汽车变速器结构特点与发展前景毕业论文

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1、毕业设计（论文）景 德 镇 学 院 毕业设计（论文） 题 目 汽车自动变速器结构特点及发展前景 学 号 201102050124 姓 名 林瑞骁 院 系 机械电子工程系 专 业 汽车检测与维修技术 指导教师 董纵昊 完成时间 2013年10月25号 2摘 要变速器，用于改变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力

2、性能状态下。变速器的发展趋势是越来越复杂，自动化程度也越来越高，自动变速器将是未来的主流。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。通过对目前各种汽车变速器的性能、技术特点进行比较，分析汽车变速器市场的原理和结构及对汽车变速器未来市场的展望。关键词：变速器；结构；组成；原理；发展前景毕业设计（论文）目 录前 言12 汽车变速器结构特点72.1 良好的行驶性能。72.2 操纵简单。72.3 高行车安全性。72.4 降低废气排放。82.5 可以延长发动机和传动系的使用寿命。82.6 提高生产率。82.7 提高了汽车的平顺性。8

3、3汽车变速器的分类93.1手动变速器(MT)93.2自动变速器(AT)123.3手动/自动变速器193.4无级变速器(CVT)193.5按传动比分类193.6按操纵方式划分为强制操纵式、自动操纵式、半自动操纵式204变速器的功用215变速器的组成225.1变速器的组成225.2同步器225.3变速器操纵机构236普通齿轮变速器的工作原理246.1普通齿轮变速器的工作原理246.2、各档动力动力传递情况256.3两轴变速器267自动变速器使用注意事项自动变速器的养护277.1自动变速器使用注意事项277.2自动变速器的养护278汽车变速器的现状与前景299汽车变速器传动技术319.1手动变速器M

4、T319.2自动变速器AT319.3无级变速器CVT319.4自动变速的手动变速器AMT329.5双离台变速器传动DCT329.6混合动力传动3210汽车变速器的特点3410.1手动变速器3410.2自动变速器（AT）的运行特点3410.3无级变速器（CVT）的运行特点3410.4自动变速的手动变速器（AMT）的运行特点3410.5双离合变速器（DCT）的运行特点3511汽车无级变速器的应用3612汽车变速器的发展趋势38参考文献39致 谢40结束语41前 言 随着汽车变速器技术的发展，对变速器提出了更高的性能要求，并提供了广阔的市场空间。由于汽车工业的不断发展，汽车变速器技术也正在日益更新。

5、世界知名汽车企业进入国内汽车市场，促进了国内汽车技术的进步，使得变速器技术不断更新。汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器的发展趋势是越来越复杂，自动化程度也越来越高，自动变速器将是未来的主流。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。 汽车变速器具有这样几个功能：（1）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

6、发动机在有利(功率较高而油耗较低)的工况下工作；（2）在发动机旋转方向不变情况下，是汽车能倒退行驶；（3）利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。2 汽车变速器结构特点自动变速器的特点。液力自动无级变速器也存在不足，如传动效率较低，结构复杂等。但因其无比优越的性能，自动无级变速器的应用仍相当普及。目前,国内大多数汽车采用手动变速器，手动变速器因采用机械传动，故传动效率高、工作可靠、结构简单。但是，因其动载荷大，易使零件过早地磨损。特别是手动变速器要求驾驶员在外界条件比较复杂的情况下，频繁地操纵离合器和换挡，增加了驾驶员的负担，使驾驶员易于疲劳，也不利于安

7、全行车。自动变速器能进行繁复的加速、减速变速器换挡等功能，具有变速平滑、驾驶轻便等优点。可以根据发动机的工况和车速情况，自动智能选择挡位，而且具有下列显著特点:2.1 良好的行驶性能。自动变速装置的挡位变换不但快而且平稳，提高了汽车的乘坐舒适性。通过液力传动和微电脑控制换挡，可以消除或降低动力传递系统中的冲击和载荷，这对在地形复杂、路面恶劣条件下作业的工程车辆、军用车辆尤为重要。试验表明，在坏路段行驶时，自动变速器的车辆传动轴上，最大动载转矩的峰值只有手动变速器的20%40%。原地起步时最大动载转矩的峰值只有手动变速器的50%70%，且能大幅度延长发动机和传动系零部件的寿命。2.2 操纵简单。

8、只需设置液压工作阀的位置，自动变速器就可以根据需要进行自动加挡和减挡，省去了起步和换挡时踏离合器、更换变速杆位置和放松油门等复杂的操作规程，大大减小了驾驶员的劳动强度。2.3 高行车安全性。在车辆行驶过程中，驾驶员必须根据道路、交通条件的变化，对车辆的行驶方向和速度进行改变和调节。以城市大客车为例，平均每分钟换挡35次，而每次换挡有46个手脚协同动作。正是由于这种连续不断的频繁操作，使驾驶员的注意力被分散，而且容易产生疲劳，造成交通事故增加;或者是减少换挡，以操纵油门大小代替变速，即以牺牲燃油经济性来减轻疲劳强度。自动变速的车辆，取消了离合器踏板和变速操纵杆，只要控制油门踏板，就能自动变速,从

9、而减轻了驾驶员的疲劳强度，使行车事故率降低，平均车速提高。 2.4 降低废气排放。发动机在怠速和高速运行时，排放的废气中,CO或CH化合物的浓度较高，而自动变速器的应用，可使发动机经常处于经济转速区域内运转，也就是在较小污染排放的转速范围内工作,从而降低了排气污染。2.5 可以延长发动机和传动系的使用寿命。因为自动变速器采用液力变矩器和发动机“弹性”连接，外界的冲击负荷可以通过藕合器缓冲，有过载保护的功能。在汽车起步换挡、制动时能吸收振动，相应减小了发动机和传动系的动载荷。2.6 提高生产率。换挡时功率基本没有间断，可保证汽车有良好的加速性和较高的平均车速，使发动机的磨损减少，延长了大修间隔里

