汽车的发动机是通过燃烧燃油来获取动力的，而发动机在怠速和最高转速之间时才能输出动力。而在整个转速范围内，发动机输出的扭矩和功率并不能保持一致，其相应的最大值只能在规定的转速出现。从车辆对驱动力的需求上看，单纯依靠发动机产生的扭矩不能满足汽车行驶中的各个阶段对驱动力的需求。比如在起步阶段，需要较大的扭矩和较低的转速，但是发动机在较低的转速下却无法提供足够的扭矩输出，在高速巡航时，需要较高的

2、转速却对扭矩要求较低，而此时发动机保持高转速运转无疑会造成燃油的无谓消耗。由于现代发动机的这种不完美的特性，变速箱便应运而生。变速器在不同的工况下使用不同的速比，从而使得车辆和发动机在各种工况下都可以发挥其最佳的动力性能。 变速箱主要功能： 1 改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速变化的范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在较高效率的工况下工作。 2 在发动机旋转方向不变的情况下，使汽车能倒退行驶。（混合动力和纯电动也可以是电机输出轴旋转方向不变） 3 利用空挡，中断动力传递，使发动机能够启动怠速，便于换挡或者动力输出。二 变速器的分类 手动变速器 自动变速器普通自动变速器（有级）CVT无

3、级自动变速器双离合自动变速器三 各变速箱的组成、特点及工作原理3-1 手动变速器3-1-1 手动变速器的组成：手动变速箱主要由齿轮、轴、同步器、离合器组成手动变速箱原理 一般的手动变速箱的基本结构包括了动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮，这就是一个手动变速箱最基本的组件。动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮组合则产生了不同的齿比，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。 输入轴的动力通过齿轮间的传递，由输出轴传递给车轮，这就是一台手动变速箱的基本工作原理。简易的3轴2档变速箱的结构模型 输入轴（绿色）也叫第

4、一轴，通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个硬连接的部件。红色齿轮轴叫做中间轴。输入轴和中间轴的两个齿轮是处于常啮合状态的，因此当输入轴旋转时就会带动中间轴的旋转。黄色则是输出轴，它也叫第二轴直接和驱动轴相连（只针对后轮驱动，前驱一般为两轴），再通过差速器来驱动汽车。 当车轮转动时同样会带着花键轴一起转动，此时，轴上的蓝色齿轮可以在花键轴上发生相对自由转动。因此，在发动机停止，而车轮仍在转动时，蓝色齿轮和中间轴出在静止状态，而花键轴则随车轮转动。这个原理和自行车后轴的飞轮很相似。蓝色齿轮和花键轴是由套筒来连接的，套筒随着花键轴转动，但同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮。 一个传统

5、的5速手动变速箱换挡的原理也是一样的，只是变速箱结构中增加了套筒和齿轮组的数目，使之拥有更多的挡位。而倒档则是通过在中间轴（红色）和输出轴（蓝色）之间增加一个齿轮来实现的。由于增加了一个啮合齿轮，因此倒挡的齿轮始终会朝其他齿轮相反的方向转动。这个齿轮由于只起到改变齿轮旋转方向的作用，因此也称为惰轮。 关于换挡动作的控制形式关于换挡动作的控制形式手动变速箱优缺点总结 优点显而易见，它结构简单，性能可靠，制造和维护成本低廉，且传动效率高（理论上会更省油），另外，由于是纯机械控制，换挡反应快，且可以更直接的表现驾驶者的意愿，因此也更富驾驶乐趣，这些都是手动变速箱的优点。不过相比自动变速箱，它操作繁琐

6、，而且在挡位切换时顿挫明显的劣势也是无法弥补的。3-2自动变速箱 特点：特点： 1.自动变速器除倒档由手控制外，其他各前进档自动变速器除倒档由手控制外，其他各前进档都可根据都可根据发动机工况和车速发动机工况和车速进行自动换档进行自动换档 2.安装了液力变矩器，提高了汽车行驶安装了液力变矩器，提高了汽车行驶安全性安全性，汽车起步、加速更加汽车起步、加速更加平稳平稳，还能避免，还能避免发动机过载发动机过载 3.自动变速器自动变速器结构复杂结构复杂，零部件较多，维修要有，零部件较多，维修要有针对性针对性 4.自动变速器造价比较自动变速器造价比较昂贵昂贵 5.电控自动变速器有电控自动变速器有模式选择、

