淺析對(duì)汽車(chē)變速器的結(jié)構(gòu)及前景

劉永超

摘 要：自動(dòng)變速?lài)痰奶攸c(diǎn)。液力自動(dòng)無(wú)級(jí)變速?lài)桃泊嬖诓蛔悖鐐鲃?dòng)效率較低，蛄構(gòu)復(fù)雜等。但因其無(wú)比優(yōu)越的性能，自動(dòng) 無(wú)級(jí)變速器的應(yīng)用仍相當(dāng)普及。

關(guān)鍵詞：變速器；結(jié)構(gòu)；組成原理

中圖分類(lèi)號(hào)：U467.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3178（2018）19-0283-01

隨著現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)變速器的形式也多種多樣。其 中，由于汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展變速器又完成了由原來(lái)的手動(dòng)變速器 到更為方便的自動(dòng)變速器的轉(zhuǎn)換。這就要求現(xiàn)代的汽車(chē)維修技術(shù)人 員必須有非常扎實(shí)的變速器的工作原理知識(shí)，不僅要熟悉機(jī)械修理 和電氣修理的特征，更重要的是要將機(jī)和電統(tǒng)一到一起來(lái)認(rèn)識(shí)，這 正是現(xiàn)代汽車(chē)維修的關(guān)鍵所在，自動(dòng)變速器的維修很好的體現(xiàn)了現(xiàn) 代汽車(chē)維修工作的關(guān)鍵。

1 變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

自動(dòng)變速器的特點(diǎn)。液力自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器也存在不足，如傳動(dòng)

效率較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等。但因其無(wú)比優(yōu)越的性能，自動(dòng)無(wú)級(jí)變速器 的應(yīng)用仍相當(dāng)普及。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)汽車(chē)采用手動(dòng)變速器，手動(dòng) 變速器因采用機(jī)械傳動(dòng)，故傳動(dòng)效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但 是，因其動(dòng)載荷大，易使零件過(guò)早地磨損。特別是手動(dòng)變速器要求 駕駛員在外界條件比較復(fù)雜的情況下，頻繁地操縱離合器和換擋， 增加了駕駛員的負(fù)擔(dān)，使駕駛員易于疲勞，也不利于安全行車(chē)。

自動(dòng)變速器能進(jìn)行繁復(fù)的加速、減速變速器換擋等功能，具有 變速平滑、駕駛輕便等優(yōu)點(diǎn)。可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況和車(chē)速情況， 自動(dòng)選擇擋位，而且具有下列顯著特點(diǎn)：

1.1 良好的行駛性能

自動(dòng)變速裝置的擋位變換不但快而且平穩(wěn)，提高了汽車(chē)的乘坐

舒適性。通過(guò)液體傳動(dòng)和行車(chē)電腦控制換擋，可以消除或降低動(dòng)力 傳遞系統(tǒng)中的沖擊和動(dòng)載，這對(duì)在地形復(fù)雜、路面惡劣條件下作業(yè) 的工程車(chē)輛、軍用車(chē)輛尤為重要。試驗(yàn)表明，在壞路段行駛時(shí)，自 動(dòng)變速器的車(chē)輛傳動(dòng)軸上，最大動(dòng)載轉(zhuǎn)矩的峰值只有手動(dòng)變速器的 20%～40%。原地起步時(shí)最大動(dòng)載轉(zhuǎn)矩的峰值只有手動(dòng)變速器的 50%～70%。且能大幅度延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系零部件的壽命。

1.2 操縱簡(jiǎn)單

只需設(shè)置液壓工作閥的位置，自動(dòng)變速器就可以根據(jù)需要進(jìn)行

自動(dòng)加擋和減擋，省去了起步和換擋時(shí)踏離合器、更換變速桿位置

和放松油門(mén)等復(fù)雜的操作規(guī)程，大大減小了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.3 高行車(chē)安全性

在車(chē)輛行駛過(guò)程中，駕駛員必須根據(jù)道路、交通條件的變化，

對(duì)車(chē)輛的行駛方向和速度進(jìn)行改變和調(diào)節(jié)。以城市大客車(chē)為例，平 均每分鐘換擋 3―5 次，而每次換擋有 4―6 個(gè)手腳協(xié)同動(dòng)作。正是 由于這種連續(xù)不斷的頻繁操作，使駕駛員的注意力被分散，而且容 易產(chǎn)生疲勞，造成交通事故增加；或者是減少換擋，以操縱油門(mén)大 小代替變速，即以犧牲燃油經(jīng)濟(jì)性來(lái)減輕疲勞強(qiáng)度。自動(dòng)變速的車(chē) 輛，取消了離合器踏板和變速操縱桿，只要控制油門(mén)踏板，就能自 動(dòng)變速?gòu)亩鴾p輕了駕駛員的疲勞強(qiáng)度，使行車(chē)事故率降低，平均車(chē) 速提高。

1.4 降低廢氣排放

發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速和高速運(yùn)行時(shí)，排放的廢氣中 CO 或 CH 化合物的

濃度較高，而自動(dòng)變速器的應(yīng)用，可使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū) 域內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是在較小污染排放的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，從而降低了 排氣污染。

2 變速器的組成

自動(dòng)變速器的基本組成。自動(dòng)變速器的廠(chǎng)牌型號(hào)很多，外部形

狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有所不同，但它們的組成基本相同，都是由液力變 矩器和齒輪式自動(dòng)變速器組合起來(lái)的。常見(jiàn)的組成部分有液力變矩 器、行星齒輪機(jī)構(gòu)、離合器、制動(dòng)器、油泵、濾清器、管道、控制 閥體、速度調(diào)壓器等，按照這些部件的功能，可將它們分成液力變 矩器、變速齒輪機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)、自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)和換擋操縱機(jī) 構(gòu)等五大部分。

