汽车变速器之手动变速器（MT），自动变速器（AT），手自一体变速器，无级变速器（CVT）

汽车变速器之手动变速器（MT），自动变速器（AT），手自一体变速器，无级变速器（CVT） 一、 什么是CVT, CVT即无段变速传动，其英文全称Continuouslv VariableTransmission，简称CVT。发明这种变速传动机构的是荷兰人，有其装置的变速器也称为无段变速箱或者无级变速器。这种变速器和普通自动变速器的最大区别是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速，其设计构思十分巧妙。由于CVT可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性和动力性，改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性，所以它是理想的汽车传动装置。无段变速箱轿车一样有自己的档位，停车档P、倒车档R、空档N、前进档D等，只是汽车前进自动换档时十分平稳，没有突跳的感觉。 汽车行驶的速度是不断变化的，这就要求汽车的变速器的变速比要尽量多，这就是无级变速(Continuously Variable Transmission简称"CVT") 。尽管传统的齿轮变速箱并不理想，但其以结构简单、效率高、功率大三大显着优点依然占领着汽车变速箱的主流地位。 在跨越了三个世纪的一百多年后的今天，汽车还没有使用上满意的无级变速箱。这是汽车的无奈和缺憾。但是,人们始终没有放弃寻找实现理想汽车变速器的努力,各大汽车厂商对无级变速器(CVT)表现了极大的热情，极度重视CVT在汽车领域的实用化进程。这是世界范围尚未根本解决的难题，也是汽车变速器的研究的终极目标。 围绕汽车变速箱五个研究方向，各国汽车变速器专家展开了激烈的角逐。 1( 摩擦传动CVT 金属带式无级变速箱(VDT-CVT)的传动功率已能达到轿车实用的要求，装备金属带式无级变速箱的轿车已达100多万辆。据报道:大排量6缸内燃机(2.8L)的奥迪A6轿车上装备的金属带式无级变速箱Multitronic CVT ，能传动142kw(193bhp)功率，280Nm扭矩。这是真正意义的无级变速器。 另一种摩擦传动CVT(名为Extroid CVT)是滚轮转盘式。日产把它装在概念车XVL上首次于去年东京车展展示，新款公爵(Cedric)车也装用这种CVT。可与3L以上排量的大马力内燃机(XVL的引擎输出为330Nm/194kw)搭配使用，可谓汽车变速箱发展史上又一重要进步。 从V形橡胶带CVT到V型金属带CVT再到滚轮转盘式CVT，摩擦传动CVT的研究已持续了整整一个世纪，尽管摩擦传动无级变速器的发展已经达到很高的水平，也已经装备上汽车达到了实用的水平。但齿轮变速箱依然占据着半壁河山，这至少说明了四个问题: (1)无级变速(CVT)是汽车变速箱始终追逐的目标。 (2)摩擦传动CVT实现大功率的无级变速传动是极为困难的。 (3)摩擦传动CVT传动效率低是必然的。 (4)摩擦传动CVT的效率，功率无法与齿轮变速相比。 2( 液力传动 人们经常把液力自动变速器(AT)和无级变速器(CVT)两个概念混为一谈。实际上这两种变速器工作原理完全不同。液力自动变速器免除了手动变速器繁杂的换档和脚踩离合器踏板的频繁操作，使开车变得简单、省力。但是, 液力自动变速器(AT)不是无级变速，是有级变速的自动控制，没有从根本上满足汽车对变速器的要求。 从原始橡胶带无级变速箱到现代金属链无级变速箱、滚轮转盘式CVT，百年大回 转说明:无级变速箱是汽车变速箱的最终归属，液力自动变速器只不过是一种过渡产品。 3(电控机械式自动变速器 电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission简称"AMT")和液力自动变速器(AT)一样，不是无级变速器，是有级变速器的自动换档控制。其特点是机械传动部分沿用了传统的有级变速箱，但控制参量太多，实现自动控制相当困难。 