10、程，提高了出车率。2.7 提高了汽车的平顺性。因采用液力变矩器在汽车起步时，车轮上的牵引力逐步增加，无振动并减少车轮滑动，使起步容易平稳。汽车在行驶中的稳定车速也可以降到最低，甚至为零。行驶阻力增大时，发动机也不会出现熄火。但自动变速器缺点是:与手动变速器相比，其结构较复杂，零件加工难度大，生产成本较高，修理也较麻烦。另外自动变速器的传动效率不够高,当然，通过与发动机的匹配优化、液力变矩器锁止、增加挡位数等措施，可使自动变速器的传动效率效率接近手动变速器的水平。3汽车变速器的分类3.1手动变速器(MT)手动变速器（ManualTransmission，简称MT）又称机械式变速器，即必须用手拨动

11、变速杆（俗称“挡把”）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。轿车手动变速器大多为四挡或五挡有级式齿轮传动变速器，并且通常带同步器，换挡方便，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。手动变速器是与自动变速器相对而言的，其实在自动变速器出现之前所有的汽车都是采用手动变速器。手动变速器是利用大小不同的齿轮配合而达到变速的。最常见的手动变速器多为5挡位（4个前进挡 、1个倒挡），也有的汽车采用6挡位变速器。一般来说，手动变速器的传动效率要比自动变速器的高，因此驾驶者技术好，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。手动变速器是与自动变速器相对而言的，

12、其实在自动变速器出现之前所有的汽车都是采用手动变速器。手动变速器是利用大小不同的齿轮配合而达到变速的。最常见的手动变速器多为5挡位（4个前进挡 、1个倒挡），也有的汽车采用6挡位变速器。 一般来说，手动变速器的传动效率要比自动变速器的高，因此驾驶者技术好，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。传动轴的布置形式通常有两轴式和三轴式两种。 通常后轮驱动的汽车会采用三轴式变速器，即输入轴，输出轴和中间轴。 输入轴前端接离合器与发动机相联，输出轴后端通过凸缘与万向传动装置相联。输入轴与输出轴置于同一条水平线上，中间轴则与它们平行布置。 动力通过齿轮从输入轴传至中间轴再传至输出轴。在许多变

13、速器中输入轴和输出轴能接合在一起，因此动力不必经过中间轴，这时的档位称为直接档。直接档通过单轴传动，传动比为1:1，具有最高的传动效率。 即使在不能提供直接档的变速器中，把输入轴与输出轴布置在一条直线上也有利于降低工作时变速器所需承受的扭矩。 （1）倒档装置为了因应停车或其它特殊需求(如狭路让路.等)，所设置的倒车档位，且仅有一个档位所设置的倒车档位，且仅有一个档位，一般来说，倒档的齿轮比都会跟一档的差不多。图3.1（2）同步器在同步啮合变速式中则有同步器的设置，可使两个齿轮在接合前速度先达到一致，此种同步器在所有的手动排档汽车的变速器中都已使用在同步啮合变速式中则有同步器的设置，可使两个齿轮

14、在接合前速度先达到一致。（3）离合器离合器是可以使两个齿轮分开跟结合的一个机械部分，两个齿轮结合的时候可以传输动力，却没办法变速，所以要靠离合器先把两个齿轮分开，改换齿轮比，再把两个齿轮结合，再继续传输动力。操纵机构一根连接着变速箱上长长的杆子，装有排档头且标示著档位的位置。 图3.2装有排档头且标示着档位的位置,连接着变速箱，通称为打档杆或排档杆，通常设置在中央扶手与中控台的中间位置,有的车系也设置在转向机柱上。档位选择通常以1档为手排车的起步档，1档后以车速或转速升降档 。当车速慢下来很多时就要退至适当的档位，标示R的区域为倒车档。简单来说，在车辆前进发动机转速高的时候升档，发动机转速低的

15、时候降档，转速高低每台车结构设计不一样转速高低也就不一样。与自动变速器的比较此处的自动变速器是指传统的液力式自动变速器，是通过液力变矩器及行星齿轮传递动力的自动变速器。优点：与自动变速器相比较可以给汽车驾驶爱好者带来更多的操控快感，传输效率比自动变速箱要高，当然如果驾驶员操控熟练也会比较省油；维修保养上手动变速器会比自动变速箱较便宜。如果愿意以较高成本使用手自一体变速器，则可以兼顾手自的方便性及高效率，那么引擎煞车的效能就较强，自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代轿车配置的一种发展方向。装有自动变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯注地注视路面

16、交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。 缺点：有人会觉得开车的时候还要控制离合器换档非常的麻烦，尤其是新手会常常在马路上熄火，或是在汽车上坡会突然熄火，操作不当的话很容易把发动机或变速箱弄坏。3.2自动变速器(AT)自动变速器，利用行星齿轮机构进行变速，它能根据驾驶员踩踏油门踏板的行程区间和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。自动变速器的汽车，能根据路面状况自动变速变矩。一般来讲，汽车上常用的自动变速器有以下几种类型：液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无级式机械自动变速器等。其中，最常见的是液力自动变速器。液力自动变速器主要是由液

