变速箱基础知识

汽车基础知识培训变速箱基础知识变速箱的初步认识变速箱的初步认识变速箱的初步认识变速箱的相对位置飞度CVT变速箱雅阁5AT自动变速箱变速箱的种类横置变速箱竖置变速箱一、按布置格局可以分为两类：横置变速箱和竖置变速箱。变速箱的种类有级式变速器（MT）：它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系型式不同，有轴线固定式变速器(普通变速器)和轴线旋转式变速器(行星齿轮变速器)两种。无级式变速器（CVT）：其的传动比在一定的数值范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式(动液式)两种。电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机，除在无轨电车上应用外，在超重型自卸车传动系中也有广泛采用的趋势。综合式变速器（AT）：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，其传动比可在最大指与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化，目前应用较多。

二、按传动比变化方式来分：

变速箱的种类三、按操纵方式来分：强制操纵式变速器（手动档）：是靠驾驶员直接操纵变速杆换档。自动操纵式变速器（自动档）：其传动比选择和换档是自动进行的，所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。半自动操纵式变速器（手自一体）：有两种型式,一种是常用的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；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进行换档。变速箱的作用改变输出的扭矩改变旋转方向传输动力至驱动轮变速箱基础知识变速箱的作用改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利(功率较高而油耗较低)的工况下工作；

在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶；

利用空挡，中断动力传递，以便发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。

变速箱的简单模型变速箱的简单模型输入轴（绿色）通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个部件。轴和齿轮（红色）叫做中间轴。它们一起旋转。轴（绿色）旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转，这时，中间轴就可以传输发动机的动力了。轴（黄色）是一个花键轴，直接和驱动轴相连，通过差速器来驱动汽车。车轮转动会带着花键轴一起转动。齿轮（蓝色）在花键轴上自由转动。在发动机停止，但车辆仍在运动中时，齿轮（蓝色）和中间轴都在静止状态，而花键轴依然随车轮转动。齿轮（蓝色）和花键轴是由套筒来连接的，套筒可以随着花键轴转动，同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮（蓝色）。变速箱的简单构造变速箱的简单模型变速箱进入1档时挂进1档时，套筒就和右边的齿轮（蓝色）啮合。输入轴（绿色）带动中间轴，中间轴带动右边的齿轮（蓝色），齿轮通过套筒和花键轴相连，传递能量至驱动轴上。在这同时，左边的齿轮（蓝色）也在旋转，但由于没有和套筒啮合，所以它不对花键轴产生影响。当套筒在两个齿轮中间时（上一张图所示），变速箱在空挡位置。两个齿轮都在花键轴上自由转动，速度是由中间轴上的齿轮和齿轮（蓝色）间的变速比决定的。变速箱的简单模型5档手动变速箱的工作原理变速箱的简单模型变速箱同步装置同步器的目的是帮助变速齿轮能同步咬合，确保变速箱换档操作时的平顺。同步装置是使得套筒上的齿和齿轮（蓝色）啮合之前产生一个摩擦接触。齿轮（蓝色）上的锥形凸出刚好卡进套筒的锥形缺口，两者之间的摩擦力使得套筒和齿轮（蓝色）同步，套筒的外部滑动，和齿轮啮合。变速箱的简单模型变速箱齿轮比变速箱的重要动作就是更换不同的齿轮组合，我们可以拨动手排档的档位来改变齿轮的相对位子，借着不同齿轮间的咬合与连接，以达到变换“齿轮比”(简称齿比)的目的，完成我们换档的目的。无论是手排还是自排，都有变换齿轮组合以达成更换齿轮比的动作，而“齿轮比”我们定义成：被动齿轮的大小(半径)/驱动齿轮的大小(半径)；例：飞度一档(1速)是3.500；二档(2速)1.952；三档(3速)是1.323；四档(4速)是0.972；五档(5速)是0.769，而倒退档是3.643；就一档而言：3.500就是被动齿轮的大小(Output)/驱动齿轮的大小(Input)是3.500，因此，当引擎在4500rpm时有122.5nm的扭力值，此时真正推动车身上的扭力就是：122.5nm×3.5。变速箱的简单模型变速箱离合器1从动盘2飞轮3压盘

