手动变速器的分类与结构 汽车自动变速器的结构有哪些

手动变速器的分类与结构

手动变速器由变速传动机构、变速器壳体、操纵机构组成。变速传动机构可按前进挡数或轴的形式不同分类。按照前进挡数可以分为三档、四档、五档、多档变速器；按照轴的形式可以分为固定轴式（齿轮的旋转轴线固定不动）和旋转轴式（齿轮的旋转轴线也是转动的，如行星齿轮变速器），其中固定轴式手动变速器可以根据轴数的不同，分为两轴式、中间轴式、双中间轴式、多中间轴式。 两轴式手动变速器如下图所示。其特点是输出轴与输入轴平行，没有中间轴，发动机的动力经过离合器传入变速器一轴（输入轴），再经过齿轮变速后由二轴（输出轴）输出给主减速器。
两轴式变速器从输入轴到输出轴只通过一对齿轮传动，倒挡传动路线中也只有一个中间齿轮，因而机械效率高，噪声小。但由于它不可能有直接挡，因而最高挡的机械效率比直接档低。这种结构形式适合于发动机前置、前轮驱动或发动机后置、后轮驱动的轿车和微、轻型货车上。 中间轴式手动变速器的结构如下图所示。其特点是具有第一轴（输入轴），第二轴（输出轴）和中间轴，输入轴与输出轴置于同一条水平线上，中间轴则与它们平行布置。发动机的动力经过离合器传入变速器第一轴，再经过中间轴，最后经变速后的动力从第二轴输出给驱动桥。
在许多变速器中，输入轴和输出轴能接合在一起，因此动力不必经过中间轴，这时的档位称为直接档。直接档通过单轴传动，传动比为1:1，具有最高的传动效率。这种结构形式适合于发动机前置、后轮驱动的汽车。

汽车自动变速器的结构有哪些？

电子控制自动变速器的结构电子控制自动变速器
一、序言

汽车自动变速是指自动变换传动比,调节或变换发动机动力输出性能,经济而方便地传送动力,较好地适应外界负载与道路条件的需要。自动变速器自1939年美国通用汽车公司首次在轿车上应用以来,发展速度很快,尤其是电子技术和微处理机应用于换挡变速之后,自动变速技术这一人们长期追求的目标,进入了迅速发展的崭新时期。从1981年起,美国、曰本一些汽车公司相继开发出各种微机控制的自动变速系统,诸如电子控制液力变矩式自动变速器,电子控制多级齿轮变速器等。曰本丰田公司生产的电子控制变速器(ECT)首先应用于豪华型皇冠牌轿车上,这种微机控制的四挡变速器的优点主要是:能保证最佳的换挡规律,换挡的精确性好,能获得良好的燃料经济性和满意的动力性,减少污染；换挡灵便,换挡过程平稳,无冲击和振动,换挡品质好,行驶舒适,换挡动作准确、及时；操纵系统工作稳定、可靠,能在高低温、大颠簸、冲击振动、强磁场、电子干扰下正常工作；驾驶员可以干预自动换挡,以适应复杂的交通情况和地形条件；控制系统具有自我修正换挡和高度灵敏的自我诊断功能；操纵容易,在交通拥挤时可大大提高车辆行驶的安全性及可靠性。由于上述原因,自动变速器已广泛应用于轿车、客车、大型公共汽车、越野车及重型牵引车上,并且装车率迅速增长,尤其在美、曰、德等国生产的轿车上,采用电子控制变速器的比例越来越高。当然,电子控制自动变速器也存在结构复杂、零件精度要求高、制造难度大,成本较高,相应的维修技术较复杂,传动效率较手动齿轮式变速器低等缺点。