17、压控制的齿轮变速系统构成，主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据油门的开度和车速的变化，自动地进行换档。3.2.1自动变速器的分类汽车自动变速器常见的有三种型式：分别是液力自动变速器（AT）、机械无级自动变速器(CVT)、电控机械自动变速器(AMT)、双离合器自动变速器（DCT）。目前轿车普遍使用的是AT，AT几乎成为自动变速器的代名词。AT是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变矩器是AT最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。3.2.2自动变速器的挡位一般来说，自动变速器的挡位分为P、R、

18、N、D、2、1或L等。 P(Parking)：用作停车之用，它是利用机械装置去锁紧汽车的转动部分，使汽车不能移动。当汽车需要在一固定位置上停留一段较长时间，或在车位于坡上时，应该拉好手制动及将拨杆推进“P”的位置上。要注意的是：车辆一定要在完全停止时才可使用P挡，否则自动变速器机械部分会受到损坏。另外，自动变速轿车装置空挡启动开关，使得汽车只能在“P”或“N”挡才能启动发动机，以避免在其他挡位上误启动时使汽车突然前窜。 R(Reverse)：倒挡，车辆倒车之用。通常要按下拨杆上的保险按钮，才可将拨杆移至“r”挡。要注意的是：当车辆尚未完全停定时，绝对不可以强行转至“r”挡，否则变速器会受到严重

19、损坏。 N(Neutral)：空挡。将拨杆置于“N”挡上，发动机与变速器之间的动力已经切断分离。如短暂停留可将拨杆置于此挡并拉出手制动杆，右脚可移离刹车踏板稍作休息。 D(Drive)：前进挡，用在一般道路行驶。由于各国车型有不同的设计，所以“D”挡一般包括从1挡至高挡或者2挡至高挡，并会因车速及负荷的变化而自动换挡。将拨杆放置在“D”挡上，驾车者控制车速快慢只要控制好油门踏板就可以了。 2(Second Gear)：1挡为前进挡，但变速器只能在1挡、2挡之间变换，不会跳到3挡和4挡。将拨杆放置在2挡位，汽车会由1挡起步，当速度增加时会自动转1挡。2挡可以用作上、下斜坡之用，此挡段的好处是当上

20、坡或下坡时，车辆会稳定地保持在1挡或2挡位置，不会因上坡的负荷或车速的不平衡、使变速器不停地转挡。在下坡时，利用发动机低转速的阻力作制动，也不会使车子越行越快。 1(First Gear)：1挡也是前进挡，但变速器只能在1挡内工作。不能变换到其他挡位。它用在严重交通堵塞的情况和斜度较大的斜坡上最能发挥功用。上斜坡或下斜坡时，可充分利用汽车发动机的扭力。 3.2.3自动变速器常识正确维护自动变速器 1.经常检查自动变速器油 自动变速器对油液的要求极其严格，它要求油液不仅有润滑、清洗、冷却作用，还应具有传递扭矩和传递液压以控制离合器、制动器的工作性能，所以自动变速器油是一种特殊的高级润滑油，通常称

21、之为“ATF”，其型号有很多种，国内常见的有Ford标准F型和GM标准 DEXRONII型，使用时切记要认清。“ATF”型号不同，其摩擦系数就不一样。若该使用DEXRONII型而错用为F型，则会使自动变速器发生换挡冲击和制动器、离合器突然啮合的现象。F型错用为DEXRONII型则会引起自动变速器内离合器、制动器打滑，加速摩擦片早期磨损。 另外，自动变速器油量的检查也很重要，自动变速器的生产厂家不同，工作液的检查条件也就不同。检查时一般都要求在变速器热态（油温5080）时将汽车停放在水平路面上，发动机怠速运转（本田车规定发动机熄火），选挡杆放在P位（日产车允许放在N位），此时抽出油尺擦净后重新插

22、入再拔出检查，油面应达到油尺上规定的上限刻度附近为准。 油质的检查，一般使用和维护人员因无检测设备，只能从外观上判断，可用手指捻一捻，感觉一下粘度，用鼻子闻一闻气味如何，若已变色或有烧焦的气味，则应更换新油。 2.自动变速器油的更换 多数自动变速器要求定期换油，换油周期一般为24万公里。放油前，应将变速器预热到工作温度，以便降低油的粘度，确保油内杂质和沉淀物随油一起排出。在预热和加油过程中，汽车应停放在水平地面，并拉紧手制动。 放完油后，视情况拆下机油盘，彻底清洗机油盘和过滤器滤网，然后再将机油盘装好。加油时，先从加油口注入工作液达到规定的标准，起动发动机，在发动机怠速运转的情况下，移动选挡杆

23、经所有的挡位后回到P位，这样可使变速器迅速地热起，然后再加油。 3.检查手动选挡机构 手动选挡机构从选挡杆到手动阀是通过连杆或拉线连接起来的，均有调整部位。手动手柄的位置应与自动变速器内的弹簧卡片位置一一对应，若不对应则需调整。手动选挡机构的调整往往被忽视，有时自动变速器修理结束后，由于没有调整选挡机构，最后导致换挡冲击力过大，甚至会造成事故。 4.制动带的调整 自动变速器的制动带为可调结构的均需调整，以补偿其正常磨损。制动带的调整应遵照厂家的技术规定，调整后可通过道路试验判断调整的结果。制动带调整的作业位置，视变速器的型号而不同。 5.停车挡的制动性能检查 在坡道上停车，应将选挡杆扳入P位，