4膜片弹簧5离合踏板闭合状态

分离状态55离合器类似开关，接合或断开动力传递，它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步。自动变速器的液力变扭器已经具有离合作用，而手动变速器的离合器主要是采用摩擦形式，并独立成为一种装置，有自己的控制系统。轿车采用膜片离合器，它由主动部分（由壳体、膜片弹簧、压盘等组成的整体并用螺钉固定在发动机飞轮上），被动部分（由摩擦片与从动盘组成）和操纵部分组成。汽车离合器操纵形式有拉线和液压式两种，轿车多用液压操纵式，它具有噪声小、省力、平稳、布置方便的优点，由总泵、分泵、软管、踏板等组成。自动变速箱的介绍变速箱基础知识本田自动变速箱发展概述HONDA（本田）于1968年在轻型车（N360）上初次采用了独自开发的3档自动变速箱，它在换档机构上采用了平行双轴常啮合式换档机构。本田N360轻型车变速箱基础知识自动变速箱的构造变速箱的构造变速箱的四大组成部分电子控制变速箱大致由变扭（矩）器、换档机构、液压控制机构及电子控制机构组成。一、变扭器部分变扭器的构造和作用基本构造：泵轮涡轮导轮锁定离合器一、变扭器部分变扭器的工作原理：如果接通风扇A，使风扇A操作产生气流,该气流将进入风扇B的叶片，使风扇B也同时转动。液力偶合器传递扭矩的方式与风扇传递气流的方式相似。通过风扇B的气流仍具有相当大的能量。如果利用导管将气流重新引导至风扇A内叶片的后部，那么将会辅助风扇转动，因此产生更大的扭矩。这就是液力变扭器操作所依据的原理。一、变扭器部分泵轮当着风扇A的角色，涡轮充当着风扇B的角色，而导轮起着导管的作用。泵轮操作产生的油液流动作用于涡轮的叶片，使涡轮转动。然后，油液顺着叶片流动，离开涡轮。油液向外流动产生反作用力，此反作用力也将使涡轮转动。一、变扭器部分离开涡轮的液流在导轮的作用下返回至泵轮的叶片后部，并推动叶片的后部，辅助泵轮的运转。液力变扭器正是采用这种方法增大扭矩。如果涡轮的转速提高，离开涡轮的油液方向也会改变。此时，在导轮作用下重新返回泵轮以加速其运转的油液量将会减少，导致增大扭矩的作用降低。一、变扭器部分如果涡轮的转速提高，离开涡轮的油液方向也会改变。此时，在导轮作用下重新返回泵轮以加速其运转的油液量将会减少，导致增大扭矩的作用降低。如果涡轮的转速超出了预定范围，离开涡轮的液流将以增强泵轮反向旋转的方式，作用于泵轮的后部，因此产生大量动力损失。若发生这种情况，导轮的单向离合器将开始操作，使导轮空转，限制动力损失。此操作发生的点被称为“偶合点”或“接合点”。当超出偶合点时，将无法增大扭矩，液力变扭器只起到简单的液力偶合器的作用。一、变扭器部分速度比=涡轮转速/泵轮转速扭矩比=涡轮轴扭矩/泵轮轴扭矩变速箱效率=(输出动力/输入动力)×100当速度比为0时(也就是说在称之为失速点处)，涡轮停止转动，扭矩比将达到其最大值2。扭矩比随着速度比的逐渐增大而减小，在偶合点处值为1。在超出此点后，导轮进行空转以防止扭矩比的进一步减小。请注意：由于在液力偶合中的机械和其它损失，速度比永远不可能达到1，也就是说泵轮和涡轮永远不可能以绝对相同的速度转动。变速箱效率曲线由液力变扭器的形状决定。超出偶合点，该曲线成为一条直线，而且由于在液力偶合中发生的损失，变速箱效率不可能达到100%的程度。变速箱的几个参数一、变扭器部分正如前部分所述，液力变扭器是无法达到100%的扭矩传递效率。如将自动变速箱车辆与手动变速箱车辆做一下对比，这就是前者的燃油效率相对较差的一个原因。为限制该因素的负面影响，自动变速箱车辆上装备了锁定机构。锁定机构是一个液压控制离合器。这样在一定的预定状态下，该离合器接合，使发动机的输出动力可以不通过液力变扭器直接传递至变速箱。由于锁定机构的操作，此种情况下传递效率能够达到100%。1液力变扭器盖2泵轮3导轮

