汽车变速器-汽车变速器概括(doc11)(1)

汽车变速器汽车变速器概括在前面已经了解到，目前汽车上广泛采用的是活塞式内燃机，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾在传动系中设置了变速器。它具有这样几个功用：改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利（功率较高而油耗较低）的工况下工作；在发动机旋转方向不变情况下，是汽车能倒退行驶；利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。变速器是由变速传动机构和操纵机构组成，需要时，还可以加装动力输出器。在分类上有两种方式：按传动比变化方式和按操纵方式的不同来分。按传动比变化方式来分：有级式变速器是目前使用最广的一种。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系型式不同，有轴线固定式变速器（普通变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。目前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有35个前进档和一个倒档，在重型货车用的组合式变速器中，则有更多档位。所谓变速器档数即指其前进档位数。无级式变速器其的传动比在一定的数值范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式（动液式）两种。电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机，除在无轨电车上应用外，在超重型自卸车传动系中也有广泛采用的趋势。动液式无级变速器的传动部件为液力变矩器，综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大指与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化，目前应用较多。按操纵方式来分：强制操纵式变速器是靠驾驶员直接操纵变速杆换档。自动操纵式变速器其传动比选择和换档是自动进行的，所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。半自动操纵式变速器有两种型式：一种是常用的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。下一代的变速器 Hyper CVTCVT (Continuously Variable Transmission) 即无级变速器，是能在保持发动机的低油耗和低转速的同时连续无级改变速比的变速器。CVT技术目前只能用在小排量汽车上的，而各个汽车厂商针对CVT都有了不同的叫法，当然也会根据他们自己情况作出改动啦，比如本田就叫eCVT，而日产日产则称为Hyper CVT。人们平时乖车时所关心的是油耗、动力以及车的驾驶性能。但是对发动机来说，油耗、动力、驾驶性能有其各自最佳转数范围。发动机的最佳运转试范围是扭矩曲线的峰值部分，通常也是指发动机的高速领域。但另一方面，油耗也是有其最佳 围的。不知大家是否听说过合理油耗驾驶一词。当车在高速路上以时速 80km 行驶时并且发动机转速保持在 2500 转左右，半油门状态时，即维持了最小限度的马力又不浪费汽油的高效率发挥，此时发动机处於最佳运转状态。如果以此状态在一般路面上行驶的油耗也能令人满意，但是，对於装配了只有4、5档变速器的汽车来说，这是相当困难的问题。解决此问题的最好方式就是使用CVT (无级变速器) 。CVT可以在维持最佳油耗下的发动机转速的同时实现无变档的连续变速。而且，CVT在提高发动机的转数达到发挥最佳功率的 围时，可以选择全功率状态下的行驶。普通车在倾斜路面上行驶，会发生3档时发动机转数过高，4档时马力不足的尴尬局面。而自动变速的车辆，变速箱会在3档4档之间往返，车子的变速处於不稳定的状态。安装了CVT的话，在保持发动机的最佳动力领域的同时可实现无级变速，使驾驶者能够真正享受轻松驾驶的感受。