24、此时松开制动踏板，汽车应不会自行滑下。若需要将选挡杆从P位移开，应记住必须先踩下制动踏板，否则会摘不下来，因此在停车挡无制动性能时应检查维修。 3.2.4自动变速器的分类1、 按变速形式分 可分为有级变速器与无级变速器两种 有级变速器是具有有限几个定值传动比（一般有35个前进挡和一个倒挡）的变速器。无级变速器是能使传动比在一定范围内连续变化的变速器，无级变速器目前在汽车上应用已逐步增多。 2、 按无级变矩的种类分 （1）液力变矩器自动变速器 就是在液力变矩器后面装一个齿轮变速系统 。 （2）机械式自动变速器 它是由离合器和依据车速、油门开度改变,V型带轮的作用半径而实现无级变速的 （3）“电动

25、轮”无级变速 它取消了机械传动中的传统机构，而代之以电流输至电动机，以驱动和电动机装成一体的车轮。 3、按自动变速器前进挡的挡位数不同分 自动变速器按前进挡的档位数不同，可分为2个前进挡、3个前进挡、4个前进挡三种。早期的自动变速器通常为2个前进挡或3个前进挡。这两种自动变速器都没有超速挡，其最高挡为直接挡。新型轿车装用的自动变速器基本上都是4个前进挡，即设有超速挡。这种设计虽然使自动变速器的构造更加复杂，但由于设有超速挡，大大改善了汽车的燃油经济性。 4、 按齿轮变速器的类型分 自动变速器按齿轮变速器的类型不同，可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。普通齿轮式自动变速器体积较大，最大传动比较小，

26、使用较少。行星齿轮式自动变速器结构紧凑，能获得较大的传动比，为绝大多数轿车采用。 5、 按齿轮变速系统的控制方式分 （1）液控自动变速器 液控自动变速器是通过机械的手段，将汽车行驶时的车速及节气门开度两个参数转变为液压控制信号；阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小，按照设定的换挡规律，通过控制换挡执行机构动作，实现自动换挡，现在使用较少。 （2）电控液动自动变速器 电控液动自动变速器是通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器液压油温度等参数转变为电信号，并输入电脑；电脑根据这些电信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电控制信号；换挡电磁阀

27、和油压电磁阀再将电脑的电控信号转变为液压控制信号，阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行机构的动作，从而实现自动。 3.2.5自动变速器的基本组成自动变速器的厂牌型号很多，外部形状和内部结构也有所不同，但它们的组成基本相同，都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等，按照这些部件的功能，可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。 1、液力变矩器 液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上，其作用与采用手动变速器的汽车中

28、的离合器相似。它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递到自动变速器的输入轴，并能根据汽车行驶阻力的变化，在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。 2、变速齿轮机构 自动变速器中的变速齿轮机构所采用的型式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。采用普通齿轮式的变速器，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车型采用。目前绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器采用的是行星齿轮式。 变速齿轮机构主要包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。 行星齿轮机构，是自动变速器的重要组成部分之一，主要由太阳轮（也称中心轮）、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。行星齿轮机构是实现变速的机

29、构，速比的改变是通过以不同的元件做主动件和限制不同元件的运动而实现的。在速比改变的过程中，整个行星齿轮组还存在运动，动力传递没有中断，因而实现了动力换挡。 换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动，改变动力传递的方向和速比，主要由多片式离合器、制动器和单向超越离合器等组成。离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主动件。制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住，使之不动。单向超越离合器也是行星齿轮变速器的换挡元件之一，其作用和多片式离合器及制动器基本相同，也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速器组成不同传动

30、比的挡位。 3、供油系统 自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。油泵是自动变速器最重要的总成之一，它通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。油压的调节由调压阀来实现。 4、自动换挡控制系统 自动换挡控制系统能根据发动机的负荷（节气门开度）和汽车的行驶速度，按照设定的换挡规律，自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油路，使离合器结合或分开、制动器制动或释放，以改变齿轮变速器的传动比，从而实现自动换挡。 自动变速器的自动换挡控制

31、系统有液压控制和电液压（电子）控制两种。 液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的，阀门和油路设置在一个板块内，称为阀体总成。不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同，有的装置于上部，有的装置于侧面，纵置的自动变速器一般装置于下部。 在液压控制系统中，增设控制某些液压油路的电磁阀，就成了电器控制的换挡控制系统，若这些电磁阀是由电子计算机控制的，则成为电子控制的换挡系统。 5、换挡操纵机构 自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门阀的操纵机构等。驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置，控制系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素，利用

32、液压自动控制原理或电子自动控制原理，按照一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执行机构的工作，实现自动换挡3.2.6自动变速器的工作过程自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作，自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位的变换。 传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化，自动变速挡位。其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转换成控制油压，并将该油压加到换挡阀的两端，以控制换挡阀的位置，从

33、而改变换挡执行元件（离合器和制动器）的油路。这样，工作液压油进入相应的执行元件，使离合器结合或分离，制动器制动或松开，控制行星齿轮变速器的升挡或降挡，从而实现自动变速。 电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系统而形成的。它通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态，接受驾驶员的指令，并将所获得的信息转换成电信号输入到电控单元。电控单元根据这些信号，通过电磁阀控制液压控制装置的换挡阀，使其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路，从而控制换挡时刻和挡位的变换，以实现自动变速。 3.3手动/自动变速器手动/自动变速器由德国保时捷车厂在911车型上首先推出，称为Tiptronic，它

34、可使高性能跑车不必受限于传统的自动档束缚，让驾驶者也能享受手动换档的乐趣。此型车在其档位上设有“+”、“-”选择档位。在D档时，可自由变换降档(-)或加档(+)，如同手动档一样。驾驶者可以在入弯前像手动档般地强迫降挡减速，出弯时可以低中档加油出弯。现在的自动档车的方向盘上又增加了“+”、“-”换档按钮，驾驶者就能手不离开方向盘加减档。 3.4无级变速器(CVT)无级变速器是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。 因此，要比传统自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变化平稳，没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。无级变速器属于自动变速器的一种，但

