1 简介
自动变速器是相对于手动变速器而言,能够根据车速和发动机转速自动换档的变速装置。 目前,常见的汽车自动变速器有四种类型,即液力自动变速器(AT)、机械式无级自动变速器(CVT)、电控机械式自动变速器(AMT)和双离合自动变速器。
自动变速器的核心是实现自动换档。 所谓自动换档,是指汽车在行驶过程中,驾驶员根据行驶过程中的需要控制油门踏板(油门踏板),自动变速器可以根据发动机负荷和行驶速度自动换入不同的档位。汽车的运行状况。
2 系统组成
液力传动系统:液力变矩器或液力偶合器连接发动机和齿轮传动系统,在功能上相当于机械离合器。 由于液力偶合器不能改变扭矩的大小,不能将发动机与传动系完全分开,所以已基本被淘汰。
机械齿轮传动系统:多数为行星齿轮机构,少数为定轴齿轮机构。 通常,三档或四档自动变速器至少需要两排行星齿轮机构。
液压控制系统:在油泵的驱动下,液压油推动各种离合器和制动器,使变速器自动换入各个档位。
电控系统:检测器测量车速、发动机负荷等参数,并将其转换成电子信号。 发动机控制单元根据这些信号作出是否换档的判断。
3 分类与结构
根据工作原理的不同,目前汽车上常用的自动变速器有四种,即液力自动变速器(简称AT)、机械式无级自动变速器(简称CVT)和电控机械式自动变速器。 变速箱(,简称AMT)和双离合自动变速器(Dual-,简称DCT)。
液力自动变速器(AT)
液力自动变速器通过液力传动和行星齿轮的组合实现自动变速,一般由液力变矩器、行星齿轮机构、换档执行器、换档控制系统、换档控制机构等装置组成. 如下所示。
根据驱动方式的不同,可分为前后驱动式和前后驱动式,如下图所示。
AT换档不需要离合器,档位变化少,连接平稳使用at变速箱的车品牌,操作简单,不仅给驾驶者带来方便,也给驾驶者带来舒适感。 但是也有很多缺点。 首先,它对速度变化的反应较慢,不如手动变速箱灵敏; 二是耗油不经济,传动效率低,扭矩范围有限。 机构复杂,维修难度大。 液力变矩器内高速循环的液压油会产生高温,应使用规定的耐高温液压油。 此外,如果因电池电量不足而无法启动汽车,则无法通过推车或拖车启动。 如果你拖的是一辆有故障的汽车,要注意让驱动轮离地,以保护自动变速器齿轮不受损坏。
机械式无级变速自动变速器 (CVT)
机械式无级自动变速器的特点是传动比不是一个不连续的点,而是一系列连续的值,从而使车辆的外部驾驶条件和发动机负荷能够更好地协调,可以发挥发动机的潜能充分利用,提高车辆的燃油经济性。 它使汽车具有无漏洞的牵引性能,从而显着提高车辆的性能。 目前动力传动多采用钢带或链条传动,其典型结构如下图所示。
机电式自动变速器 (AMT)
电控机械式自动变速器是在传统手动齿轮变速器的基础上改进而来的。 它是一种机电液一体化自动变速器,结合了AT(自动)和MT(手动)的优点。 变速器自动变速的优点,保留了原手动变速器齿轮传动效率高、成本低、结构简单、制造容易的优点。
在机械变速箱整体传动结构不变的情况下,通过增加微机控制的自动控制系统,实现换档的自动化。 因此,AMT实际上是采用自动换档系统来完成操作离合器、选择档位和换档的工作过程,其典型结构如下图所示。
由于AMT可以在现有手动波的基础上进行改装,生产继承性好,投资成本低,容易被生产厂接受。 AMT的核心技术是微电脑控制,电子技术和质量将直接决定AMT的性能和运行质量。
双离合自动变速器 (DCT)
双离合自动变速器采用两组离合器,通过两组离合器交替工作,达到无间隙换挡的效果。 DCT结合了AT和AMT的优点,传动效率高,结构简单,生产成本低。 既保证了汽车的动力性和经济性,又大大提高了汽车的舒适性。
4 发展历程