只有在提高发动机动力的情况下，才能够实现全动力的驾驶。例如在盘山路上，就会出现用3档发动机转数过高，用4档动力不足的现象。这就是使用自动变速器 (AT) 的车辆自动改变档位而处於不稳定的状态。CVT可以在保持发动机输出动力的整个范围内实现动力的无级传递，从而实现顺畅驾驶。通常的自动变速器是有档变速，通过几个齿轮来决定变速比。CVT是通过改变2个滑轮的槽的宽度而实现变速比的无级次改变，从而可以按驾驶的状况得到最佳驱动力。通常这2个滑轮受到的力量非常大，以前只能用在小排量的车辆上。而现在，日产最先推出了可以用在2升排量的汽车上，这就是Hyper CVT。 通过改变2个滑轮的槽的宽度，使加在滑轮上的钢带的输入轴/输出轴的各直径间实现无级连续变化，按各种状况选择最佳的变速比行驶，就像带有变速器的自行车的齿轮变成无级变速齿轮一样。由於是无级变速，在换档时完全没有变速的冲击，行驶非常平稳。通常的4档AT轿车是将4个档的齿轮按行驶状态进行变速。而CVT是无级变速，所以不会出现上坡时档位在3档、4档之间来回变化的情况。这种无齿的变速器，实现了扭矩的零损失传递，可实现平稳有力的行驶，对於汽车工业是一个巨大的贡献。 全电子控制提高了驾驶性能并同时降低了油耗。一般CVT的变速控制、油压控制、固定控制全部由电子控制，从而实现了按驾驶情况选择速比的最佳选择。由於传统的CVT采用的是没有增大扭矩作用的电磁离合器，在起步时缺乏强有力的扭矩，所以起步加速性较差。Hyper CVT采用了液压变矩器，其增加扭矩的作用使起步加速性能有很大的提高。液压变矩器的超低扭力使传统CVT所不擅长的斜坡起步、倒车入库等性能也得到了提高。Hyper CVT它可以使车辆在完全没有自动变速器换档冲击的同时获得强有力的加速性，且比自动变速器的车辆减少 20% 的油耗，减轻了对环境的污染。由於CVT首次使用了能增大发动机扭矩的传动装置-液压变矩器，能使车辆强有力的起步，加速并平稳的行驶。即使在斜坡起步、超低速行驶，倒车入库和纵向停车时也能够获得和AT车辆同样的驾驶感受。最后介绍一款比较经典的CVT，就是日产的Hyper CVT-M6，它采用了运动高扭矩的高强度钢带及高油压齿轮控制，是在世界上首款应用在2000cc级别车辆上的CVT。Hyper CVT-M6的CVT的性能并加上随意换档的6档变速器。一般的手动变速器在减档时要首先回油门，接着踩下离合器，随後将档，踩油门的动作必须迅速。职业赛车选手可以做到。Hyper CVT-M6变速器和F1赛车使用的顺序变速器一样，只需将变速杆卡嚓移动一下就可以简单地完成变速工作。Hyper CVT-M6的特性：1. 完全没有自动档车辆换档时冲击的平稳行驶。 (由於是无级变速，在换档时完全没有变速的冲击。) 2. 与自动变速器车辆相比可降低 20% 的油耗。 (由於是无电子控制，使用最佳的变速比，在市区道路大幅度降低了耗油量。10-15种工况) 3. 由於使用了液压变速器，提高了加速性和超低速行驶性能。 (斜坡起步、超低速行驶和倒车入库时也能够获得和AT车辆同样的驾驶感受。) 4. 使用Hyper CVT-M6档变速器可以充分享受驾驶乐趣。 (与自动变速器的手动方式不同，使用Hyper CVT-M66档变速器可以充分享受驾驶乐趣。)自动变速箱自动波（自动变速器）的汽车，能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯地注视路面交通而不会被换档搞得手忙脚乱。自动波对于行外人士颇显神秘，要详细剖析自动波涉及不少专业知识，希望本文能够给大家一个初步的印象。汽车自动波常见的有三种型式，分别是液力自动波（简称AT）、机械无级自动波（简称CVT)、电控机械自动波（简称AMT）。目前轿车普遍使用的是AT，AT几乎成为自动波的代名词。本文先着重介绍AT。AT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。