35、它能克服普通自动变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。3.5按传动比分类按传动比的变化方式划分可分为有级式、无级式、综合式。1、有级式变速器有级式变速器：有几个可选择的固定传动比，采用齿轮传动。又可分为齿轮轴线固定的普通齿轮变速器和部分齿轮（行星齿轮）轴线旋转的行星齿轮变速器两种。 2、无级式变速器 无级式变速器:传动比可在一定范围内连续变化,常见的有液力式,机械式和电力式等。3、综合式变速器综合式变速器：由有级式变速器和无级式变速器共同组成的，其传动比可以在最大值与最小值之间几个分段的范围内作无级变化。3.6按操纵方式划分为强制操纵式、自动操纵式、半自动操纵式1、强制操纵式强制操纵式

36、变速器：靠驾驶员直接操纵变速杆换档。2、自动操纵式自动操纵式变速器：传动比的选择和换档是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，变速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制执行元件，实现档位的变换。3、半自动操纵式变速器 半自动操纵式变速器：可分为两类，一类是部分档位自动换档，部分档位手动换档；另一类是预先用按钮选定档位，在采下离合器踏板或松开加速踏板时，由执行机构自行换档。404变速器的功用1、改变传动比 改变传动比，满足不同行驶条件对牵引力的需要，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足可能的行驶速度要求。 2、实现倒车行驶实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需要。3、中断动力传递中断动力传递

37、，在发动机起动，怠速运转，汽车换档或需要停车进行动力输出时，中断向驱动轮的动力传递。 5变速器的组成 5.1变速器的组成变速器由传动机构和操纵机构组成。变速器的传动机构的主要作用是改变转矩、转速和旋转方向；变速器的操纵机构的主要作用是控制传动机构实现变速器的传动比的变换。普通齿轮变速器主要分为两轴变速器两种。 （1）三轴变速器这类变速器的前进档主要由输入(第一)轴、中间轴和输出(第二)轴组成。 （2）、两轴变速器这类变速器的前进档主要由输入和输出两根轴组成。 5.2同步器1同步器功用使接合套与待接合齿圈两者之间能迅速同步；阻止在同步之前齿轮进行啮合；防止产生接合齿圈之间的冲击；缩短换档时间，快

38、速完成换档操作；延长齿轮寿命。2同步器的组成及分类目前所使用的同步器几乎都是采用磨擦式同步装置，但其锁止装置不同，因此工作原理也有所不同。按工作原理可分为常压式，惯性式和自行增力式等种类。这里仅介绍目前广泛采用的惯性式同步器。3惯性同步器惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种 锁环式同步器 工作原理花键毂与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。在花键毂两端与齿轮之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）。锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮及花键毂上的外花键齿均相同。在两个锁环上，花键齿对着接合套的一端都有倒角（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。锁环具有与齿轮上的摩擦面锥

39、度相同的内锥面，内锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。三个滑块分别嵌合在花键毂的三个轴向槽内，并可沿槽轴向滑动。在两个弹簧圈的作用下，滑块压向接合套，使滑块中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽中，起到空档定位作用。滑块的两端伸入锁环的三个缺口中。只有当滑块位于缺口的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。 5.3变速器操纵机构 变速器操纵机构组成：变速杆、拨叉、拨叉轴和锁止机构组成。 变速器操纵机构能让驾驶员使变速器挂上或摘下某一档，从而改变变速器的工作状态。为了保证变速器的可靠工作，变速器操纵机构应能满足以下要求：（1）、挂档后应保证结合套与结合齿圈的全部套合（

40、或滑动齿轮换档时，全齿长都进入啮合）。在振动等条件影响下，操纵机构应保证变速器不自行挂档或自行脱档。为此在操纵机构中设有自锁装置，防止自动脱档。 （2）、为了防止同时挂上两个档而使变速器卡死或损坏，在操纵机构中设有互锁装置。 6普通齿轮变速器的工作原理6.1普通齿轮变速器的工作原理一对啮合传动的齿轮，设小齿轮齿数Z120，大齿轮齿数Z240，在相同的时间内小齿轮转过一圈时，大齿轮转过半圈。显然，当小齿轮是主动齿轮时，它的转速经大齿轮输出时就降低了；如果大齿轮是主动齿轮时，它的转速经小齿轮输出时就提高了。这就是齿轮传动的变速原理。 1、三轴五档变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴（输入轴

41、）、中间轴、第二轴（输出轴）、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。a、第一轴第一轴和第一轴常啮合齿轮为一个整体，是变速器的动力输入轴。第一轴前部花键插于离合器从动盘毂中。 b、中间轴在中间轴上制有（或固装）有六个齿轮，作为一个整体而转动。最前面的齿轮与一轴常啮合齿轮相啮合，称为中间轴常啮合齿轮，从离合器输入一轴的动力经这一对常啮合齿轮传到中间轴各齿轮上。向后依次称各齿轮为中间轴三档、二档、倒档、一档和五档齿轮。 c、第二轴在第二轴上，通过花键固装有三个花键毂，通过轴承安装有二轴各档齿轮。其中从前向后，在第一和第二花键毂之间装有三档和二档齿轮，在第二和第三花键毂之间装有一档和五档齿轮，它们