4涡轮5锁定离合器6驱动板锁定离合器二、换档机构部分平行轴式常啮合齿轮传动机构控制行驶档位的换档操纵装置换档机构的两个组成部分：换档锁定解除钥匙孔二、换档机构部分换档机构是由平行轴式常啮合齿轮传动机构和控制行驶档位的换档操纵装置组成。操纵装置是靠地板中央装备的换档杆的拉索和连杆，连接变速箱的档位选择阀，通过驾驶员操纵换档杆来选择任意的行驶档位。操纵轴上装有手动阀杆及驻车制动杆，根据轴的转动，手动阀切换体内的油路选择各档位。此外，在操纵轴的侧盖侧装有档位传感器，在档位指示器上显示换档杆所处的档位。换档机构的概述二、换档机构部分换档操纵装置换档杆定位机构：为了防止误操作，在换档杆顶部装置有安全机构。由于换档杆定位器弹簧的张力，使选档滚轮紧贴在控制支座波纹移动，确保换档正确而且有节奏。在控制支座的固定装置部还有防止误操作的锁销。误操作防止机构：在停车及行驶过程中，为了防止换档杆操作错误而引起的安全性降低，以及损坏变速箱，安装有误操作防止机构。二、换档机构部分换档锁定机构换档锁定机构的组成部分：锁定电磁阀、锁定档块、锁定解除杆。在P档启动发动机后，如果不踩制动踏板，换档杆不能从P档移动到其他档位。当踩下制动踏板时，制动信号经过联锁控制装置传输给电脑，联锁控制装置使换档锁定电磁阀工作，解除换档锁定，这时换档杆就可以移动了。因电池电量不足或电脑故障等原因，换档锁定电磁阀不工作时，将点火钥匙插入锁眼盖的换档锁定解除钥匙孔内，使换档锁定解除杆工作，就可以解除换档锁定。二、换档机构部分钥匙联锁机构钥匙联锁机构由安装在锁芯内部的钥匙联锁电磁阀组成。换档杆处于P档以为时，钥匙联锁电磁阀工作，点火钥匙不能拔出。点火钥匙只有换档杆在P档的状态下，才能顺利拔出。二、换档机构部分换档杆误操作防止机构为防止在驾驶过程中，因不小心的错误操作而造成变速箱的损坏，在换档杆的下部、利用锁销和控制支座内缺口设置了误操作防止机构。在N档D档D3档之间可以自由移动换档杆。在P档R档，R档N档，D3档2档1档之间，如果不按下换档杆的按钮解除锁销，就不能移动换档杆。二、换档机构部分限制机构在换档档位开关内部的接触保持器上装有AT档位位置开关，通过弹簧的作用压在端子底座侧。端子底座上安装有档位显示端子、防止发动机在N档、P档以外突然起动的限制开关端子、以及倒车灯开关。档换档杆处于行驶档位时（N档、P档以外位置时），不能起动发动机。这是用于防止突然起步的安全机构。接触保持器轴随着变速箱操纵轴转动，可以前后滑动，在N档、P档范围时AT档位位置开关接通，起动机切断继电器工作，形成起动机的电磁开关回路，可以起动发动机。二、换档机构部分齿轮传动机构利用齿轮换档机构，可以实现倒车和改变行驶状态中的变速比。当驾驶员操作换档杆选择行驶档位时，使拉索连接的手动阀工作，形成选择后的档位油路，就可以在D档、D3档、2档、1档、R档行驶。主轴的档位齿轮与副轴齿轮、辅助轴的档位齿轮与副轴的齿轮，都可以处于常啮合的状态。如果选择的是R档是，靠液压移动副轴的到档选择机构，就可以使车辆倒退行驶。如果选择在P档，就会机械性的固定副轴的驻车齿轮，将车的前轮锁紧。如果选择在D档，就可以根据行驶状态自动变换1、2、3、4、5档位的齿轮，如果选择D3档可以在1、2、3档自动切换；如果选择2档及1档，就可以固定在2档以及1档的齿轮后行驶。三、液压控制机构部分液压控制机构概述当爬坡行驶时，需增大扭矩以使车速保持恒定。踩下油门踏板导致产生节气门高压，而车速的降低则导致产生调速器低压。根据两种压力之间的关系，1-2档换档阀向右移动，同时关闭通往2-3档换档阀的管路并开启通往二档离合器的管路。这样就导致从三档降至二档。三、液压控制机构部分加速时需要较高的车轮转速。车速较高导致产生调速器高压，而适当踩下油门则导致产生节气门低压。根据两种压力之间的关系，1-2档换档阀向左移动，同时开启通往2-3档换档阀的管路并关闭通往二档离合器的管路。这样就导致从二档升档至三档。三、液压控制机构部分换档阀调速器阀节流阀A自动变速箱油（提供管路压力）用于换档的主要部件有：三、液压控制机构部分动力流程主轴一档齿轮—副轴一档齿轮—单向离合器—副轴—最终传动主动齿轮主轴一档齿轮—辅助轴一档齿轮—一档锁止离合器—辅助轴四档齿轮—主轴四档齿轮（在主轴上无负荷运转）—副轴四档齿轮—最终传动主动齿轮三、液压控制机构部分液压流程图（空挡时）四、电子控制机构部分电子控制机构概述电子控制机构是由传感器、控制单元（ECU）和执行器构成。ECU根据传感器的输入信号判断当前行驶状态，并对执行器进行最佳的控制。此外，变速箱的传感器与PGM-FI共用，变速箱控制单元ECU与PGM-FI组成一体。四、电子控制机构部分在电子控制自动变速箱中，无论是变速箱控制模块(TCM)还是动力系统控制模块(PCM)均根据来自各种传感器的电子信号来控制换档。TCM或PCM（以下仅简称TCM）操作电磁阀以控制施加到换档阀上的液压。这些电磁阀的接通/关闭组合实现了换档和变速箱的锁定控制，除顺畅、有效地传递发动机扭矩之外，还减小了换档震动。电子控制机构概述四、电子控制机构部分传感器名称功能节气门开度传感器通过节气门阀的变化，检测加速踏板踩下量后作为发动机负载信号，与PGM-FI共用。进气压力传感器检测进气岐管负压，作为发动机负载信号，与PGM-FI共用。主轴转速传感器采用磁阻元件的传感器，用于检测主轴的转速。副轴速度传感器采用磁阻元件的传感器，用于检测副轴的转速。档位开关传感器与换档杆连接的滑动接点式传感器，检测换档杆位置并用于显示档位。此外，在P及N时作为起动机的其中一个工作信号。冷却液温度传感器检测发动机冷却液温度，作为运转状态判断信号，与PGM-FI共用。2档离合器压开关接点式的传感器，检测2档离合器的接合压力，作为接合压力上升状态判断信号。3档离合器压开关接点式的传感器，检测3档离合器的接合压力，作为接合压力上升状态判断信号。制动器开关接点式的传感器。检测踩下制动踏板的状态，作为运转状态判断信号。电子控制有以下的传感器四、电子控制机构部分ECUECU接受各传感器输出的信号，对变速箱进行精确的换档控制。内部电器分为输入电路、计算电器、输出电路和电源电路。四、电子控制机构部分执行器根据ECU输出的电信号进行工作的各电磁阀。执行器名称功能换档电磁阀.A通过通/断调节器压力，切换换档阀A，进行换档控制。换档电磁阀.B通过通/断调节器压力，切换换档阀B、C，进行换档控制。换档电磁阀.C通过通/断调节器压力，切换换档阀C和倒档CPC阀，进行换档控制。离合器压力控制电磁阀A/B将调节器压力调压后作用到CPC阀A/B和倒档阀CPC阀，进行离合器压力的控制。同时，控制锁定正时阀和锁定控制阀，改变变扭器的锁定方式。锁定电磁阀通过通/断调节器压力，切换锁定换档阀，控制变扭器的锁定方式（开始/解除）。