7、自我诊断、失效模式选择、自我诊断、失效保护保护等功能等功能 液液力力机机械械自自动动变变速速器器冷却系统冷却系统电子控制系统电子控制系统行星齿轮变速机构行星齿轮变速机构液力变矩器液力变矩器液压控制系统液压控制系统保持正常油温保持正常油温由传感器、由传感器、ECU、执行器、执行器组成组成实现与发动机实现与发动机的软联接的软联接核心部分核心部分实现变速实现变速 1自动变速器的整体外观（辛普森式自动变速器的整体外观（辛普森式Simpson ）自动变速器的内部组成自动变速器的内部组成液力传动装置液力传动装置 液力变矩器结构原理液力变矩器结构原理 液力变矩器特性液力变矩器特性 典型液力变矩器结构介绍典型

8、液力变矩器结构介绍液力变矩器结构液力变矩器结构液力变矩器动力传递原理演示液力变矩器动力传递原理演示变矩器原理视频演示视频1换档执行元件一、组成：行星齿轮变速器的换档执行元件主要有离合器、离合器、制动器、单项离合器制动器、单项离合器三种。二、作用：是连接、固定和锁止连接、固定和锁止。三、定义： 1、所谓连接是指将行星齿轮变速器的输入轴与行星排中的某个基本执行元件连接，以传递动力，或将前一行星排的某一个基本元件与后一个行星排的某一个基本元件，以约束这两个基本元件的运动。 2、所谓固定是指将行星排的某一个基本元件与自动变速器的壳体连接，使之被固定而不能旋转。 3、所谓锁止是指把某个行星排的三个基本元

9、件中的两个连接在一起，从而将该行星排锁止，使其三个基本元件以相同的转速一同旋转，产生直接传动。 返回楔块式单向离合器的运作图实物图 当外座圈顺时针旋转时，若内座圈固当外座圈顺时针旋转时，若内座圈固定、逆时针或以小于外座圈的转速旋转，定、逆时针或以小于外座圈的转速旋转，则外座圈推动楔块顺时针转动，由于则外座圈推动楔块顺时针转动，由于L1LL1LL2L，楔块起到了楔子，楔块起到了楔子的作用，锁住了外圈，使其无法转动。的作用，锁住了外圈，使其无法转动。行星齿轮机构一、结构类型：1、最简单的行星齿轮机构是由一个太阳轮、一个齿圈、一行星架和几个行星齿轮组成的，称为一个行星排。在行星排中,具有固定轴线的太

10、阳轮、齿圈和行星架称为行层排的三个基本元件。 在一个行星排中： 太阳轮齿数 转速 ；齿圈齿数 转速 ；行星架齿数 转速 。2、如图：1Z1n2Z2n3Z3n行星齿轮机构行星齿轮机构行星行星齿轮齿轮中心中心齿轮齿轮行星行星架架齿圈齿圈组装组装图图1 变速原理（增速）变速原理（增速）当太阳轮固定，当太阳轮固定，行星架输行星架输 入，入，齿圈输出时为超齿圈输出时为超速传动速传动 ，传动，传动比为：比为：0.60.8 行星架和齿圈转行星架和齿圈转向相同。向相同。2 变速原理（增速）变速原理（增速）当齿圈固定，当齿圈固定， 行星架输入，行星架输入， 太阳轮输出时太阳轮输出时 为超速传动，为超速传动， 传

11、动比为：传动比为：0.20.4 行星架和太阳行星架和太阳 轮转向相同。轮转向相同。3 变速原理（减速）变速原理（减速）当齿圈固定，当齿圈固定， 太阳轮输入，太阳轮输入， 行星架输出时行星架输出时 为减速传动，为减速传动， 传动比为：传动比为：2.55 行星架和太阳行星架和太阳 轮转向相同。轮转向相同。5 变速原理（倒挡）变速原理（倒挡）当行星架固定，当行星架固定， 太阳轮输入，太阳轮输入， 齿圈输出时，齿圈输出时， 为减速传动，为减速传动， 传动比为：传动比为：1.54 太阳轮和齿圈太阳轮和齿圈 转向相反。转向相反。转速及旋转方向转速及旋转方向固定件固定件主动件主动件 从动件从动件 转速转速旋