42、分别与中间轴上各相应档齿轮相啮合。在三个花键毂上分别套有带有内花键的接合套，并设有同步机构。通过接合套的前后移动，可以使花键毂与相邻齿轮上的接合齿圈连接在一起，将齿轮上的动力传给二轴。其中在第二个接合套上还制有倒档齿轮。第二轴前端插入一轴齿轮的中心孔内，两者之间设有滚针轴承。第二轴后端通过凸缘与万向传动装置相连。 d、倒档轴倒档轴采用过盈配合压装在壳体相应的轴孔中。倒档齿轮通过轴承活套在倒档轴上。图6.16.2、各档动力动力传递情况 a、一档输入轴第一轴常啮齿轮中间轴中间轴第一档齿轮第二轴一档齿轮一档同步器接合齿圈接合套第二轴输出 b、二档输入轴第一轴常啮齿轮中间轴中间轴第二档齿轮第二轴二档齿

43、轮二档同步器接合齿圈接合套第二轴输出 c、三档输入轴第一轴常啮齿轮中间轴中间轴第三档齿轮第二轴三档齿轮三档同步器接合齿圈接合套第二轴输出 d、四档输入轴一档常啮齿轮第一轴上四档齿轮接合齿圈三、四档同步器接合套第二轴输出（直接档） e、五档输入轴第一轴常啮齿轮中间轴中间轴第五档齿轮第二轴五档齿轮五档同步器接合齿圈接合套第二轴输出（超速档） f、倒档输入轴第一轴常啮齿轮中间轴中间轴倒档齿轮倒档轴上的倒档齿轮第二轴上倒档齿轮第二轴倒档齿轮接合齿圈倒档同步器接合套第二轴输出 6.3两轴变速器两轴变速器主要由输入和输出两根轴组成。与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，在一般档位只经过一对齿轮就可以将

44、输入轴的动力传至输出轴，所以传动效率要高一些；同样因为任何一档都要经过一对齿轮传动，所以任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。 图6.27自动变速器使用注意事项自动变速器的养护7.1自动变速器使用注意事项自动变速器使用注意事项：(1)只有排挡杆置于P、N位置时，方可起动发动机，在点火开关打开状态下，若想移出这两个挡位，必须先踏下制动踏板，同时按下手柄按钮，才可将排挡杆移入其他挡位。 (2)P挡可作为手制动的辅助制动器，但不可替代手制动器。 (3)车辆被牵引时排挡杆须置于N位置，牵引时车速不可超过50Km/h，牵引距离也不能超过50Km，若需牵引更长的距离，需将驱动车轮升离地面

45、。 (4)若自动变速器的控制单元因电气故障而导致其进入应急状态，此时只有3、1、R挡可以工作，不要认为尚有挡位可用，就不去修理，应及时查明故障并排除，否则会损坏自动变速器内的多片离合器。 (5)自动变速器车无法用牵引或推动起动的方法起动发动机，因为ATF油泵不工作，自动变速器无法建立起正常的工作油压。 (6)在寒冷的冬季，行车前先起动发动机预热1分钟后再挂挡行驶。 (7)高速行驶或下坡时挂N挡滑行,部分驾驶员认为在高速行驶或下坡时挂N挡滑行可以节省燃油，其实这是非常错误而且危险的做法。自动变速器在汽车行驶时输出轴转速较高，而此时如果发动机转入怠速状态(挂N挡时)，变速器会出现供油不足，尤其对多

46、片式离合器而言更是容易因为缺少润滑、冷却而烧损。 7.2自动变速器的养护任何机械的使用都要有维护，而自动变速器的维护最重要的就是自动变速器油的检查和更换。自动变速器内注入一种叫做ATF的润滑油，即自动变速器油，它的作用除了润滑、降温和清洗以外，更主要的是通过油的流动传递扭矩，也就是传递发动机和变速箱之间的动力。ATF油的工作温度一般在140摄氏度左右，因此对油的质量要求很高，还必须保持清洁。 变速器油的检查 如果车主愿意，可以自己检查自动变速器油液面。检查时汽车应停放在平坦的路面上，发动机怠速运转，换挡杆位于P位。 第一步：将换挡杆移到挡再从挡移到P挡。通过每个挡位时稍有停留，确保每个挡位啮合

47、和脱开。 第二步：打开发动机舱盖。 第三步：拉起油尺端锁杆，拔出油尺擦干，然后将其推到油底。 第四步：拉出油尺读取液面高度，液面须符合下列条件： 冷态变速器：应从+20一侧读取，液面应保持在MAX到MIN之间。热态变速器：液面应从标有+80一侧读取，液面应保持在MAX到MIN之间。冷态表示发动机运行少于min，最高室温35。汽车至少行驶20Km为热状态。 第五步：如需添加变速器油可通过油尺管上端，过程如下：读取+20一侧加注0.25L，液面可从MIN升到MAX。从+80的一侧加注0.4L，液面可从MIN上升到MAX。 第六步：在变速器油检查过程中，一定要保证干净，避免尘土微粒进入变速器，导致变

48、速器过早损坏。 第七步：如果发现变速器油面出现不正常现象，首先进行简单的目视检查，看看是否存在明显的泄漏或者其他故障，最好还是送到特约售后服务中心进行检查和排除故障。 8汽车变速器的现状与前景随着国内汽车保有量持续快速增长，公路交通所消耗的石油资源占全国石油消耗总量的份额不断攀升。提供给用户低油耗并具备良好动力性能的汽车产品成为目前汽车企业追求的主要目标之一。对汽车的动力性和燃料经济性影响最大的是发动机的运行特性以及传动系统的速比和效率。目前，汽车市场上装备性能更佳、功能更多的自动变速器(AT)轿车迅速增加。为解决AT油耗高、动力性能低的问题，汽车厂商为AT设计可供选择的多种使用模式，使其智能

