汽车变速箱的基本工作原理(图)

汽车变速箱的基本工作原理（图）变速箱的基本工作原理一、变速箱的作用发动机的物理特性决定了变速箱的存在。

首先，任何发动机都有其峰值转速；其次，发动机最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。

比如，发动机最大功率出现在5500转。

变速箱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，换档可以使得发动机工作在其最佳的动力性能状态下。

理想情况下，变速箱应具有灵活的变速比。

无级变速箱（CVT）就具有这种特性，可以较好的发挥发动机的动力性能。

二、CVT无级变速箱有着连续的变速比。

其一直因为价格、尺寸及可靠性的关系而没有大量装备汽车。

现在，改进的设计使得CVT的使用已比较普遍。

下图为国产AUDI 2.8 CVT汽车变速箱的基本工作原理汽车变速箱的基本工作原理变速箱通过离合器与发动机相连，这样，变速箱的输入轴就可以和发动机达到同步转速下为奔驰C级Sport Coupe 6速手动变速箱汽车变速箱的基本工作原理一个5档的变速箱提供5种不同的变速比，在输入轴和输出轴间产生转速差。

见下表：汽车变速箱的基本工作原理三、简单的变速箱模型为了更好的理解变速箱的工作原理，下面让我们先来看一个2档变速箱的简单模型，看看各部分之间是如何配合的：汽车变速箱的基本工作原理输入轴（绿色）通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个部件。

轴和齿轮（红色）叫做中间轴。

它们一起旋转。

轴（绿色）旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转，这时，中间轴就可以传输发动机的动力了。

轴（黄色）是一个花键轴，直接和驱动轴相连，通过差速器来驱动汽车。

车轮转动会带着花键轴一起转动。

齿轮（蓝色）在花键轴上自由转动。

在发动机停止，但车辆仍在运动中时，齿轮（蓝色）和中间轴都在静止状态，而花键轴依然随车轮转动。

齿轮（蓝色）和花键轴是由套筒来连接的，套筒可以随着花键轴转动，同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮（蓝色）。

1档挂进1档时，套筒就和右边的齿轮（蓝色）啮合。

见下图：汽车变速箱的基本工作原理如图所示，输入轴（绿色）带动中间轴，中间轴带动右边的齿轮（蓝色），齿轮通过套筒和花键轴相连，传递能量至驱动轴上。

在这同时，左边的齿轮（蓝色）也在旋转，但由于没有和套筒啮合，所以它不对花键轴产生影响。

当套筒在两个齿轮中间时（第一张图所示），变速箱在空挡位置。

两个齿轮都在花键轴上自由转动，速度是由中间轴上的齿轮和齿轮（蓝色）间的变速比决定的。

四、真正的变速箱如今，5档手动变速箱应用已经很普遍了，以下是其模型。

汽车变速箱的基本工作原理换档杆通过三个连杆连接着三个换档叉，见下图汽车变速箱的基本工作原理在换挡杆的中间有个旋转点，当你拨入1档时，实际上是将连杆和换档叉往反方向推。

你左右移动换档杆时，实际上是在选择不同的换档叉（不同的套筒）；前后移动时则是选择不同的齿轮（蓝色）汽车变速箱的基本工作原理倒档通过一个中间齿轮（紫色）来实现。

如图所示，齿轮（蓝色）始终朝其他齿轮（蓝色）相反的方向转动。

因此，在汽车前进的过程中，是不可能挂进倒档的，套筒上的齿和齿轮（蓝色）不能啮合，但是会产生很大的噪音。

同步装置同步是使得套筒上的齿和齿轮（蓝色）啮合之前产生一个摩擦接触，见下图汽车变速箱的基本工作原理齿轮（蓝色）上的锥形凸出刚好卡进套筒的锥形缺口，两者之间的摩擦力使得套筒和齿轮（蓝色）同步，套筒的外部滑动，和齿轮啮合。

汽车厂商制造变速箱时有各自的实现方式，这里介绍的是一个基本的概念！自动变速箱工作原理如果你开过自动档的车的话，你就知道自动档和手动档有两大区别自动档不像手动，没有离合器自动档不用换档，把档把拨到DRIVE D档就行。

自动变速箱(加上扭矩转换器TORQUE CONVERTER，有的地方叫它湿式离合器) 和手动变速箱(加上离合器) 用完全不同的方法做到了相同的功用。

汽车中自动变速箱的位置跟手动变速箱一样，自动变速箱的主要作用就是把引擎的输出变换出很大的速度变化范围输出到驱动轮上。

奔驰CLK自动变速箱的解剖图宝马7型的6速变速器手动和自动变速箱之间一个很重要的不同就是，手动变速箱通过把不同直径的齿轮锁住到输出轴上来达到改变齿轮比，而自动变速箱却用同一组齿轮的不同排列来产生不同的齿轮比。

那组齿轮叫做行星齿轮。

一个自动变速箱是两个行星齿轮组合在一起组成的一个整体。

从左到右：圈齿RING轮GEAR，行星载体PLANET CARRIER，和两个太阳齿 SUN GEARS 任何行星齿轮都有三个重要组成部分：太阳齿行星齿和行星齿载体圈齿每个组成部分都可以变化成为输入，输出或者静止。