4(齿轮无级变速器 齿轮无级变速器(Gear Continuously Variable Transmission)这是一种全新的设计思想，是利用齿轮传动实现高效率、大功率的无级变速传动。 据最新消息:一种"齿轮无级变速装置"(Gear Continuously Variable Transmission简称"G-CVT")已经试制成功，并已经进行了多次样机试验。"齿轮无级变速装置"结构相当简单，只有不足20种非标零件，51个零件，生产成本甚至低于手动变速箱。预计今年进行装车试验。 齿轮无级变速器的优势表现为: (1)传动功率大，200KW的传动功率是很容易达到的; (2)传动效率高，90%以上的传动效率是很容易达到的; )结构简单，大幅度降低生产成本，相当于自动变速箱的1/10; (3 (4)对汽车而言，提高传动效率，节油20%; (5)发动机在理想状态下工作，燃料燃烧完全，排放干净，极大的减少了对环境的污染。 目前国内市场上能见到的、采用了CVT技术的有宝马、奔驰、奥迪、飞度、派力奥、旗云、长城等等车型。 二、 CVT的工作原理 CVT的主要结构和工作原理如图1所示，该系统主要包括主动轮组、从动轮组、金属带和液压泵等基本部件。金属带由两束金属环和几百个金属片构成。主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。可动盘与固定盘都是锥面结构，它们的锥面形成V型槽来与V型金属传动带啮合。发动机输出轴输出的动力首先传递到CVT的主动轮，然后通过V型传动带传递到从动轮，最后经减速器、差速器传递给车轮来驱动汽车。工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与V型传动带啮合的工作半径，从而改变传动比。可动盘的轴向移动量是由驾驶者根据需要通过控制系统调节主动轮、从动轮液压泵油缸压力来实现的。由于主动轮和从动轮的工作半径可以实现连续调节，从而实现了无级变速。 在金属带式无级变速器的液压系统中，从动油缸的作用是控制金属带的张紧力，以保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动锥轮的位置沿轴向移动，在主动轮组金属带沿V型槽移动，由于金属带的长度不变，在从动轮组上金属带沿V型槽向相反的方向变化。金属带在主动轮组和从动轮组上的回转半径发生变化，实现速比的连续变化。 汽车开始起步时，主动轮的工作半径较小，变速器可以获得较大的传动比，从而保证驱动桥能够有足够的扭矩来保证汽车有较高的加速度。随着车速的增加，主动轮的工作半径逐渐减小，从动轮的工作半径相应增大，CVT的传动比下降，使得汽车能够以更高的速度行驶。 三、CVT的技术特性 1.经济性 CVT可以在相当宽的范围内实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性。 2.动力性 汽车的后备功率决了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后备功率愈大，汽车的动力性愈好。由于CVT的无级变速特性，能够获得后备功率最大的传动比，所以CVT的动力性能明显优于机械变速器(MT)和自动变速器(AT)。 3.排放 CVT的速比工作范围宽，能够使发动机以最佳工况工作，从而改善了燃烧过程，降低了废气的排放量。ZF公司将自已生产的CVT装车进行测试，其废气排放量比安装4-AT的汽车减少了大约10%。 4.成本 CVT系统结构简单，零部件数目比AT(约500个)少(约300个)，一旦汽车制造商开始大规模生产，CVT的成本将会比AT小。由于采用该系统可以节约燃油，随着大规模生产以及系统、的革新，CVT零部件(如传动带或传动链、主动轮、从动轮和液压泵)的生产成本，将降低20%-30%。 四、大量使用的有级自动变速器(AT)的优缺点 )不用离合器换档，档位少变化大，连接平稳，大量使用的液力自动变速箱(AT 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。 