汽车变速器种类及其原理介绍

发布时间:2024-12-03 08:05:23  
汽车变速器按照操控方式可分为手动变速器和自动变速器。常见的自动变速器主要有三种,分别是液力自动变速器( AT )、机械无级自动变速器( CVT )、双离合器变速器(DSG)。

图片

● 手动变速器的结构

手动变速器(Manual Transmission,简称MT),就是必须通过用手拨动变速器杆,才能改变传动比的变速器。手动变速器主要由壳体、传动组件(输入输出轴、齿轮、同步器等)、操纵组件(换挡拉杆、拨叉等)。

图片

● 手动变速器工作原理

手动变速器的工作原理,就是通过拨动变速杆,切换中间轴上的主动齿轮,通过大小不同的齿轮组合与动力输出轴结合,从而改变驱动轮的转矩和转速。下面先看一下简化的手动变速器(2档)的构造图。

图片

发动机的动力输入轴是通过一根中间轴,间接与动力输出轴连接的。如上图所示,中间轴的两个齿轮(红色)与动力输出轴上的两个齿轮(蓝色)是随着发动机输出一起转动的。但是如果没有同步器(紫色)的接合,两个齿轮(蓝色)只能在动力输出轴上空转(即不会带动输出轴转动)。图中同步器位于中间状态,相当于变速器挂了空档。

图片

当变速杆向左移动,使同步器向右移动与齿轮(如上图所示)接合,发动机动力通过中间轴的齿轮,将动力传递给动力输出轴。

图片

图片

一般的手动变速器都有好几个档位(如上图的5档手动变速器),可以理解为在原来的基础上添加了几组齿轮,其实原理都是一样的。如当挂上1挡时,实际上是将(1、2挡同步器)向左移动使同步器与1挡从动齿轮(图中①)接合,将动力传递到输出轴。细心的朋友会发现,R档(倒车档)的主动齿轮和从动齿轮中夹了一个中间齿轮,就是通过这个齿轮实现汽车的倒退行驶。

● 同步器起什么作用?

变速器在进行换档操作时,尤其是从高档向低档的换档很容易产生轮齿或花键齿间的冲击。为了避免齿间冲击,在换档装置中都设置同步器。

图片

同步器有常压式和惯性式两种,目前大部分同步式变速器上采用的是惯性同步器,它主要由接合套、同步锁环等组成,主要是依靠摩擦作用实现同步。

图片

当同步锁环内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触后,在摩擦力矩的作用下齿轮转速迅速降低( 或升高 )到与同步锁环转速相等,两者同步旋转,齿轮相对于同步锁环的转速为零,因而惯性力矩也同时消失,这时在作用力的推动下,接合套不受阻碍地与同步锁环齿圈接合,并进一步与待接合齿轮的齿圈接合而完成换档过程。


3种自动变速器原理解析

众所周知,汽车变速箱可以分为自动变速箱和手动变速箱。但并不是所有的人都能够完整地说出自动变速箱的种类以及各种类自动变速箱究竟在运作原理上有什么不同。下面来剖析一下AT、CVT、DSG这三种自动变速箱的运作原理。

● AT自动变速箱的结构及工作原理:

图片

现在自动变速箱一般都是液力变矩器式自动变速箱,也就是俗称的“AT”自动变速箱。它主要由两大部分构成:1.和发动机飞轮连接的液力变矩器。2.紧跟在液力变矩器后方的变速机构。

图片

液力变矩器一般是由泵轮、定叶轮、涡轮以及锁止离合器组成的。锁止离合器的作用是当车速超过一定速度时,采用锁止离合器将发动机与变速机构直接连接,这样可以减少燃油消耗。

图片

液力变矩器的作用是将发动机的动力输出传递到变速机构。它里面充满了传动油,当与动力输入轴相连接的泵轮转动时,它会通过传动油带动与输出轴相连的涡轮一起转动,从而将发动机动力传递出去。其原理就像一把插电的风扇能够带动一把不插电的风扇的叶片转动一样。

图片

AT自动变速箱每个档位都由一组离合片控制,从而实现变速功能。现在的AT自动变速箱采用电磁阀对离合片进行控制,使得系统更简单,可靠性更好。AT自动变速箱的传动齿轮和手动变速箱的传动齿轮并不相同。AT自动变速箱采用的是行星齿轮组实现扭矩的转换。

图片

AT自动变速箱的换挡控制方式如上图所示。变速箱控制电脑通过电信号控制电磁阀的动作,从而改变变速箱油在阀体油道的走向。当作用在多片式离合片上的油压达到致动压力时,多片式离合片接合从而促使相应的行星齿轮组输出动力。

图片

行星齿轮组包括行星架、齿圈以及太阳轮。当上面提到的三个部件中的一个被固定后,动力便会在其他两个部件之间传递。

● CVT自动变速箱的结构及工作原理:

