浅谈汽车变速器工作原理及结构

如今人均生活水平都提高了，很多人都拥有了自己的汽车，从而方便了自己出行。有车的朋友都知道，汽车变速器是汽车的核心部件之一，汽车的作用就是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。

手动变速箱

手动变速箱称手动变速器（简称MT）又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（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。

手动变速器的工作原理，就是通过拨动变速杆，切换中间轴上的主动齿轮，通过大小不同的齿轮组合与动力输出轴结合，从而改变驱动轮的转矩和转速。下面先看一下简化的手动变速器（2档）的构造图。

发动机的动力输入轴是通过一根中间轴，间接与动力输出轴连接的。如上图所示，中间轴的两个齿轮（红色）与动力输出轴上的两个齿轮（蓝色）是随着发动机输出一起转动的。但是如果没有同步器（紫色）的接合，两个齿轮（蓝色）只能在动力输出轴上空转（即不会带动输出轴转动）。图中同步器位于中间状态，相当于变速器挂了空档。

当变速杆向左移动，使同步器向右移动与齿轮（如上图所示）接合，发动机动力通过中间轴的齿轮，将动力传递给动力输出轴。

自动变速箱

自动变速器是利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，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。

汽车自动变速器常见的有四种型式：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（Dual Clutch Transmission--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达到变速变矩。其中液力变扭器是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。

其工作原理，液力变扭器是AT最具特点的部件，它直接输入发动机动力，并传递扭矩，同时具有离合作用。泵轮会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮来提高效率，液压操纵系统会随发动机工作的变化而自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。

结构组成

1、简单式

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、组成式一

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。

3、组成式二

（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。

4、组成式三

（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。