2.1 液力變矩器

液力變矩器位于自動(dòng)變速器的最前端，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，

其作用與采用手動(dòng)變速器的汽車(chē)中的離合器相似。它利用油液循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的變化將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞冉動(dòng)變速器的輸入軸， 并能根據(jù)汽車(chē)行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)自動(dòng)地、無(wú)級(jí)地改變 傳動(dòng)比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。

2.2 變速齒輪機(jī)構(gòu)

自動(dòng)變速器中的變速齒輪機(jī)構(gòu)所采用的型式有普通齒輪式和行

星齒輪式兩種。采用普通齒輪式的變速器，由于尺寸較大，最大傳 動(dòng)比較小，只有少數(shù)車(chē)型采用。目前絕大多數(shù)轎車(chē)自動(dòng)變速器中的 齒輪變速器采用的是行星齒輪式。

2.3 供油系統(tǒng)

自動(dòng)變速器的供油系統(tǒng)主要由油泵、油箱、濾清器、調(diào)壓閥及

油道所組成。油泵是自動(dòng)變速器最重要的組成之一，它通常安裝在 變矩器的后方，由變矩器殼后端的軸套驅(qū)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不 論汽車(chē)是否行駛，油泵都在運(yùn)轉(zhuǎn)，為自動(dòng)變速器中的變矩器、換擋 執(zhí)行機(jī)構(gòu)、自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)部分提供一定油壓的液壓油。油壓的 調(diào)節(jié)由調(diào)壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.4 自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)

自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷（節(jié)氣門(mén)開(kāi)度）和汽車(chē)的

行駛速度，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，自動(dòng)地接通或切斷某些換擋離合 器和制動(dòng)器的供油油路，使離合器結(jié)合或分開(kāi)、制動(dòng)器制動(dòng)或釋放， 以改變齒輪變速器的傳動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。

3 汽車(chē)變速器的現(xiàn)狀與前景

隨著國(guó)內(nèi)汽車(chē)保有量持續(xù)快速增長(zhǎng)，公路交通所消耗的石油資

源占全國(guó)石油消耗總量的份額不斷攀升。提供給用戶(hù)低油耗并具備 良好動(dòng)力性能的汽車(chē)產(chǎn)品成為目前汽車(chē)企業(yè)追求的主要目標(biāo)之一。 對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性影響最大的是發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性以及 傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和效率。

目前，汽車(chē)市場(chǎng)上裝備性能更佳、功能更多的自動(dòng)變速器（AT） 轎車(chē)迅速增加。為解決AT 油耗高、動(dòng)力性能低的問(wèn)題，汽車(chē)廠(chǎng)商為 AT 設(shè)計(jì)可供選擇的多種使用模式，使其智能化適應(yīng)不同駕駛需要。

在變扭器鎖止離合器的控制上，盡量采取合理的工況鎖止條件方式 選擇，以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到提高傳動(dòng)效率的目的。但智能化設(shè)計(jì)，還是 不能最終解決AT 油耗高傳動(dòng)效率低的問(wèn)題。汽車(chē)變速器是汽車(chē)的主 要裝置之一，汽車(chē)行駛速度隨工況、負(fù)荷的反復(fù)變化而不斷變化， 因此需要汽車(chē)變速器傳動(dòng)比的適應(yīng)范圍盡量寬。只有選擇無(wú)級(jí)變速 才能滿(mǎn)足，因?yàn)闊o(wú)級(jí)變速可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)變化，使汽車(chē)行駛條 件與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí)現(xiàn)最佳匹配，充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力，使發(fā)動(dòng)機(jī) 具有理想的動(dòng)力性能，提高汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性，降低排放污染及噪音。

從現(xiàn)代汽車(chē)變速器的市場(chǎng)狀況和發(fā)展來(lái)看，全世界的各大廠(chǎng)商 都對(duì)提高 AT 的性能及研制無(wú)級(jí)變速器（CVT）表現(xiàn)積極，汽車(chē)業(yè)界 非常重視 CVT 在汽車(chē)上的實(shí)用化進(jìn)程。目前世界上裝車(chē)較多的汽車(chē) 變速器是手動(dòng)變速器（MT）、電控液力自動(dòng)變速器（ECT）、金屬帶（鏈） 式無(wú)級(jí)變速器（CVT）、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）、雙離合器變 速器（DCT）及環(huán)形錐盤(pán)滾輪牽引式無(wú)級(jí)變速器（IVT）等數(shù)種，并 具有各自?xún)?yōu)勢(shì)，但其中金屬帶式無(wú)級(jí)變速器前景看好。歐洲格特拉 克（GETRAG）變速箱公司開(kāi)發(fā)的電控機(jī)械自動(dòng)變速器（AMT）則克服 了AT 效率低等缺點(diǎn)，與AT 相比，具有更大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。可是，AMT 依舊需要復(fù)雜的電控系統(tǒng)來(lái)控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著汽車(chē)科技的發(fā)展。汽車(chē)上的設(shè)備會(huì)越來(lái)越多，我們要及時(shí)

的更新有關(guān)的知識(shí)，避免盲目的拆裝。這樣我們就能更上社會(huì)的步 伐，不會(huì)被淘汰。

參考文獻(xiàn)

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[3]岱偉.《自動(dòng)變速器的檢測(cè)與維修》