D显示灯当检测到电子控制系统（传感器、ECU、执行器）的异常时，显示灯闪亮显示，以提醒司机。此外，具有DTC显示功能。换档指示器根据档位开关传感器的信号，显示当前档位PRNDD321PGM-FIECU按照ATECU输出的控制要求信号，对点火时刻、发动机转速进行控制。四、电子控制机构部分TCM（变速箱控制模块）TCM具有三种功能，即换档控制功能、锁定控制功能及自诊断功能。TCM接收来自各种传感器的信号，并利用相关信息推算换档正时和锁定正时，等等。随后它将信号发送到执行器，以进行所需的升档、降档、锁定或其它类似工作。TCM具有内置自诊断功能。当其检测到电子控制系统的异常时，TCM以DTC代码的形式记录下故障的类型，随后使仪表总成的D档的指示灯闪动以警告驾驶员。CVT变速箱的介绍五、CVT变速箱机械系统部件皮带轮钢传动带行星齿轮总成前进离合器倒档制动器起步离合器驻车锁止机构五、CVT变速箱皮带轮结构每个带轮包括一个活动部分和一个固定部分。液压系统向活动部分施加液压，以改变带轮有效直径。功能改变带轮直径。保持侧压力，防止打滑。五、CVT变速箱钢传动带功能传递动力结构多层环形带节状构件五、CVT变速箱基本控制原理PCM接收来自传感器、档位开关及其它控制装置的输入。操纵电磁阀，控制输出信号。调节起步离合器液压、控制带轮液压等。组成由PCM、传感器和电磁阀组成。CVT控制系统五、CVT变速箱CVT控制系统的功能车速控制带侧压力控制起步离合器控制倒档控制自诊断失效保护控制五、CVT变速箱前进档：带轮传动比为2.367--0.407。R档踩油门：传动比为1.326。不踩油门：传动比为2.367。PCM根据不同的特性曲线进行速度控制节气门开度越大，目标转速越高任一档位位置，都在整个传动比范围内工作，但采用不同的目标转速特性曲线。车速控制五、CVT变速箱CVT自诊断实时检测系统是否有故障，如果有存储故障码“D”指示灯亮确定钢带和带轮之间是否出现打滑对比主动/从动带轮转速传感器确定起步离合器是否出现不正常打滑对比从动带轮转速传感器和CVT转速传感器的输入数据五种变速箱的对比六、各种变速箱的对比1、传统手动变速箱

