高清圖解不同自動(dòng)變速器的構(gòu)造與工作原理

Insigne

自動(dòng)變速器（AT）

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手動(dòng)變速器對(duì)駕駛員的熟練操作技能要求很高，而自動(dòng)變速器卻不需要太高的操作技能。如今，很多自動(dòng)擋汽車安裝的自動(dòng)變速器都是通過(guò)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(guò)電子控制系統(tǒng)（ECU）和液壓來(lái)控制變速器，使其自動(dòng)完成變速。

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液力變矩器起到手動(dòng)變速器中離合器的功能，同時(shí)還有變矩的功能，它能將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞至行星齒輪變速器。

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▲ 自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)

液力變矩器

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液力變矩器由輸入泵輪、輸出渦輪、導(dǎo)輪組成，它通過(guò)液壓油將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給行星齒輪變速器。當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液壓油被送入渦輪，使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)即使踩下制動(dòng)踏板，泵輪和渦輪之間的液壓油仍然繼續(xù)流動(dòng)，并產(chǎn)生摩擦，因此發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；而松開(kāi)制動(dòng)踏板，即使沒(méi)有踩下油門踏板，車輛也能緩慢前行（蠕變現(xiàn)象）。

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另外由于輸入和輸出兩端存在轉(zhuǎn)速差，會(huì)出現(xiàn)扭矩增大的現(xiàn)象，這就是汽車在啟動(dòng)時(shí)得到的扭矩大于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的原因。

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▲ 液力變矩器的工作原理

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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(dòng)的液壓油，因此液力變矩器可以形成自動(dòng)離合的狀態(tài)。有些自動(dòng)變速器的設(shè)置是，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到與渦輪和泵輪的轉(zhuǎn)速相同時(shí)，兩者會(huì)自動(dòng)連接，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行自動(dòng)傳遞。

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行星齒輪變速器

細(xì)微的變速無(wú)法在液力變矩器中實(shí)現(xiàn)，但可以在行星齒輪變速器中實(shí)現(xiàn)。行星齒輪變速器中的一個(gè)單元由中央太陽(yáng)輪、外側(cè)齒圈、太陽(yáng)輪與齒圈間的行星齒輪及行星架組成。

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行星齒輪變速器通過(guò)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(lái)控制，因此自動(dòng)變速器中還安裝有油壓控制機(jī)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(dòng)比，滿足不同行駛條件對(duì)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(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒輪比計(jì)算復(fù)雜

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▲ 行星齒輪變速器的工作原理

無(wú)級(jí)變速器（CVT）

手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器通過(guò)齒輪進(jìn)行逐級(jí)變速，而無(wú)級(jí)變速器通過(guò)帶輪和傳動(dòng)帶可進(jìn)行無(wú)級(jí)變速。無(wú)級(jí)變速器采用傳動(dòng)帶和槽寬可變的帶輪來(lái)傳遞動(dòng)力。當(dāng)改變帶輪的槽寬時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪上傳動(dòng)帶的回轉(zhuǎn)半徑隨之改變，即可完成變速。無(wú)級(jí)變速器的傳遞效率高，能充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，因此既能使汽車行駛保持較大的動(dòng)力，又能節(jié)油降耗；另外它還可以無(wú)級(jí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)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(jí)式和無(wú)級(jí)式兩種變速器配合使用，能夠補(bǔ)償傳遞至傳動(dòng)帶及鏈條過(guò)程中損失的扭矩，同時(shí)還能補(bǔ)償汽車起步時(shí)的扭矩。過(guò)去，人們?cè)谠O(shè)計(jì)汽車時(shí)著重考慮的是價(jià)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(wú)級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)
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金屬帶式CVT的結(jié)構(gòu)：通過(guò)改變兩個(gè)帶輪之間的槽寬，改變了驅(qū)動(dòng)輪與從動(dòng)輪上傳動(dòng)帶的回轉(zhuǎn)半徑，達(dá)到無(wú)級(jí)變速的目的。

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▲ 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的工作原理
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雙離合器自動(dòng)變速器（DCT）

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雙離合器自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)與手動(dòng)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(dòng)變速器中有2個(gè)自動(dòng)離合器，主軸分為奇數(shù)擋輸入軸和偶數(shù)擋輸入軸兩個(gè)系統(tǒng)，通過(guò)提前自動(dòng)轉(zhuǎn)換離合器設(shè)置下一個(gè)擋位，能夠更快地完成變速。雙離合器自動(dòng)變速器中的齒輪通過(guò)機(jī)械方式完成嚙合，提高了變速器的傳動(dòng)效率，同時(shí)也降低了油耗。雙離合器自動(dòng)變速器不僅擁有與手動(dòng)變速器一樣的直接加速感，還能節(jié)油降耗，因此近年來(lái)裝載雙離合器自動(dòng)變速器的汽車越來(lái)越多。

半自動(dòng)變速器也能使離合器操控自動(dòng)化，但是這種變速器只有1個(gè)離合器，因此在變速過(guò)程中會(huì)有一瞬間失去扭矩的情況出現(xiàn)。

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▲ 雙離合器自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)
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雙離合器自動(dòng)變速器有2個(gè)離合器和2個(gè)主軸，相當(dāng)于是把2個(gè)手動(dòng)變速器組合在一起。

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▲ 雙離合器自動(dòng)變速器的工作原理

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圖中黑色線條表示輸入軸和輸出軸，藍(lán)色線條表示奇數(shù)擋對(duì)應(yīng)的離合器、擋位及軸，粉色線條表示偶數(shù)擋對(duì)應(yīng)的離合器、擋位及軸。例如，當(dāng)掛入3擋行駛時(shí)，離合器中的藍(lán)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(kāi)，此時(shí)4擋已做好即將與離合器相連的準(zhǔn)備；隨后黑色線條與藍(lán)色線條分開(kāi)，與粉色線條接合，掛入4擋完成。

盛天亮

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超立傳動(dòng)

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微風(fēng)過(guò)境

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