目前,电子控制自动变速器发展的主要特点是实现一机多参数多规律控制,并在此基础上将控制变速器的微机与控制发动机的微机合并在一起,实现其综合控制。所谓一机是指采用单一微机控制,多参数是指输入微机的控制参数多元化,即控制参数不仅有发动机转速、车速、节气门开度等信号,而且有反映发动机和变速器工作环境、车辆行驶环境的信号,这些参数能全面反映发动机和变速器的实际工况。多规律是指控制微机中同时存储多种换挡规律,如最佳经济性和最佳动力性换挡规律等,驾驶员可根据需要调用相应的规律实现最佳换挡控制。所谓综合控制是指在发动机与变速器微机处理信号的同时,对变速时发动机的点火时间进行延迟控制,使发动机输出扭矩略有下降,大大减少变速时的冲击现象,明显改进变速性能,综合控制的方框图如图1-1所示。
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图1-1 综合控制的方框图
1-发动机；2-自动变速器；3-发动机控制信号；4-变速控制信号；5-发动机控制用微机6-发动机控制信号；7-发动机转速状态控制信号；8-变速控制用微机；9-发动机与变速控制单元ECU；10-节气门位置传感器；11-速度传感器(在变速器内)；12-速度传感器(在速度表内)；13-水温开关；14-变速方式选择开关；15-空挡启动开关；16-停车灯开关；17-变速控制开关

其次,电子控制自动变速器为提高传动效率,改善燃油经济性,普遍采用了闭锁式液力变矩器。为减轻质量,缩短动力传动路线,在前置发动机前轮驱动的车辆(FF)中,自动变速器通常与驱动桥结合为一体,构成自动驱动桥。为加宽变速范围,缩小传动比间隔,自动变速器正在向多挡化发展,四挡变速器已普遍成为轿车的标准结构,五挡自动变速器早已投放市场。为便于使用维修,控制系统的诊断功能不断增强。此外,世界各大汽车公司对无级变速的研究十分活跃,估计在不长的时间内电子控制的无级自动变速器将会应用于现代汽车上。

二、电子控制自动变速器的组成

电子控制自动变速器通常由液力变矩器、行星齿轮变速系统、换挡执行器、液压自动操纵系统、电子控制系统五部分组成,图2-1所示为典型的汽车四挡自动变速器结构图。

1.液力变矩器

液力变矩器是电子控制自动变速器不可缺少的核心组成部分,它能将输入轴的扭矩连续自动地传给输出轴,是典型的液力传动装置。目前轿车上广泛采用由泵轮、涡轮和导轮组成的单级综合式液力变矩器(图2-2),其优点是结构简单、工作可靠、性能良好。液力变矩器实际上是一个能无级(连续地)自动进行变矩的液力自动变速器。变矩器除了上述三个主要元件外,有的还具有锁止离合器。锁止离合器位于涡轮前端,是一个液压直接控制的全自动离合器。它的工作由电脑控制系统控制,即由电脑控制系统根据发动机转速传感器和车速传感器输入的信号,控制一个电磁阀,而电磁阀则通过控制通向变矩器的油道中工作液(ATF)的流向,使锁止离合器闭锁或分离。

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图2-2 液力变矩器的组成

变矩器内注以自动变速器油,由供油泵供给。供油泵还定压、定量地为自动变速器的各系统提供工作液,完成传扭、控制与润滑、冷却等任务。供油泵一般由变矩器泵轮套的凸爪驱动。

液力变矩器具有自动适应性和变扭能力,其工作的主要特点是变扭比K(K=涡轮输出扭矩/泵轮输入扭矩)随着涡轮转速与泵轮转速(泵轮转速等于发动机转速)的相对变化,即随转速比i(i=涡轮转速/泵轮转速)的变化自动无级地变化；在车速低时变矩器能输出大的扭矩,而在车速高时能利用偶合器的高效率,因而综合了液力元件的双重优点,被称为综合式液力变矩器,这一特性正好适合于汽车行驶阻力变化的特点。

