汽车变速器

变速器的作用 发动机的输出转速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。为了发挥发动机的最佳性能，就必须有一套变速装置，来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度。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。
变速器的型式
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)。目前应用最广泛的是AT，AT几乎成为自动变速器的代名词。
AT是由液力变扭器、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实现变速变矩。其中液力变扭器是最重要的部件，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。
与AT相比，CVT省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而是两组带轮进行变速传动。通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速。由于取消了齿轮传动，因此其传动比可以随意变化，变速更加平顺，没有换挡的突跳感。
AMT和液力自动变速器（AT）一样是有级自动变速器。它在普通手动变速器的基础上，通过加装微电脑控制的电动装置，取代原来由人工操作完成的离合器的分离、接合及变速器的选挡、换挡动作，实现自动换挡。
汽车变速器的一般结构
1.简单式变速器的基本结构：由壳体、传动部分和操纵部分组成。
(1)壳体：壳体是基础件，用以安装支承变速器全部零件及存放润滑油。其上有安装轴承的精确镗孔。变速器承受变载荷，所以壳体应有足够的刚度，内壁有加强，形状复杂，多为铸件(材料为灰铸铁，常用HT200)。
为便于安装，传动部分和操纵部分常做成剖分式，箱盖与壳体用螺栓联接并可靠定位。壳体上有加油、放油口，油面检查尺口，还应考虑散热。
(2)传动部分：是指齿轮、轴、轴承等传动件。轴的几何尺寸通过强度、刚度计算确定。因主要决定于刚度，而碳钢与合金钢弹性模量近乎相等，所以一般用碳钢(常用45钢)。只有齿轮与轴制成一体或轴载荷严重才用合金钢。轴与齿轮多为花键联接(对中性好，能可靠传递动力，挤压应力小等)。轴的花键部分和放轴承处经表面淬火处理。轴多用滚动轴承支承，润滑简单，效率高、径向间隙小，轴向定位应可靠。润滑方式多用飞溅(υ>25m／s，只要粘度适宜可甩到壁上)。
(3)操纵部分：主要零件位于变速器盖内。
2.组成式变速器结构特点：简单式变速器有效率高、构造简单使用方便钧优点矿但档数少，i变化范围小(牵引力、速度范围小)，只宜在档数不多的某些车工采用。若增加i的范围，则使变速器尺寸加大，轴跨度增加，为了既增加档数又不使轴跨度过大，可采用组成式变速器。所谓组成式变速器，通常由两个简单式变速器组合而成，其中档数较多的称为主变速器，较少的称为副变速器。
组成式变速器的优点：
(1)可以减少齿轮个数，而且档数越多减少齿轮个数的优点愈明显。同简单式变速器相比，它可缩短轴的长度，减少整个变速器的外部尺寸和重量，并且能方便地得到不止一个倒档。所以当前进档数超过六个档时，几乎都用组成式变速器。
(2)传动：比变化率Ω大：若主变速器传动比变化率Ωzu=3，副变速器Ωfu=4则Ω=12；若使简单式变速器Ω=12，结构往往很难合理。
组成式变速器的缺点：
（1）档组间传动比有对应关系，不易使每档的2，(速度及牵引力)都很理想。
（2）换档操纵麻烦，有时要操纵两个变速部分，若为插花换档还不便记忆。
为了减少操纵动作，最好能顺序换档。为此要求重视档次编排十使第灭档组传动比全部大于第11档组，达到多数相领排档的变换只需操纵主变速的目的，这样才最为方便。
通用Hydra-Matic
通用可称得上是汽车自动变速器的鼻祖了。世界上第一个自动变速器就是1940年应用在美国通用的奥斯莫比尔汽车上的，它是一台串联式行星齿轮结构的液控变速器。而应用于凯迪拉克 STS-V的最新Hydra-Matic六速自动变速器6L80，则可称得上是世界上最先进的液力自动变速器(AT)了。
对于液力自动变速器来说，它的内部其实也有挡位之分，只是取消了离合器。挡位越多，则换挡的平顺性就越好。目前常见的自动变速器一般都是四速的，即有4个前进挡。6L80则有6个前进挡，齿数比分别是1挡4.03、2挡2.36、3挡1.53、4挡1.15、5挡0.85、6挡0.67。显然，它比4速自动变速器具有更大的速比和更小的速比级差，因此变速时也就更加平顺。
除了挡数更多以外，6L80还具有很多独有的特殊绝技：
