汽車變速箱基礎入門知識: 型別與特點

汽車共有五大總成,分別為:

發動機變速箱轉向機懸架系統車身底盤發動機是車輛的心臟,變速箱就像是神經系統;由於燃油車裝備的內燃機不能長時間高轉速執行,否則油耗會很高、噪音會很大、使用壽命會大幅縮短,所以需要變速器(也成變速箱)來調整轉速並放大車速。用數字標準的1-10個不等的前進擋,數字越大則放大車速的能力越強;簡而言之就是1擋能以2500rpm實現40km/h的時速,5擋能以相同轉速實現90km/h,7擋能以相同轉速實現110-120km/h的時速——轉速不變車速變,這就是變速箱的功能。

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下面可以瞭解各型別變速箱的特點了·首先了解手動擋

MT·manual transmission機械手動操作的變速器,俗稱“手動擋”。

變速器就是指齒輪箱,MT是透過一個機械的檔杆操作齒輪的切換組合,可以理解為用檔杆“撥拉”切換齒輪;這種變速箱的特點是操作複雜但製造成本低,沒有什麼電子配置和晶片的應用,包括潤滑系統也是依靠壓力飛濺潤滑齒輪。

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離合器嚴格來說並不屬於變速箱、也不屬於發動機,它是介於兩者之間的傳動結構,位於發動機的飛輪殼裡是;離合器有摩擦片、壓盤、膜片彈簧和傳動軸,空擋不踩離合器踏板的時候為傳動軸不連線變速箱(齒輪箱),彈簧透過壓盤把摩擦片壓在飛輪上,啟動發動機後為隨動空轉。

踩下離合器踏板是拉起彈簧透過離心力讓飛輪甩開摩擦片和壓盤,此時傳動軸減速可以掛擋;掛擋後才是離合器與變速箱的結合狀態,鬆開剎車踏板、彈簧開始加壓,飛輪、離合器、變速箱結合才能開始傳動。結合過程中會有個壓力逐漸增強的過程,沒有完全釋放壓力之前都會有些打滑,也就是所謂的“半聯動”了;摩擦片和壓盤都會因半聯動而磨損,兩者都屬於損耗件,MT的保養是需要在嚴重磨損後更換離合器片和壓盤的。

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自動變速器的型別

AT·automatic transmission,釋義就是自動變速器。

這種變速器是普及最早的自動變速器,從1939年的奧茲莫爾比上開始應用,十年內就售出了上百萬臺,在上世紀上半葉是非常誇張的資料了;它的優點在於前進擋的切換變成自動的,也就是D(Drive)行駛擋變成自動擋,換擋透過電控單元控制電磁閥來操作,加減速都不用手動操控了。操作的簡化讓駕駛變得更輕鬆,所以被認可也是理所當然的。

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AT的齒輪箱其實與手動變速箱沒有質的區別,都是透過不同的齒輪組合成不同速比的前進擋,用於放大車速;這一部分的使用壽命一點都不比MT低,因為製造工藝標準高所以傳動效率也會更高。

與手動擋的主要區別是傳動部分沒有用離合器,而是換用“液力變矩器”;發動機驅動變矩器泵輪攪動變速箱油,油液透過導輪定向推動渦輪並帶動傳動軸運轉。這種模式的優點是低速起步時沒有半聯動的磨損問題,但車速升高之後還是有磨損的,因為液力傳動損耗較大,需要依靠單向離合器推動渦輪與泵輪結合傳動,變矩器的使用壽命在20-40公里之間,駕駛比較激烈則會短一些。

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AMT·automated manual transmission,釋義為機械自動變速器。

這種變速器的定位低於AT高於MT,實際上就是以MT為基礎,增加電控單元和機械操作單位實現自動換擋;說白了就是用電機和電磁閥替代檔杆的手動換擋操作,換擋流程與原理與MT相同,結果是換擋頓挫感同樣明顯,傳動效率不高但製造成本還是很低。所以追求高駕駛品質的乘用車一般不選擇AMT,但只要能簡化操作即可的客車和卡車大都使用AMT,價效比其實是最高的。

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DCT·double clutch transmission,釋義為雙離合變速器。

AMT只有一組離合器,DCT由兩組離合器分別控制兩根動力輸入軸,每根軸上分別佈局奇數(1357)和偶數(2468)前進擋;AMT換擋慢、DCT換擋極快,因為換擋時可以兩組離合器同步半聯動,在分離前進擋的瞬間可以快速結合新的前進擋。換擋頓挫的原因是換擋速度慢,其實AT的換擋頓挫問題也是很突出的,因為換擋也比較慢;所以DCT理論上要比AT更優秀,但是要區分離合器的型別。

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乾式雙離合(變速箱)是極差的,因其兩組離合器都與MT/AMT相同,離合器沒有潤滑和主動散熱系統;但是雙離合變速箱的換擋積極性很高,也就數換擋頻率和半聯動頻率都很高。那麼兩組離合器同步半聯動所產生的熱能就要“×2”,高熱能會降低離合器片的摩擦係數,結果是容易出現打滑和動力中斷,打滑造成的換擋頓挫與異響問題很突出。

優秀的雙離合變速箱應當用溼式雙離合器,也就是加入變速箱油進行潤滑和散熱的離合器;這種離合器的使用壽命看齊液力變矩器,且能夠有效控制執行溫度。那麼在加上換擋效率的優勢,溼式雙離合就很適合高效能汽車了;不過在燃油車中還是AT更適合越野車,因為低速擋半聯動大油門起步的頻率高,溼式離合器也扛不住,只有綜合液力傳動才能避免高溫與嚴重磨損,但好在越野車畢竟是冷門車型。

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CVT·continuously variable transmission,釋義為無級變速器。

這種變速器是“最年輕”的自動變速器,也是綜合品質最低的;它的傳動部分有些機型用液力變矩器,有些用單組溼式多片式離合器,特點不再贅述。其缺點在於換擋部分沒有用齒輪,而是用兩個夾角可變化(模仿大小齒輪直徑)的錐輪推動鋼帶或鋼鏈傳動(踏板摩托車用皮帶),換擋部分的傳動依靠的是“摩擦”,摩擦就必然存在磨損。

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所以無級變速器的使用壽命是最低的,MT/AT/AMT/DCT的齒輪箱基本都能做到與整車使用壽命相同,只是離合器和變矩器的使用壽命略短;CVT的傳動部分與這些變速箱相同,核心的換擋部分最差不能用超過10萬公里、最高也不過是20多萬公里就會嚴重磨損到報廢。那麼為什麼還要發明這種變速箱呢?

原因是鋼帶錐輪的製造成本低,其發明者範多明斯也就是出於這個優勢才研發了它,初衷是為了降低自動擋汽車的價格;但因為缺點遠大於優點,結果是在歐洲市場沒有得到認可,最終輾轉到日本才用於一些動力很差的代步小車上。目前正常的車輛應當是8萬以內的車輛適合用CVT,超過這個標準為什麼不選AT或溼式雙離合呢?

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這就是各類變速箱的特點,供參考。