高清圖解不同自動變速器的構(gòu)造與工作原理

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發(fā)表于 2022-5-20 10:40:22 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

自動變速器（AT）

手動變速器對駕駛員的熟練操作技能要求很高，而自動變速器卻不需要太高的操作技能。如今，很多自動擋汽車安裝的自動變速器都是通過液壓控制的，這種變速器主要由液力變矩器和行星齒輪變速器組成，通過電子控制系統(tǒng)（ECU）和液壓來控制變速器，使其自動完成變速。

液力變矩器起到手動變速器中離合器的功能，同時還有變矩的功能，它能將發(fā)動機的動力傳遞至行星齒輪變速器。

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▲ 自動變速器的結(jié)構(gòu)

液力變矩器

液力變矩器由輸入泵輪、輸出渦輪、導(dǎo)輪組成，它通過液壓油將發(fā)動機的動力傳遞給行星齒輪變速器。當泵輪轉(zhuǎn)動時，液壓油被送入渦輪，使渦輪轉(zhuǎn)動。此時即使踩下制動踏板，泵輪和渦輪之間的液壓油仍然繼續(xù)流動，并產(chǎn)生摩擦，因此發(fā)動機會繼續(xù)運轉(zhuǎn)；而松開制動踏板，即使沒有踩下油門踏板，車輛也能緩慢前行（蠕變現(xiàn)象）。

另外由于輸入和輸出兩端存在轉(zhuǎn)速差，會出現(xiàn)扭矩增大的現(xiàn)象，這就是汽車在啟動時得到的扭矩大于發(fā)動機輸出扭矩的原因。

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▲ 液力變矩器的工作原理

液壓油在泵輪和渦輪之間循環(huán)，從而使扭矩增大。輸入和輸出之間存在可隨意流動的液壓油，因此液力變矩器可以形成自動離合的狀態(tài)。有些自動變速器的設(shè)置是，當轉(zhuǎn)速增加到與渦輪和泵輪的轉(zhuǎn)速相同時，兩者會自動連接，對發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩進行自動傳遞。

行星齒輪變速器

細微的變速無法在液力變矩器中實現(xiàn)，但可以在行星齒輪變速器中實現(xiàn)。行星齒輪變速器中的一個單元由中央太陽輪、外側(cè)齒圈、太陽輪與齒圈間的行星齒輪及行星架組成。

行星齒輪變速器通過固定不同的部件，改變輸入力和輸出力，從而完成變速或倒車操作。行星齒輪變速器利用油壓來控制，因此自動變速器中還安裝有油壓控制機構(gòu)。

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▲ 行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu)

行星齒輪變速器的特征：

●改變傳動比，滿足不同行駛條件對牽引力的需要

●傳遞較大的扭矩

●將輸入軸和輸出軸配置在同一軸上

●將載荷分布到各行星齒輪上，減少磨損和輪齒破裂等現(xiàn)象

●缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒輪比計算復(fù)雜

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▲ 行星齒輪變速器的工作原理

無級變速器（CVT）

手動變速器和自動變速器通過齒輪進行逐級變速，而無級變速器通過帶輪和傳動帶可進行無級變速。無級變速器采用傳動帶和槽寬可變的帶輪來傳遞動力。當改變帶輪的槽寬時，驅(qū)動輪和從動輪上傳動帶的回轉(zhuǎn)半徑隨之改變，即可完成變速。無級變速器的傳遞效率高，能充分利用發(fā)動機的動力，因此既能使汽車行駛保持較大的動力，又能節(jié)油降耗；另外它還可以無級控制發(fā)動機的運轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速比，使汽車行駛平滑順暢。

近年，汽車通常采用逐級式和無級式兩種變速器配合使用，能夠補償傳遞至傳動帶及鏈條過程中損失的扭矩，同時還能補償汽車起步時的扭矩。過去，人們在設(shè)計汽車時著重考慮的是價格和重量；而如今，人們更關(guān)注汽車的節(jié)能和駕駛的舒適性。

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▲ 金屬帶式無級變速器的結(jié)構(gòu)

金屬帶式CVT的結(jié)構(gòu)：通過改變兩個帶輪之間的槽寬，改變了驅(qū)動輪與從動輪上傳動帶的回轉(zhuǎn)半徑，達到無級變速的目的。

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▲ 金屬帶式無級變速器的工作原理

雙離合器自動變速器（DCT）

雙離合器自動變速器的結(jié)構(gòu)與手動變速器的一樣，都有離合器和齒輪。不同之處在于，雙離合器自動變速器中有2個自動離合器，主軸分為奇數(shù)擋輸入軸和偶數(shù)擋輸入軸兩個系統(tǒng)，通過提前自動轉(zhuǎn)換離合器設(shè)置下一個擋位，能夠更快地完成變速。雙離合器自動變速器中的齒輪通過機械方式完成嚙合，提高了變速器的傳動效率，同時也降低了油耗。雙離合器自動變速器不僅擁有與手動變速器一樣的直接加速感，還能節(jié)油降耗，因此近年來裝載雙離合器自動變速器的汽車越來越多。

半自動變速器也能使離合器操控自動化，但是這種變速器只有1個離合器，因此在變速過程中會有一瞬間失去扭矩的情況出現(xiàn)。

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▲ 雙離合器自動變速器的結(jié)構(gòu)

雙離合器自動變速器有2個離合器和2個主軸，相當于是把2個手動變速器組合在一起。

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▲ 雙離合器自動變速器的工作原理

圖中黑色線條表示輸入軸和輸出軸，藍色線條表示奇數(shù)擋對應(yīng)的離合器、擋位及軸，粉色線條表示偶數(shù)擋對應(yīng)的離合器、擋位及軸。例如，當掛入3擋行駛時，離合器中的藍色線條與輸入側(cè)的黑色線條接合，粉色線條與黑色線條分開，此時4擋已做好即將與離合器相連的準備；隨后黑色線條與藍色線條分開，與粉色線條接合，掛入4擋完成。