49、化适应不同驾驶需要。在经挤模式下，电控单元控制变速器的执行机构在发动机转速较低时即按设定的规律曲线完成换档，以减少功率输出达到降低油耗的目的。在运动模式下，其设计的换档规律曲线是控制变速器在发动机转速较高时换档，获取发动机最多的功率，达到提高整车动力性能的目的。在变扭器锁止离合器的控制上，尽量采取合理的工况锁止条件方式选择，以优化设计达到提高传动效率的目的(目前正在开发一种浸油离合器来替代液体变扭器式的AT，避免油介质在动能传递中能量的损失)。但上述智能化设计，还是不能最终解决AT油耗高传动效率低的问题。因为，无论采用哪种模式，都会对发动机功率或油耗作出选择取舍。尽管普通手动齿轮变速器(MT)

50、，存在许多不足，但因其结构简单、效率高、功率大的优点，现在仍大量使用。为解决上述矛盾，在动力性和经济性上超过MT的汽车变速器是CVT (Continuouly Variable Transmission)无级变速技术。汽车变速器是汽车的主要装置之一，汽车行驶速度随工况、负荷的反复变化而不断变化，因此需要汽车变速器传动比的适应范围尽量宽。只有选择无级变速才能满足，因为无级变速可实现传动比的连续变化，使汽车行驶条件与发动机负载实现最佳匹配，充分发挥发动机的潜力，使发动机具有理想的动力性能，提高汽车的经济性，降低排放污染及噪音。从现代汽车变速器的市场状况和发展来看，全世界的各大厂商都对提高AT的性能

51、及研制无级变速器(CVT)表现积极，汽车业界非常重视CVT在汽车上的实用化进程。目前世界上装车较多的汽车变速器是手动变速器(MT)、电控液力自动变速器(ECT)、金属带(链)式无级变速器(CVT)、电控机械式自动变速器(AMT)、双离合器变速器(DCT)及环形锥盘滚轮牵引式无级变速器(IVT)等数种，并具有各自优势，但其中金属带式无级变速器前景看好。ECT变扭器中的自动变速器油(ATF)在高速运动中，由于油液分子间的内摩擦和油液分子与各工作轮叶片表面间的摩擦所消耗的部分能量及泵轮、涡轮窄隙处油液剪切等原因会产生油液温度升高造成功率损失，存在传动效率低、油耗较大的不足，另外还存在结构复杂、成本高

52、及维修难度大等较明显缺点。欧洲格特拉克(GETRAG)变速箱公司开发的电控机械自动变速器(AMT)则克服了AT效率低等缺点，与AT相比，具有更大的发展优势。可是，AMT依旧需要复杂的电控系统来控制。9汽车变速器传动技术9.1手动变速器MT自汽车发明以来，手动变速器一直得到广泛应用。直到20世纪60年代，大部分的汽车变速器只有3个档位，只有高速档具备同步器。当时驾驶员驾驶车辆时，必须有很好的技术，才能平顺地换档。发展至今，大多数手动变速器也搭载有5档，甚至6档速率。低档速率对节约燃料有好处，加快速度需要变高速档。9.2自动变速器AT自动变速器自上世纪40年代开始使用，自美国制造商发展起来。当时，

53、由于电子装置还没有发展起来，只有通过液压系统才能控制有关的操纵装置。随着时代的发展，自动变速器的档位数就像手动变速器一样逐渐增加了。由于电子操纵装置和增大齿轮的速比范围，液力变矩器仅限于在车辆启动的阶段使用。这不但对降低燃料消耗有好处，而且也改善了轿车的性能。新型的5档或6档自动变速器，采用新的控制系统，与老一代产品相比，重量相当，但传递的扭矩大大增加。为了降低内部损耗，采用多档位、小速比差可以减少燃料消耗，增加车辆行驶的平顺性。从燃油经济性、运动性能和舒适性而言，当自动变速器的档位不断增多，速比差不断减小，就很接近连续变速的CVT变速器了。9.3无级变速器CVT无级变速齿轮传动装置，是在上世

54、纪中叶出现的。当时，由于没有合适的自动化控制操纵装置，在电子时代之前，所有的机械控制装置，最终都没有能够成功地安装在汽车上。这时，发动机的效率及行车条件都由驾驶者的行车能力来决定。直到上世纪80年代术期，CVT才首次运用在批量生产的汽车中。利用链条传送动力的装备的CVT，需要起动机离合器或液力变矩器。为了倒车还需要一套额外的倒车齿轮组。能量是通过轮盘和链子之间产生的摩擦从轴轮传到另一个轴轮。这就是问题的关键所在，因为只能用专用的润滑剂才可以避免在轴与轴之间会发生打滑或点蚀。CVT对扭矩是非常敏感的。同其他传动系统相比，升级为更大能量的发动机需要进行更多详细的检查。发动机速度和车速度没有固定的比

55、率。此外，音响效果与手动变速器有很大的不同。由于这个原因，无级变速传动有时小受客户欢迎。噪声的问题有时可导致另外叫做“橡皮筋儿作用”的问题。以上指的是，随着车速度的增加，有可能发动机速度减低下来。为了同避这个问题，有些制造商提供以固定比率为7的CVT，这样很像齿轮传动。若软件不仔细地被起动，轴轮就容易会破坏到极限。在这种条件下，无级变速传动的作用无非是保证两个齿轮良好地啮合起来而已。由于动力传递完全取决于轮盘和链子之间的摩擦力，目前，使用CVT变速器的发动机扭矩极限大约为350到400 Nm。9.4自动变速的手动变速器AMT起初AMT很受人喜欢，因为价格比AT和CVT便宜得多。特别是在多档位重

