淺談汽車變速器工作原理及結(jié)構(gòu)

如今人均生活水平都提高了，很多人都擁有了自己的汽車，從而方便了自己出行。有車的朋友都知道，汽車變速器是汽車的核心部件之一，汽車的作用就是發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)。為了發(fā)揮發(fā)動機(jī)的最佳性能，就必須有一套變速裝置，來協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪的實(shí)際行駛速度。

手動變速箱

手動變速箱稱手動變速器（簡稱MT）又稱機(jī)械式變速器，即必須用手撥動變速桿（俗稱“擋把”）才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達(dá)到變速的目的。

手動變速器的工作原理，就是通過撥動變速桿，切換中間軸上的主動齒輪，通過大小不同的齒輪組合與動力輸出軸結(jié)合，從而改變驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。下面先看一下簡化的手動變速器（2檔）的構(gòu)造圖。

發(fā)動機(jī)的動力輸入軸是通過一根中間軸，間接與動力輸出軸連接的。如上圖所示，中間軸的兩個齒輪（紅色）與動力輸出軸上的兩個齒輪（藍(lán)色）是隨著發(fā)動機(jī)輸出一起轉(zhuǎn)動的。但是如果沒有同步器（紫色）的接合，兩個齒輪（藍(lán)色）只能在動力輸出軸上空轉(zhuǎn)（即不會帶動輸出軸轉(zhuǎn)動）。圖中同步器位于中間狀態(tài)，相當(dāng)于變速器掛了空檔。

當(dāng)變速桿向左移動，使同步器向右移動與齒輪（如上圖所示）接合，發(fā)動機(jī)動力通過中間軸的齒輪，將動力傳遞給動力輸出軸。

自動變速箱

自動變速器是利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化，自動地進(jìn)行變速，而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。

汽車自動變速器常見的有四種型式：分別是液力自動變速器（AT）、機(jī)械無級自動變速器（CVT）、電控機(jī)械自動變速器（AMT）、雙離合器自動變速器（Dual Clutch Transmission--DCT）。目前轎車普遍使用的是AT，AT幾乎成為自動變速器的代名詞。

AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩。其中液力變扭器是AT最重要的部件，它由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，兼有傳遞扭矩和離合的作用。

其工作原理，液力變扭器是AT最具特點(diǎn)的部件，它直接輸入發(fā)動機(jī)動力，并傳遞扭矩，同時具有離合作用。泵輪會通過液體帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，再在泵輪和渦輪之間加上導(dǎo)輪，通過反作用力使泵輪和渦輪之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速差就可以實(shí)現(xiàn)變速變矩了。由于液力變矩器自動變速變矩范圍不夠大，因此在渦輪后面再串聯(lián)幾排行星齒輪來提高效率，液壓操縱系統(tǒng)會隨發(fā)動機(jī)工作的變化而自行操縱行星齒輪，從而實(shí)現(xiàn)自動變速變矩。

結(jié)構(gòu)組成

1、簡單式

由殼體、傳動部分和操縱部分組成。

（1）殼體：殼體是基礎(chǔ)件，用以安裝支承變速器全部零件及存放潤滑油。其上有安裝軸承的精確鏜孔。變速器承受變載荷，所以殼體應(yīng)有足夠的剛度，內(nèi)壁有加強(qiáng)，形狀復(fù)雜，多為鑄件（材料為灰鑄鐵，常用HT200）。為便于安裝，傳動部分和操縱部分常做成剖分式，箱蓋與殼體用螺栓聯(lián)接并可靠定位。殼體上有加油、放油口，油面檢查尺口，還應(yīng)考慮散熱。

（2）傳動部分：是指齒輪、軸、軸承等傳動件。軸的幾何尺寸通過強(qiáng)度、剛度計算確定。因主要決定于剛度，而碳鋼與合金鋼彈性模量近乎相等，所以一般用碳鋼（常用45鋼）。只有齒輪與軸制成一體或軸載荷嚴(yán)重才用合金鋼。軸與齒輪多為花鍵聯(lián)接（對中性好，能可靠傳遞動力，擠壓應(yīng)力小等）。軸的花鍵部分和放軸承處經(jīng)表面淬火處理。軸多用滾動軸承支承，潤滑簡單，效率高、徑向間隙小，軸向定位應(yīng)可靠。潤滑方式多用飛濺（υ》25m/s，只要粘度適宜可甩到壁上）。

（3）操縱部分：主要零件位于變速器蓋內(nèi)。

2、組成式一

簡單式變速器有效率高、構(gòu)造簡單使用方便鈞優(yōu)點(diǎn)礦但檔數(shù)少，i變化范圍?。恳?、速度范圍?。?，只宜在檔數(shù)不多的某些車工采用。若增加i的范圍，則使變速器尺寸加大，軸跨度增加，為了既增加檔數(shù)又不使軸跨度過大，可采用組成式變速器。所謂組成式變速器，通常由兩個簡單式變速器組合而成，其中檔數(shù)較多的稱為主變速器，較少的稱為副變速器。

3、組成式二

（1）可以減少齒輪個數(shù)，而且檔數(shù)越多減少齒輪個數(shù)的優(yōu)點(diǎn)愈明顯。同簡單式變速器相比，它可縮短軸的長度，減少整個變速器的外部尺寸和重量，并且能方便地得到不止一個倒檔。所以當(dāng)前進(jìn)檔數(shù)超過六個檔時，幾乎都用組成式變速器。

（2）傳動：比變化率Ω大：若主變速器傳動比變化率Ωzu=3，副變速器Ωfu=4則Ω=12；若使簡單式變速器Ω=12，結(jié)構(gòu)往往很難合理。

4、組成式三

（1）檔組間傳動比有對應(yīng)關(guān)系，不易使每檔的2，（速度及牽引力）都很理想。

（2）換檔操縱麻煩，有時要操縱兩個變速部分，若為插花換檔還不便記憶。為了減少操縱動作，最好能順序換檔。為此要求重視檔次編排十使第滅檔組傳動比全部大于第11檔組，達(dá)到多數(shù)相領(lǐng)排檔的變換只需操縱主變速的目的，這樣才最為方便。