选择不同的组合，就可以得到不同的齿轮比。

这样的话一组齿轮毋需和其他齿轮联上，分开就可以输出不同的齿轮比。

把两组齿轮排成一行就可以得到四个前进档和一个倒车档。

扭矩转换器(也叫湿式离合器)TORQUE CONVERTERS的工作原理如果你读过上面关于手动变速箱的讨论，你就知道引擎是通过离合器和手动变速箱连接的。

如果没有离合器的话要停车的话就非得把引擎关掉。

但是用自动变速箱的汽车是不用离合器的。

它使用的是扭矩转换器。

现在我们来看看为什么自动变速箱需要扭矩转换器，扭矩转换器的工作原理和扭矩转换器的优点和不足。

和手动变速箱一样，自动变速箱的汽车也需要在车轮和变速箱静止时能够让引擎仍旧能够转动。

手动变速箱用的是离合器来把引擎和变速箱断开。

自动变速箱用的是扭矩转换器。

扭矩转换器在引擎和变速箱之间扭矩转换器是一种液体耦合器FLUID COUPLING，它能让引擎和变速箱各自独立旋转。

如果汽车在等红灯发动机怠速，引擎的转速很低，它输入扭矩转换器的扭力就很小。

所以只要轻踩煞车就可以让汽车保持静止。

你可以试试，如果你左脚去踩一下油门的话，你的右脚就要踩重一点煞车才能让汽车保持静止。

因为你给油的话，引擎转速上升，将更多的液体抽入扭矩转换器，这样就向轮子输出了更多的扭力。

如下图所示，在扭矩转换器坚固的外壳里有四个组成部分。

泵PUMP涡轮TURBINE定子STATOR变速箱液体TRAMISSION FLUID从左至右：涡轮，定子，泵扭矩转换器的外壳是固定在引擎的飞轮上的，所以它和引擎转速同步。

泵上的叶片是固定在外壳上的，所以它们和引擎转速也是同步的。

下图显示各个部件是怎样装配起来的。

扭矩转换器的泵是一种离心泵。

它转动的时候就把液体向外甩。

当液体向外甩后中心就产生了一个真空这样就可以吸入更多的液体。

液体进入了和变速箱相联的涡轮的叶片，这样涡轮就推动变速箱转动。

这样汽车就开始向前跑了。

除了不用关闭引擎能让汽车停下以外，扭矩转换器事实上在汽车起步加速时输出更大的扭矩。

现代的扭矩转换器能够把引擎的扭矩放大两到三倍。

当引擎的转速比变速箱转的快时扭矩转换器能够输出比引擎大的扭矩来了。

高速时，变速箱的速度就渐渐追上引擎的转速了。

最终两者的速度就很接近了。

当然最好是相同，因为他们转速不同的话，就有能量损耗。

这也就是为什么自动档的车比手动要耗油的原因之一。

为了解决这个问题，有些汽车上的扭矩转换器上有一个锁止离合器LOCKUP材CLUTCH。

当扭矩转换器的两半转速相近时，锁止离合器就把它们联起来，这样它们之间就没有滑动。

提高了传动效率。

CVT变速箱工作原理……CVT（Continuously Variable Transmission），直接翻译就是连续可变传动，顾名思义就是没有明确具体的档位，操作上类似自动变速箱，但是速比的变化却不同于自动变速箱的跳挡过程，而是连续的，因此动力传输持续而顺畅。

早在1958年，一名荷兰人(Van Doorne先生，DAF牌汽车的创始人)拉开了人类对无级变速器实用化的序幕，第一套无级变速器被装到一辆仅600cc的小汽车上使用CVT传动系统里，传统的齿轮被一对滑轮和一只钢制皮带所取代，每个滑轮其实是由两个椎形盘组成的V形结构，引擎轴连接小滑轮，透过钢制皮带带动大滑轮。

玄机就出在这特殊的滑轮上：CVT的传动滑轮构造比较奇怪，分成活动的左右两半，可以相对接近或分离。

锥型盘可在液压的推力作用下收紧或张开，挤压钢片链条以此来调节V型槽的宽度。

当锥型盘向内侧移动收紧时，钢片链条在锥盘的挤压下向圆心以外的方向（离心方向）运动，相反会向圆心以内运动。

这样，钢片链条带动的圆盘直径增大，传动比也就发生了变化CVT变速箱有哪些优点？1、由于没有了一般自动挡变速箱的传动齿轮，也就没有了自动挡变速箱的换挡过程，由此带来的换档顿挫感也随之消失，因此CVT变速箱的动力输出是线性的，在实际驾驶中非常平顺。

2、CVT的传动系统理论上挡位可以无限多，挡位设定更为自由，传统传动系统中的齿轮比、速比以及性能、耗油、废气排放的平衡，都更容易达到。

3、CVT传动的机械效率、省油性大大优于普通的自动挡变速箱，仅次于手动挡变速箱，燃油经济性要比好很多。

既然有这么多优点，为什么不让所有的汽车都采用CVT变速箱呢？有两方面因素：1、相比传统自动挡变速箱而言，它的成本要略高；而且操作不当的话，出问题的概率更高。

2、CVT变速箱本身还有它的缺点，就是传动的钢制皮带能够承受的力量有限，一般而言超过2.8L排量或者280N·M以上的动力是它的上限，不过我们也看到现在有越来越多的车型，诸如奥迪或者日产，都已经打破了这个上限，相信钢带的问题会逐步得到解决。