原理泵轮和涡轮是一对工作组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转，风力成了动能传递的媒介，如果用液体代替空气成为传递动能的媒介，泵轮就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提高效率，液压操纵系统会随发动机工作变化自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。辅助机构自动换档不能满足行驶上的多种需要，例如停泊、后退等，所以还设有干预装置即手动拨杆，标志P(停泊)、R(后档)、N(空档)、D(前进),另在前进档中还设有2和1的附加档位,用以起步或上斜坡之用。由于将其变速区域分成若干个变速比区段，只有在规定的变速区段内才是无级的，因此AT实际上是一种介于有级和无级之间的自动变速器。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。CVTCVT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。AMTAMT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。据悉我国今后的汽车自动波国产化将重点发展AMT。ZF Ecomat城市公共汽车用自动变速箱ZF Ecomat自动变速箱是ZF低底板公共汽车技术的重要内容。ZF全自动变速箱历史悠久，22世纪60与70年代就开始系列生产两速自动变速箱；70年代后期中东石油危机时，ZF专门开发了旨在降低城市公共汽车油耗的4速、5速与6速的自动变速箱。Ecomat系列产品年产量已达18 000台，在全世界城市公共汽车传动配套产品市场上占有相当重要的份额。中国的城市公共汽车在近期内已经进入了更新换代的高峰期，以新技术应用为特征的新型公共汽车正受到公交公司的欢迎。国内主要的城市如上海、深圳、杭州和北京等率先在1012 m公共汽车和铰结式公共汽车上采用自动变速箱。自动变速箱替代手动变速箱最全面的变化最旱发生在机场摆渡车上。现在，自动变速器已经开始广泛地应用于公共汽车，并在许多公司的实际应用中显示出其相当的优越性，尤其以舒适的驾驶性受到广大驾驶员的欢迎。作为国际知名的传动技术企业，ZF公司针对中国公共汽车技术市场，推出了Ecomat系列自动变速器产品，并进行了实践探索，得到了广泛的认同。ZF Ecomat自动变速器有如下主要特点： (1)功率大，结构紧凑。4、5、6速变速箱的安装长度尺寸相同； (2)齿轮传动系前配有无摩擦片液力主绶速器，从而延长制动器摩擦片寿命24倍； (3)ZF居世界领先电子控制技术使得换挡平稳。智能型电子装置不间断进行自我监测，并在出现故障时自动排除； (4)配有闭锁离合器的液力变矩器使变矩器只在起动阶段极短时间内工作； (5)维修间隔长，该自动变速箱采用特制的ZF Ecofluid,使用两年或160 000 km后才需要换油。液力主绶速器是ZF Ecomat自动变速器重要部件之一，享有专利技术的ZF液力主绶速器是配置于变矩器与齿轮传动系间无磨损一体式部件，绶速力因所挂挡的换挡速比而成倍增加，从而可从全速绶慢减为几乎相当于步行速度(5KM/H).这意味着如果驾驶得当，制动器只需在特别停车或紧急停车时使用。绶速器起动由转向柱上的起动杆或组合在制动器踏板系统中的装置完成。制动器踏板踩下的前67度时只起动液力绶速器，而不起动车桥上的制动器。因此，制动器磨损可成倍减少。副绶速器附加在变速器后部，它的绶速效果远较主绶速器小，一旦车辆速度减小，副绶速器的功能迅速降低，因为它是由传动轴以1：1速比驱动的，并且它不像绶速器那样因换挡速比绶速力成倍增加。带闭锁离合器的变矩器是ZF Ecomat自动变速器又一重要部件，变矩器前的闭锁离合器用以将涡轮输出机械连接到发动机飞轮，切断变矩器传动，避免变矩器损耗，油耗随之降低。发动机速度达到接近其最高车速时，离合器自动闭锁，这时变速器处于直接机械联接状态，齿轮传动系效率得以提高，油耗相应最低；只在从完全静止状态下起动车辆，才用上变矩器。另外，变速器安装长度短，还可选择角传动，使ZF Ecomat成为超低底板公共汽车理想的变速箱。正常使用时间长，减少换油与更换滤油装置的需要。对如此先进设备的一次性投资将通过降低维修费用和减少更换制动器次数来获得回报。