图片

CVT无级变速箱的主要部件是两个滑轮和一条金属带,金属带套在两个滑轮上。滑轮由两块轮盘组成,这两片轮盘中间的凹槽形成一个V形,其中一边的轮盘由液压控制机构控制,可以视不同的发动机转速,进行分开与拉近的动作,V形凹槽也随之变宽或变窄,将金属带升高或降低,从而改变金属带与滑轮接触的直径,相当于齿轮变速中切换不同直径的齿轮。两个滑轮呈反向调节,即其中一个带轮凹槽逐渐变宽时,另一个带轮凹槽就会逐渐变窄,从而迅速加大传动比的变化。

图片

当汽车慢速行驶时,可以令主动滑轮的凹槽宽度大于被动滑轮凹槽,主动滑轮的金属带圆周半径小于被动滑轮的金属带圆周半径,即小圆带大圆,因此能传递较大的转矩;当汽车逐渐转为高速时,主动滑轮的一边轮盘向内靠拢,凹槽宽度变小迫使金属带升起,直至最高顶端,而被动滑轮的一边轮盘刚好相反,向外移动拉大凹槽宽度迫使金属带降下,即主动滑轮金属带的圆周半径大于被动滑轮金属带的圆周半径,变成大圆带小圆,因此能保证汽车高速行驶时的速度要求。

图片

● DSG自动变速箱的结构及工作原理:

图片

手动挡汽车在换挡时,离合器在分离和接合之间存在动力传递暂时中断的现象。这对于一般的民用车影响不大,但对于争分夺秒的赛车来说,会极大地影响成绩。双离合变速箱能够消除换挡时动力传递的中断现象,缩短换挡时间,同时换挡更加平顺。

图片

上图是一个大众6速DSG双离合变速箱的工作原理图。两个离合器与变速箱装配在同一机构内,其中一个离合器(1)负责挂1、3、5和倒挡;另一个离合器(2)负责挂2、4、6挡。当驾驶员挂上1挡起步时,换挡拨叉同时挂上1挡和2挡,但离合器1结合,离合器2分离,动力通过1挡的齿轮输出动力,2挡齿轮空转。当驾驶员换到2挡时,换挡拨叉同时挂上2挡和3挡,离合器1分离的同时离合器2结合,动力通过2挡齿轮输出,3挡齿轮空转。其余各档位的切换方式均与此类似。这样就解决了换挡过程中动力传输中断的问题。

图片

上图是一个大众7速DSG双离合变速箱的工作原理图,其工作原理与6速类似。离合器1负责控制1、3、5、7挡;离合器2负责控制2、4、6和倒档。

图片

如果大家还是没弄懂双离合变速箱的原理,大家可以看看上面这个大众6速DSG双离合变速箱的原理简图。这个简图非常清晰地说明了双离合变速箱的传动原理。

文章来源于:电控知识搬运工    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    离合器逐渐接合,由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑磨的现象,可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大,而汽车的驱动力也逐渐增大,从而让汽车平稳地起步。 2. 便于换档 汽车行驶过程中,经常换用不同的变速箱......
    油门踏板的深浅程度和车速进行主动换挡。当然,变速器的种类也分为几种:液力变速器、液压传动变速器、电力传动主动变速器等。我们的家用车大多配备液力主动变速器。     因为......
    家参考: 手动挡汽车:一般来说,手动挡汽车的变速箱油更换周期为3-5年或者行驶6-8万公里。 自动挡汽车......
    上汽双离合器变速箱(DCT)的设计与开发;本文结合上汽双离合器变速箱(DCT)的开发过程,对DCT的开发流程进行介绍。 1 DCT的设计与开发 在项目开发前期通过调研市场上的变速箱发展趋势、客户......
    器原理解析 众所周知,汽车变速箱可以分为自动变速箱和手动变速箱。但并不是所有的人都能够完整地说出自动变速箱的种类以及各种类自动变速箱......
    器原理解析 众所周知,汽车变速箱可以分为自动变速箱和手动变速箱。但并不是所有的人都能够完整地说出自动变速箱的种类以及各种类自动变速箱......
    让自动挡车型能像手动车型可以通过挡位来限制车辆的移动,因此在自动变速箱中设置了P挡。P挡主要有一个锁止齿轮以及一个锁止机构构成(图中的锁销、回位弹簧、下压装置、棘爪弹簧、工作销以及工作销预紧弹簧等)。锁止机构与锁止齿轮结合就可以直接固定与车轮相连的变速箱......
    至差速器进而产生驱动力的机构;4、引擎配置:有前置引擎前轮驱动、前置引擎后轮驱动、中置引擎后轮驱动。传动系统的作用是:将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮,产生驱动力,使汽车能在一定速度上行驶。传动系按布置形式分为......
    器的专利图,据悉是为电动车而研发的变速箱。 都知道纯电汽车可以不需要变速箱,虽然增加变速箱有可能会降低能耗或者提升扭矩,但一般都是采用2挡自动变速箱。而这次丰田曝光的手动变速箱......
    汽车变速箱种类-精选版(2024-12-02 07:49:03)
    汽车变速箱种类-精选版; 现在的家用车变速箱大概分为5种,使用的已经很普遍了,但是他们之间有什么区别,恐怕能说明白的人不多,那么......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>