驾驶换挡控制系统（DSC）——通过它，司机将车辆从自动挡变成无需离合器的高性能五速手动挡。司机把排挡杆推到DSC位置上后，轻轻一碰就可以在指定的范围内利落、流畅地实现加减挡。在司机切换控制状态下，变速器控制模块会监控车辆的速度、发动机扭力以及所使用的挡位来决定是否自动加挡，避免对动力总成造成破坏。每个挡位上都有滑行离合器，能在所有五个挡位上进行发动机制动。
性能运算降挡系统（PAL）——在连续高速行驶后，阻止升挡，保持发动机制动。变速器控制模块根据驾驶行为来决定是否启动这一装置。如果系统发现车辆拐弯前速度下降，变速器可能会连降两挡以避免失速。
性能运算换挡系统（PAS）——它在关闭油门高速水平加速时自动调节挡位，在油门重新打开时降挡迅速提升动力。变速器控制模块一旦察觉高速水平指令，这项功能立即启动。
这款变速器还有在崎岖山路上减少“挡位搜索”的换挡稳定功能，带有制动助力的降挡监视功能，电控发动机制动，以及适应这些高动力、高扭力的新式发动机所需的新型双片式扭力变换器。另外，SRX还配备了性能卓越的Downgrade Detection下坡刹车辅助系统。
奥迪Multitronic
CVT无疑是变速最为平稳的自动变速器，但是它也有其弱点，比如传动带容易损坏，无法承受较大的载荷等，这些技术上的难关使得它一直以来多应用在小排量、低功率的汽车上。但是，奥迪的Multitronic变速器却打破了这一常规，将无级自动变速器(CVT)拓宽到了大排量、中高档车领域。
传统的CVT的核心是数比变换器，由两组轮盘组和一条张紧的链条组成。Multitronic变速器对链条的结构进行了改进，它采用一种称为多片式链带的传动组件，其链条采用了层状的结构，每一层都有销钉来承受齿轮组斜面给予的压力。此外，链条也是由很多的片组成，从而分化了其所承受的拉力，增加了传输转矩的适应性。这种组件大大拓展了无级变速器的使用范围，能够传递和控制峰值高达280 N?m的动力输出，其传动比超过了以前各种自动变速器的极限值，完全可以满足奥迪A6、A8这样的大型车的要求。
Multitronic还利用了湿式多片式离合器，取代了以前传统CVT和普通自动变速器车上的液压变矩器。这种离合器和F1赛车采用的半机械式电子离合器极为相似，它耗能少，反应更快，而且具有质量小、尺寸小、传动效率高的特点。
Multitronic对液压控制系统也作了优化，它内部有两个活塞，而且高压油路和冷却油路彼此是独立的，这样油泵输油量就比常规配置中的输油量要低得多，也就提高了变速器的效率，行驶性能也因此得到改善。传统无级变速器的“橡胶效应”和“离合器打滑现象”也随之消失。
全新的电子控制系统中还包含了DRP动态控制程序，它能对驾驶员使用油门踏板的方式进行评估，从而确定是把重点放在性能上还是经济性上。若是强调经济性，当车速低至60km/h以下时，它会根据事先设计好的以经济性为主的特性图，通过调低速比，将发动机的转速转化成车辆前进的动力。如果驾驶员把油门踩到底，该程序立即切换到用于驱动的特性图，并转换到低速挡，这时即使行车速度很低，发动机也会以最大功率输出所需的高转速运转。在正常驾驶条件下，它会在这两个极端之间选择最合适的速比。
雷诺R25 F1赛车变速器
雷诺的R2赛车在2005年的F1大奖赛中，可以说是风光无限，力压法拉力、迈凯伦、威廉姆斯等老牌劲旅，而稳居第一。这除了得益于车手的优秀表现外，更与明显改善的赛车性能密不可分，R25赛车的6挡半自动变速器自然也是功不可没。
F1赛车的变速器一般是电控机械自动变速器(AMT)形式，它像手动变速器那样操纵灵活、能最大限度地发挥车手的驾驶经验，同时，它内部采用电脑实现自动换挡控制，因此又和自动变速器一样控制简便，可以说是个半自动变速器。这种变速器集成了手动变速器和自动变速器的优点，因此成为F1赛车的首选。
目前大多数车队普遍采用7挡AMT变速器，即赛车有7个前进挡和1个倒挡。而R25却有所不同，采用6挡半自动变速器。由于少了一挡，在高速时会有些吃亏，但是，由于变速比的不同，它还是会在中低速时获得更大的扭矩，以提高赛车的加速能力。而本赛季雷诺R25的杰出表现，也认证了这种设计的合理性：在最高车速上，R25并不占优势，甚至比F2005要差一些，但是它的加速性能突出，在比赛一开始就能迅速摆脱其他赛车。而且在加减速频繁的转弯处，它的出色加速性能使其他赛车很难超过。
中国汽车变速器市场
中国汽车变速器市场正处于高速发展期。2007年中国汽车销售879.15万辆，2008年汽车产销量将突破900万，2010年汽车销售规模将达到1263万辆。在汽车行业市场规模高速增长的情况下，中国变速器行业面临着重大机遇。2006年我国汽车变速器市场规模达300亿元人民币，并且以每年超过20%的速度增长，预计2010年有望达到600亿元。.