目前，ZF传动技术(苏州)已经成立，并专门从事公共汽车自动变速器和低底板公共汽车车桥系统的供应、组装和技术后授，并为中国公共汽车技术水平进步奠定了物质基础。4WD 决战 AWD近年来，SUV、皮卡、小型面包车以及旅行车都在不断的研究适于湿滑路面行驶的传动系统，也取得了很大的成效。这些措施包括四轮驱动、全轮驱动以及牵引控制系统，这些林林种种的措施又有些什么不同呢？4WD（四轮驱动）通过低比率的传动装置来帮助汽车克服在泥泞和雪地上的打滑，就如同在越野（off-road）、多岩石地形以及起伏的小山丘上驾驶一般。这些汽车必须在停下或者低速行驶的时候进行低比率传动的换档，并且换档是通过一根排挡杆或者按钮来进行的。而 AWD 已经变得和 4WD 几乎一样了，唯一的区别就在于 AWD 比 4WD 少了低比率的传动装置，不过 AWD 仍然提供在湿滑路面、恶劣天气以及轻微越野路面的牵引能力。但实际情况是，对一辆车的越野能力起决定性作用的是车辆的离地高度而非 AWD 能力。所有的 AWD 系统是全时四轮驱动的，这也就意味着你不用进行 2 轮驱动或者全轮驱动模式的转换。牵引控制系统对于 4WD 和 AWD 来说是一个折中的选择，他的价格较另外二者都便宜，通常都用在两轮驱动的汽车上，目的是保证驱动轮可以获得最大的牵引力。如果系统检测到其中的一个驱动轮发生打滑，它会自动地对那个车轮施加一些制动力，甚至减小引擎的动力。这样车子会立刻停止滑动接着以更大的动力输送给驱动轮。在多数情况下，它可以给汽车提供足够的牵引力，但如果是两个驱动轮都打滑，那牵引控制系统也无能为力了。哪套系统适合你取决于你的车子在何种路路况下行驶以及你能够花费多少钱。在雨地和轻微的雪地上行驶，牵引控制系统和 AWD 都能很好的工作，AWD 对于大多数雪地等级公路、森林、沙漠或者泥泞道路都能应付自如，当然这不包括乱石嶙峋、很深的沙地以及陡峭的斜坡。如果对人迹罕至的路面感兴趣或者喜欢挑战严峻的道路，那最好还是选择 AWD。AWD (上面是富豪的 Cross Country) 适用于任何的道路，不过对于非常恶劣的路况还是(下面是福特的 Explorer Sport Trac) 4WD 的天下.4WD 和 AWD 的种类不同的系统有很多的赞成和反对意见，而事实上人们很容易混淆了他们的区别，而厂商往往给他们的系统一个特别的叫法，这样做是为了突出他们的车子具备某种特别的能力。其实，所有的系统可以分为以下几种。永久四轮驱动或全轮驱动：具备这套全时系统的SUV、皮卡、小型面包车以及旅行车，他们不断的调整提供给四个车轮的牵引力，通常是在根据前轴和后轴的需求不断的调整，好处是不论在湿地或者干地车子都可以获得最大地牵引力。对于所有的全时系统，都不需要驾驶者的介入。为了获得最大的牵引力，中央差速器通常是锁死的，然后平均的分配动力给四个轮子，在某些系统中这是自动的，而在其他的系统中必须通过驾驶员手动的锁死。在大多数系统都是采用可变中央差速器，他可以把动力分配给最需要的驱动轮上。宝马的X5和奔驰的M系列都采用四轮牵引控制系统，他们都可以取得类似的效果：减小车轮的空转以及把最大的牵引力提供给车轮。自动四轮驱动或全轮驱动：大部分的SUV都采用这种模式，采用这套系统的车子通常都运行在两轮驱动的模式下（或者前轮或者后轮，这取决于车型），而四轮驱动或全轮驱动模式则由系统自行判断。变成全轮驱动后，系统自动的分配牵引力给四个车轮，并且根据前后车轴的需要改变前后牵引力的比例，在大多数情况下，这是通过侦测到打滑的车轮做出判断的。而更加高级的车型是通过安装了软件的行车电脑来进行四轮驱动的转换的，并且是在车轮开始打滑就立刻动作。自动四轮驱动或全轮驱动系统较永久四轮驱动或全轮驱动的优势在于它不必使整个动力传动系统不停的处于工作状态。可选择四轮驱动系统：在少数SUV中采用，这种类型的系统允许驾驶员在几种模式中选择，包括以上介绍的两种模式、两轮驱动模式以及分时四轮驱动模式。分时四轮驱动：一般在SUV和皮卡中采用，这种类型需要驾驶员手动选择两轮驱动和四轮驱动模式，转换通过一根操纵杆或者按钮来进行。目前这种系统都允许你在驾驶中进行模式转换。不过四轮驱动模式不适合在干路上使用，否则会有翻车的危险。