56、型卡车上，这种自动化的变速器在欧洲、北美洲占有很大市场份额。就小轿车而言，AMT却得不到广泛认可。这主要是由于换档时，会造成动力中断，这被视为不利之处。决定是否使用AMT，主要要考虑车的重量和动力传递的特性的要求。9.5双离台变速器传动DCT降低成本是发展任何一种变速器的主要驱动力。在AMT杀被广泛采用之后，双离合器变速器(OCT)成为了一个在AT和CVT之外的有趣选择。双离合器变速器中的零部件与手动变速器很相似。到目前为止，干式离合器的DCT，由于成本低，一直被认为是一种对小发动机有利的选择。而湿式离合器则需要一套由油泵和油压回路来驱动离合器和换档同步器。所以，湿式离合器DCT比MT的内部损

57、耗要多，但低于AT，更大大地低于CVT。特别是对于横置发动机传动系统更是如此。9.6混合动力传动混合传动是指，车上有两个可交替或混合使用的动力源。在许多情况下，一台动力源是内燃机，另一台是由电池驱动的电动机。一般说来，混合动力的目的是减少燃料消耗和排放。这里，混合动力的关键问题是电动机的大小和它是从哪儿得到所需的能量。设计混合传动的主要任务是从制动中获得再生能源。所以可以获得的再生电力的多少取决于车辆载荷循环因数(即车辆停止和行驶的比例)、电动机的大小和它的特征。可以想见，最近几年有很多相关的新颖设计还在进行中。混合传动在长途运输中没有太多的好处。在混合传动系统中，电动机是个薄弱环节。因为能量

58、和电流这两方面的限制，并且电动机的重量大、体积大、价格也高。再说，到现在对它的寿命和可靠性的研究也只处于萌芽状态而已。10汽车变速器的特点10.1手动变速器手动变速器是最常见的变速器其换档操作遵从驾驶者的意志、结构简单、故障率相对较低，价廉枋美。近年来随着汽车工业的发展、车辆设备性能、结构变化导致车辆传动部的润滑条件较过去更为苛刻：1、齿轮箱体积更小。由于使用者对燃油经济性要求提高、汽车制造商提高了后桥及变速器传动功率密度、使齿轮箱内润滑油容量变小齿轮温度和负荷提高。2、空气动力学设计改进。采用空气动力学设计可以有效握高燃油经济性但同时使后桥爱变速器周围的空气溘速降低。有OEM报道采用空气动力

59、学设计可能使重负荷卡车手动变速器的工作温度提高2530。3、缓冲器的使用。容易在齿轮齿尖产生剥坑。4、同步器的广泛应用。在同步耐久性、抗点蚀、杭擦伤性能上对变速器油提出了更高的要求。10.2自动变速器（AT）的运行特点自动变速器能自动进行反复的加速，减速、换档等功能具有变速平滑驾驶轻便等优点，但其在油耗方面比手动变速器高515。10.3无级变速器（CVT）的运行特点无级变速器虽然具有变速柔和、舒适等特点，但变速器内能量损失过大，并不节油，承载扭矩具有局限性，成本较高。10.4自动变速的手动变速器（AMT）的运行特点自动变速的手动变速器比自动变速器和手动变速器节能，但由于其是基于手动变速器发展起

60、来的，具有不可逾越的技术阻碍，即动力中断现象，一般应用在紧凑型车河商用车上。10.5双离合变速器（DCT）的运行特点双离台器变速器拥有2个离台器和2套输入输出轴。其工作原理是：可以同时有2个挡位啮台，汽车在正常行驶时，一个离台器控制单数挡位齿轮，一个离合嚣控制双数档位齿轮；变速嚣在换档过程中，保持动力不切断。因此，双离台器变速器的优点是燃油经济性好、响应时间短、扭矩传递没有限制（与带式无级变速器相比），扭矩传进没有中断（与自动变速的手动变速器相比）。双离台器变速器的制造成本比自动变速嚣和无级变速器低，也可以使用现有手动变速嚣生产设备生产。由于双离台器变速器采用机械传动，因此在调整控制程序、改变

61、加遗度性能后。适用于中、高档轿车和运动型汽车。双离合变速器在节能方面比5速自动变速器高15%：如果与混合动力车相匹配，节能效果会更加明显。11汽车无级变速器的应用在汽车无级变速器(CVT)应用方面，国内与国外车型存在的差距也正在逐渐缩小。如本田开发的Multimatics装备在飞度轿车上，其优点表现在变速柔顺、操纵稳定性好及节约能耗方面。此外，奥迪A6、A4、菲亚特派力奥、西耶耶、周末风、奇瑞旗云、风云、QQ、东方之子也有CVT可供选择。目前装备汽车的CVT大多数采用摩擦传动，其功率小、效率低，如V型橡胶带式、V型金属带式、多盘式、滚轮转盘式等，主要通过静摩擦力实现动力传递。从V型橡胶带无级变速器到现代的金属带式无级变速器在汽车上的实际应用，期间经历了一个世纪(18861987)。如今，金属带式无级变速器已经装备在欧美日等国家地区生产的中小排量汽车上。近年下线的奥迪V6 2.8L轿车就装备金属链带式无级变速器，输出功率为142kw，这实际上代表现代无级变速器研发技术水平的最高成就。在奥迪A6装备multitronic手动无级一体变速器的轿车上，预设6个手动档位，换档过程