12、转方向旋转方向齿圈齿圈太阳轮太阳轮 行星架行星架 减速减速与主动件同向与主动件同向行星架行星架 太阳轮太阳轮 加速加速太阳轮太阳轮齿圈齿圈行星架行星架 减速减速与主动件同向与主动件同向行星架行星架齿圈齿圈加速加速行星架行星架太阳轮太阳轮齿圈齿圈减速减速与主动件反向与主动件反向齿圈齿圈太阳轮太阳轮 加速加速行星齿轮机构在自动变速器上的应用行星齿轮机构在自动变速器上的应用有三个行星排，可组合出四个档位有三个行星排，可组合出四个档位 不同行星排有的元件是公用的不同行星排有的元件是公用的 固定元件的动作由制动器和离合器完成固定元件的动作由制动器和离合器完成FF方式方式变速原理视频3-3 CVT无级自动

13、变速器 组成及特点：CVT则是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。CVT采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力CVT可以自动改变传动速比，实现传动速比的全程无级连续改变没有传统变速器换档时那种“停顿”的感觉，从而得到传动系统与发动机工况的最佳匹配提高车辆的燃油经济性和动力性改善驾驶者的操纵方便性及乘坐舒适性因此它是一种比较理想的汽车动力传动装置。主动锥形轮发动机辅助减速机构钢制链条被动锥形轮无级变速机构由两组锥形轮组成包括一对主动锥形轮和一对被动锥形轮同时有一根链条运行在两对锥形轮V形沟槽中间主动锥形轮由发动机的辅助减速机构驱动发动机的动力通过链条传递给被动锥形轮直至终端驱动 在每组

14、锥形轮中有一个锥形轮可以轴向移动 两组锥形轮必须保持协调相同的调整，以保证链条始终处于张紧状态。 链条采用多片式钢制链条在主动锥形轮相对被动锥形轮工作直径较小时，主动锥形轮可以传递给被动锥形轮较大的牵引转矩， 部分轿车的牵引转矩可高达300 Nm。 变速器锥面链轮转动压块链节转动压块转动节传动链的转动节采用双转动压块，在传动链转曲过程中，转动压块之间形成滚动摩擦，动力损失和磨损降低至最小。传动链的转动节采用不等长链节，可防止共振并降低转动噪音。双联活塞 CVT的速比变化依靠两组锥形轮不断改变工作直径 即每组锥形轮均有一个可轴向移动的锥形轮 其轴向移动由发动机驱动的液压泵提供。 为减少发动机功率

15、消耗，根据“双联活塞”原理，奥迪Multitronic系统采用两个液压油泵独立驱动的液压系统 分别负责提供改变传动速比的锥形轮轴间移动力和保持锥形轮与链条之间摩擦力的推力。 机构中大截面活塞负责向锥形轮和链条提供推力保持摩擦力 小截面活塞负责向锥形轮轴向移动提供推力改变速比。 该系统的设计特点是： 单纯改变速比时用小截面活塞和低油压，大截面活塞仅提供一定压力保持摩擦力。 当锥形轮轴向移动改变速比时，液压系统可使用小功率液压油泵，减小液压系统损耗和发动机功率损耗，功能分流可使速比响应迅速，大截面活塞油压无需变化。 另外 在奥迪Multitronic系统中还设置了一个扭矩力传感器 该传感器一旦检测

16、到锥形轮打滑或牵引阻力改变时即通知电控单元改变大截面活塞油压，进行增压或减压 例如车轮在湿滑路面上打滑或在粗糙路面上牵引阻力加大时，电控单元便会根据牵引力传感器传来的信息改变大截面活塞油压。 扭矩传感器腔2扭矩传感器-接触压力控制滑轨架1滑轨架2链轮1链轮2滑轨架1滑轨架2扭矩传感器腔1扭矩传感器活塞（1）、结构和功能传递扭矩压力低，传动链打滑压力高，效率降低扭矩传感器速比压力调整扭矩大扭矩小速比相同扭矩相同速比大速比小接触压力（2）、接触压力控制因素压力缸扭力传感器1排油孔控制凸缘扭矩提高状态小扭矩状态（3）、工作模式-扭矩大扭矩状态工作模式-速比低档变速比1:1扭矩传感器腔2十字孔变速器链