传统手动变速箱具有结构简单、成本低、传动效率高、可靠性高等特点，虽然操作相对复杂但仍然具有独有的优势。我们对一台手动变速箱的要求首先是挡位清晰，其次是齿比编排合理，然后我们会去考察它的挡杆位置、换档感受等。

优点：操控乐趣高、结构简单可靠、燃油经济性好

缺点：操作复杂

适合人群：对操控乐趣有较高要求的车主，喜好人车沟通、性能改装、技术成熟的车主2、传统自动变速箱

传统自动变速箱是目前普遍使用的变速箱形式，手动变速箱主要通过调节不同齿轮组合更换挡位，而传统自动变速箱是通过液力和行星齿轮实现变速的目的。其中液力变扭器是传统自动变速箱中最具特点的部件。优点：驾驶轻松，对于入门驾驶员来说主动安全性更好

缺点：燃油经济性差、操控乐趣小

适合人群：喜好简单惬意驾驶感受的车主，大部分时间在拥挤的城市中用车的车主六、各种变速箱的对比3、手自一体变速箱4、CVT无级变速箱

普通手自一体变速箱由传统自动变速箱发展而来，这类变速箱上都有显著的＋／-标志，驾驶员可以切入这个位置手动切换挡位，但普通手自一体的手动模式在响应速度上完全不能同手动变速箱相提并论，提升驾驶乐趣非常有限。优点：燃油经济性好、舒适性高缺点：操控乐趣差适合人群：以燃油经济性和舒适性为重的车主，在城市中有小资情调的车主优点：驾驶轻松的同时又能挽回一些驾驶乐趣缺点：燃油经济性较差适合人群：市区用车为主，又对驾驶乐趣难以割舍的车主，经济能力较好的车主

CVT的全称是ContinuosuslyVariable

Transmission，CVT无级变速箱采用传动钢带传递动力，通过调整钢带的位置实现传动比的连续改变。CVT变速箱的传动并不固定是相对于传统齿轮变速箱最大的特点，因此变速平稳无顿挫感。六、各种变速箱的对比5、半自动变速箱半自动变速箱使用自动离合器等机构在传统手动变速箱基础上省去离合器踏板，换挡仅仅利用挡杆或者换挡拨片进行操作由于半自动变速箱容易实现比传统自动变速箱更快的换挡速度，因此宝马和法拉利等高性能车种中使用了半自动变速箱。优点：结构简单，换挡迅速缺点：应用车型较少，配件昂贵适合人群：需要迅速频繁切换挡位的车主(跑车、高档车)，希望操作简单但仍保留换档感觉的车主(微型车)代表车型：宝马M5、M6、法拉利F430等案例：变速箱油变速箱油的作用在液力变矩器中以之传递发动机