2.齿轮变速系统
液力变矩器虽能传递和增大发动机扭矩,但变扭比不大,变速范围不宽,远不能满足汽车使用工况的需要,为此在液力变矩器后面又装一个辅助变速装置-齿轮变速系统,多数是行星齿轮变速系统,也可以是平行轴式(固定轴线式)齿轮变速系统,用以进一步增大扭矩,扩大其变速范围,提高汽车的适应能力。行星齿轮变速系统是一种常啮合传动,其传动比变换可通过分离与结合离合器或制动器而方便地实现,特别有利于动力换挡或自动换挡。电子控制自动变速器的行星齿轮变速系统一般由双排行星轮或三排行星轮组成,并广泛采用三自由度变速器。图2-3为双排行星轮变速器的原理图,该变速器在同一轴上有前后两个单排行星轮,两排行星轮由一个公共的空心太阳轮相连,该太阳轮与两行星排的行星轮啮合,这种双排行星轮变速器具有前进挡和一个倒挡,常装在前置发动机后驱动的(FR)汽车上。
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图2-3 三挡行星轮变速器原理图
C1-前离合器；C2-后离合器；B1、B2、B3-制动器；F1、F2-单向离合器

若在上述三挡自动变速器中再加一个超速行星排,即构成四挡自动变速器,它可以进行超速传动,使传动比小于1。超速行星排在FR车辆中装于液力变矩器与三挡行星轮变速器之间,而在前置发动机前驱动(FF)车辆中装于三挡行星轮变速器之后。超速行星排主要由一个行星排,用于夹持太阳轮的超速制动器Bo,连接太阳轮和行星轮架的超速离合器C。以及超速单向离合器Fo组成,动力由超速行星排内齿圈输入,传至超速行星轮架。图2-4是四挡行星轮变速器的原理。
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图2-4 四挡行星轮变速器传动原理
C0-超速离合器；B0-超速制动器；F0-超速单向离合器

3.换挡执行器

行星轮变速器的换挡执行机构包括换挡离合器、换挡制动器和单向离合器。

换挡离合器为湿式多片离合器,由液压来控制其结合与分离,通常由若干交错排列的主从动离合器片组成。

换挡制动器是将行星轮变速器中某一元件(太阳轮、行星轮架或齿圈)固定,使其不能转动,构成新的动力传递路线,换上新的挡位,得到新的传动比。它和换挡离合器一样由液压操纵。换挡制动器通常有两种形式:一种是湿式多片制动器,其结构与上述湿式多片离合器相同,不同点是离合器连接两个转动构件并传递动力,而制动器连接的一个是转动机件,另一个是固定不动的变速器壳体,作用是刹住转动机件,使其不能传动。换挡制动器的另一形式是带式制动器。

行星轮变速器中单向离合器的作用是确保平顺地无冲击换挡,它与液力变矩器中的单向离合器结构相同,均由内、外圈及两者之间的楔块组成。

4.液压自动操纵系统

液压自动操纵系统通常由供油、手动选挡、参数调节、换挡时刻控制、换挡品质控制等部分组成。供油部分包括供油泵、油滤清器、主油路调压阀、第二调压阀、油冷却器等。供油泵和主油路调压阀是液压自动操纵系统的动力源,第二调压阀也称变矩器补偿压力调节阀。

手动选挡部分包括手控制阀和手控制阀拨板,手控制阀由换挡杆操纵,作用是利用滑阀的移动,实现控制油路的转换,即根据换挡杆所置排挡位置将液压油转换到"P"、"R"、"N"、"D"、"2"或"L"的油路。

参数调节部分主要有两方面:一是节气门压力调节阀(简称节气门阀),作用是根据节气门开度产生加速踏板控制液压,并将此控制液压加在1-2挡、2-3挡、3-4挡三个换挡阀(变速阀)的一端,当节气门开度变大时,加速踏板控制液压升高；二是速控调压阀(又称调速器),作用是根据车速产生由车速控制的液压,并将此速控液压加在各换挡阀的另一端,车速增大时,速控液压增大。换挡阀即根据以上两参数变换挡位。在电子控制自动变速器中,节气门开度和车速这两个参数分别由节气门位置传感器和车速传感器采集成电信号,送至电脑,电脑则通过电磁阀操纵换挡阀使之自动变换挡位。