世界上第一台量产的全自动变速器是通用汽车公司在 1940 年代生产的 Hydra-Matic,它采用液力偶合器(而不是液力变矩器),三排行星齿轮提供四个前进档和一个倒档。 Hydra-Matic最初是装在汽车上的,后来凯迪拉克和庞蒂亚克也采用了这种变速器。
自动变速器最重要的改进是在二战期间别克开发了一种用于坦克的液力变矩器,它有助于防止发动机因战场上不慎换档而熄火。 到1948年,这种液力变矩器将液力变矩器与其他部件组合成液力变速器,并成形为普通的自动变速器。
1968年,法国雷诺汽车公司率先在自动变速器上使用电子元器件。
70年代,美国每年生产的600万至800万辆汽车中,自动变速器的装备率超过90%。 2015年,本田率先发布了十速自动变速器。 2016年,福特和雪佛兰也推出了十速自动变速器。 档位越多,各档位之间的齿比差距越小,可以减少换挡震动和减慢升档时的扭矩衰减时间,或者在最后几档使用更省油的齿比。
5档选择器和档位模式
驾驶装有自动变速器的汽车时,驾驶员需要通过操纵选档杆来改变档位模式。 这个过程通常被称为“换档”,但它与手动变速器的换档过程不同,因为换档杆的操纵并不选择具体的档位,只是选择档位模式,而换档过程自动执行。 传输是自动完成的。 不同的自动变速箱设定的档位模式不尽相同,但大部分都会有以下档位:P(驻车档)、R(倒档)、N(空档)、D(前进档)、S(低档)速度 2 档),L(低速 1 档)。
P(公园)
选择此档位时,变速箱中的驻车钩会锁定档位,汽车无法移动。 此时应同时拉紧手刹。 只有这样,轮胎才能完全锁死,车身才能稳定,才能延长传动和驻车装置的使用寿命。 为防止损坏变速器中的齿轮,请等待汽车完全停止后再换入该档位。
R ()
选择该档位时,变速器的倒档结合,使汽车向后行驶。 在换入该档位之前,请等待汽车完全停止。
N ()
选择该档位时,变速箱中的齿轮是分开的,处于空档状态。 牵引时应使用N使用at变速箱的车品牌,否则会损坏变速器。
D(驱动器)
D档是最常用的驱动档,称为前进档。 汽车可以在该档位下的一定档位范围内自动换档。 不同的自动变速器的档位数量会有所不同。 其中,有6档(尤其是手动自动),8档最为常见。 从 1990 年代到现在生产的汽车主要基于至少四个前进档。
2 或 S()
属于前进低档。 在该档位,变速器只能在1档和2档两个低档位之间自动换挡。 当汽车行驶在恶劣路面(如冰雪路面等路面附着条件较差的路面)或缓缓上下坡行驶时,可选择该档位。
1 或 L(低)
它也是一个前进低档。 在该档位下,汽车只能以 1 档行驶。 该档位与2档相同,适用于恶劣路面和平缓的上下坡。
6 与手动变速器的比较
优势
取消离合器操作和频繁换档,操作简单。 尤其是在拥堵的城市道路和山区道路上,可以减轻驾驶员的负担。
能自动适应行驶阻力的变化,实现一定范围内的无级变速。
汽车在起步和加速时更平稳。
可以避免因外部负载突然增加而导致发动机熄火的现象。
由于传动原理采用行星齿轮减速,在制造工艺成熟的情况下,可以在不增加体积和质量的情况下增加齿轮的数量(目前9速变速器已研制成功,但体积和质量并不多与 6 速变速器不同)。
一些设计良好的自动变速器已经比手动变速器更省油。
商用车采用自动变速器可以减少专业司机的工作量,例如公共汽车和出租车。
缺点
结构精密复杂,生产成本高,维修不便。
传动效率低,油耗高。 (CVT和双离合手自一体变速箱具有自动变速箱的便利性,但传动效率比传统自动变速箱更接近手动变速箱,如果考虑驾驶技术问题,整体效率可能会超过手动变速箱)
发动机制动器(块制动器)效果较差。
对于汽车驾驶爱好者来说,会降低操控带来的乐趣,起步加速也不如手动挡。
当电池耗尽时,不能依靠手推车启动发动机。