17、轮横向孔关闭，扭矩传感器腔2不工作，接触压力大高档横向孔打开，扭矩传感器腔2工作，接触压力小扭矩传感器腔2孔孔扭矩传感器活塞动力连接 为消除发动机与变速器之间的摩擦损耗发动机与CVT之间以飞轮减振装置代替一般液力自动变速器的液力变矩器以刚性连接代替柔性连接2 2、飞轮减振装置、飞轮减振装置飞轮减振装置双质量飞轮6缸4缸6缸（TDI）离合器的过载保护过程与其相似，当电控单元检测到油压过高时（离合器过载）会及时发出控制信号使发动机的转矩降低，离合器冷却后，在很短的时间内发动机的转矩即恢复到原有转矩值。安全切断过载保护离合器系统保护离合器油压过高离合器传递扭矩负荷过高上坡时带挂车行驶频繁起车和制动离

18、合器温度01J行星齿轮系结构行星齿轮架行星齿轮1 行星齿轮2齿圈太阳轮动力输出动力输出动力输入动力输入前进档倒 档1、太阳轮主动旋转2、行星齿轮支架架与太阳轮同速度旋转整体同步旋转1、太阳轮主动旋转2、齿圈固定行星齿轮支架反向旋转01J行星齿轮系工作状态说明变速原理 3-4 双离合自动变速器简介 一、原理 DCT内含两台由电子控制及液 压推动的离合器，各离合器分别 控制一组齿轮。当变速器工作时， 一台离合器带动的工作挡位的齿 轮在啮合，而接近换挡时，另一 台离合器带动的下一挡位的齿轮 已预先进入啮合，但其离合器则 仍处于分离状态；换挡时，一台 离合器分离将原挡位动力切断， 原啮合齿轮退出啮合，

19、同时另一 台离合器接合，接通已被预先啮 合齿轮的挡位动力。在整个换挡 期间能确保最少有一组齿轮在输 出动力，从而不会出现动力中断的状况。双离合自动变速器简介 一、原理 为配合以上运作，DCT的传动轴运动时被分为两部分，一为实心的传动轴，另一为空心的传动轴。实心的传动轴连接了1、3、5挡，而空心的传动轴则连接2、4及6挡，两台离合器各自负责一根传动轴的啮合动作，引擎动力便会由其中一根传动轴无间断地输出。双离合自动变速器简介 一、原理 离合器1负责1档、3档、5档，离合器2负责2档、4档和6档；挂上奇数档时，离合器1结合，输入轴1 工作，离合器2分离，输入轴2不工作，即在DCT变速器的工作过程中总

20、是有2个档位是结合的，一个正在工作，另一个则为下一步做好准备。就像两台变速器轮流、联合工作一样。 双离合自动变速器简介 一、原理 6速DCT原理示意图双离合自动变速器简介 一、原理 7速DCT原理示意图双离合自动变速器简介 一、原理 DCT有P、R、N、D、S挡。可以自动换挡。在手动模式下换挡可以进行跳跃降档： 1.如果起始档位和最终档位属于同一个离合器控制的，则会通过另一离合器控制的档位转换一下。 2.如果起始档位和最终档位不属于同一个离合器控制的，则可以直接跳跃降至所定档位。双离合自动变速器简介 二、特点 与传统的手动变速器相比，DCT使用更方便，因为说到底，它还是一个自动变速器，只是使用

21、了DCT的新技术，使得手动变速器具备自动换挡功能，同时大大改善了汽车的燃油经济性，DCT比手动变速器换挡更快速、顺畅，动力输出不间断。由于使用2套离合器并且在换挡之前下一档位已被预先啮合，因此DCT的换挡速度非常的快，只需不到0.2秒的时间，下一档已经换上去了，比最好技术的专业车手的手动变速换挡操作还快，因此同样的车型使用DCT比使用MT的加速成绩来得要快，由此也大幅度降低了车辆的燃油消耗 。双离合自动变速器简介 三、技术背景 双重离合器的概念是非 常先进，但作为新科技都 存在着耐用性不佳的问题， 耐用性的好坏同样决定了 其成本的多寡，于是，其 经过十余年的发展后，才 真正被普通街车所用。 考虑到零件使用寿命， 设计人员选择了油槽膜片 式离合器，离合器动作由液压系统来控制。 双离合自动变速器简介 三、技术背景 到了20世纪90年代末期，大众公司和博格华纳携手合作生产第一个适用于大批量生产和应用于主流车型的DualTronic(R) 技术