换挡时刻控制部分主要是换挡阀,在电子控制自动变速器中,换挡阀根据电子控制器确定的换挡点及换挡信号工作,进行自动换挡。

换挡品质控制机构的作用是控制换挡过程,使升降挡更加平稳、柔和、无冲击,防止产生大的动载荷。一般是在液压通道上增加蓄能减振器、缓冲阀、定时阀、执行力调节阀等。

汽车变速箱原理（要有图）

每个档位都有不同传动比，相当于小齿轮与大齿轮的啮合能产生不同的转速，低速行驶时用低传动比（3档及以下），大轴转速低于发动机转速，根据公式P=FV，可获得更大的驱动力，高速时用高传动比（4档及以上），大轴转速高于发动机转速，降低牵引力获得更高速度，切档位即选择不同尺寸的齿轮和大轴的齿轮啮合

汽车变速箱工作原理

AT：自动档（Automatic Transmission）

AMT：手自一体（手自一体其实也属于自动变速器，这里所说的“手动”只是在自动换档的基础上增加了手动换档模式）

MT：手动档（Machine Transmission）

CVT：无极变速（Continuouslv Variable Transmission）

1、MT：

手动变速器(MT：Manual Transmission)采用齿轮组，由于每挡的齿轮组的齿数是固定的，所以各挡的变速比是个定值(也就是所谓的“级”)。比如，一挡变速比是3.455,二挡是2.056,再到五挡的0.85,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值(即有5级)，所以说它是有级变速器。

手动变速器是最常见的变速器，它的基本构造用一句话概括，就是两轴一中轴，即指输入轴、轴出轴和中间轴，它们构成了变速器的主体，当然还有一根倒档轴。手动变速器又称手动齿轮式变速器，含有可以在轴向滑动的齿轮，通过不同齿轮的啮合达到变速变扭目的。

2、AT：

自动变速器(AT:Automatic Transmission)是利用车速和负荷(油门踏板的行程)进行双参数控制，挡位根据上面的两个参数来自动升降。AT与MT的相同点，就是二者都是有级式变速器，只不过AT能根据车速的快慢来自动实现挡位的增减，可以消除手挡车“顿挫”的变挡感觉。

（1）AT的结构：

与手动波相比，液力自动波（AT）在结构和使用上有很大的不同。手动波主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而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最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。

（2）AT的优缺点 ：

AT不用离合器换档，档位少变化大，连接平稳，因此操作容易，既给开车人带来方便，也给坐车人带来舒适。

但缺点也多，一是对速度变化反应较慢，没有手动波灵敏，因此许多玩车人士喜欢开手动波车；二是费油不经济，传动效率低变矩范围有限，近年引入电子控制技术改善了这方面的问题；三是机构复杂，修理困难。在液力变扭器内高速循环流动的液压油会产生高温，所以要用指定的耐高温液压油。另外，如果汽车因蓄电池缺电不能启动，不能用推车或拖车的方法启动。如果拖运故障车，要注意使驱动轮脱离地面，以保护自动波齿轮不受损害。

（3）AMT

AMT在机械变速器（手动波）原有基础上进行改造，主要改变手动换档操纵部分。即在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换挡的自动化。因此AMT实际上是由一个机器人系统来完成操作离合器和选档的两个动作。由于AMT能在现生产的手动波基础上进行改造，生产继承性好，投入的责用也较低，容易被生产厂接受。AMT的核心技术是微机控制，电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。

3、CVT：

无级变速器(CVT：ContinuouslyVariableTrans-mission)与有级式的区别在于，它的变速比不是间断的点，而是一系列连续的值，譬如可以从3.455一直变化到0.85。CVT结构比传统变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，它主要靠主、从动轮和金属带来实现速比的无级变化。

其原理是与普通的变速箱一样大小不一的几组齿轮在操控下有分有合，形成不同的速比，像自行车的踏板经大小轮盘与链条带动车轮以不同的速度旋转。由于不同的力度对各组齿轮产生的推力大小不一，致使变速箱输出的转速也随之变化，从而实现不分档次的徐缓转动。

CVT采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递，即当棘轮变化槽宽肘，相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速，传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。CVT是真正无级化了，它的优点是重量轻，体积小，零件少，与AT比较具有较高的运行效率，油耗较低。但CVT的缺点也是明显的，就是传动带很容易损坏，不能承受较大的载荷，只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽车，因此在自动变速器占有率约4%以下。近年来经过各大汽车公司的大力研究，情况有所改善。CVT将是自动变速箱的发展方向。