五、 CVT无极变速与普通自动档的区别 普通人经常把自动档变速器和无级变速器(CVT)两个概念混为一谈。实际上这两种变速器结构及工作原理完全不同。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。它主要靠两组变速轮盘，就能实现速比无级变化。旧款的CVT多用橡胶皮带做传动元件，缺点是受力有限，容易打滑，而且传动效率低。因此只能用在马力较小的摩托车和微型车上。很多汽车公司十几年来一直都在致力于解决这一难题。如今，奥迪公司率先在这项技术上做到了“引领时代”，它使用的是独特的多片式链带传动带、优异的电脑控制液压系统，从而能传递强大的扭矩。CVT最大的特点是省油，CVT摒弃了传统自动变速器浪费能源的液力传动装置，而采用了新技术来提高燃料使用率。CVT的燃料使用率将比手动变速器和自动变速器都高，能够比传统的自动档车省油5,到15,。 随着科技的不断进步，CVT技术的不断成熟，汽车变速箱最终会由CVT替代手动变速箱(MT)和有级自动变速箱(AT)，无级变速汽车是当今汽车发展的主要趋势。 Tiptronic技术的手自一体变速箱 一、 Tiptronic历史和原理部分 1、最早的手自一体在什么时候出现在汽车上,是谁先使用的,代表性的车子是 不是保时捷, 答: 这个系统的全称叫保时捷Tiptronic顺序升降挡系统，它是以自动变速箱为基础的换挡操作系统，手动顺序选择挡位，可以一次升降1挡或数挡，而且是1、2、3、4挡或反之，这样就很大程度上避免了误操作。这个系统是保时捷1990年在其拳头产品911系列上率先采用的。 2、什么叫做手自一体变速箱,他的工作原理是什么,他和自动变速箱以及手动变速箱有什么区别,手自一体变速箱出现解决了驾驶者在驾驶过程中出现的什么问题, 答:手自一体变速箱实际上还是自动变速箱的一种，通过电控系统模拟出手动变速箱的操作。保时捷Tiptronic顺序升降挡系统是变速箱管理系统，是软件而不是硬件。它的出现，在操作上给予驾驶者更大的自由度，就是可以自由选择自己认为合适的挡位和换挡时机，大大提高了驾驶乐趣。 3、手自一体变速箱和自动变速箱以及手动变速箱三者之间的特点，以及优缺点。 答:自动变速箱能够大大减少手动换档对汽车传动系的冲击，从而延长汽车的使用寿命，提高乘坐舒适性。它能够根据路面状况选择适当的档位，使发动机工作于最佳状况。对于经常穿梭于复杂路况的轿车，它可以使司机不必踏离合器进行频繁换档，因此可以降低司机的劳动强度。 手动变速箱因为没有自动变速箱那样的液力耦合器，所以一般会比较省油，(尤其是在城市道路，对同一辆车同样的驾驶方式也会有1-2L/100公里的差距)同时也使人不能充分感受驾驶的乐趣。 手自一体变速箱就是为了提高自动变速箱的经济性和操控性而增加的设置，让原来电脑自动决定的换挡时机重新回到驾驶员手中。同时，如果在城市内堵车情况下，还是可以随时使用自动挡以便使自己轻松。 二、使用部分 1、以目前市面上比较普遍的车子为例，例如标致307上有手自一体变速箱。从车子在驾驶座上直观部分说明手自一体:档杆的设置特点，上面标识的各种字母代表什么,M，和M,代表什么意思,当车子进入手自一体时在仪表盘上有何显示, 答:307的变速箱挡位设计的特点的阶梯“一拉到D”式，减少了误操作。 P(驻车档):此档用于驻车和起动发动机。(退出P挡时，必须踩下制动踏板) R(倒车档):此档用于倒车(应在车辆停止，发动机怠速状态时选择此档)。 N(空档):此档用于起动发动机和驻车，驻车时手刹必须拉紧。 D(前进档):自动换档模式下向前行车。 M(手动):手动换档模式(M+是升挡，M-是降挡。可以在任何时候和速度情况下在D挡和M挡之间转换) S(运动模式):更高转速升挡 ?(雪地模式):2挡起步 而且此变速箱具备很强的自适应和自动保护功能。它会根据驾驶者习惯的操作方式，自动适应油门和换挡时机;如果驾驶者误操作，它不会接受，而是警告。同时，如果手动模式中，忘记加减挡，而造成发动机转速过高或过低，它也会自动保护，自动换挡。 2、如何驾驶手自一体的汽车,在什么状况下驾驶最能体现手自一体带来的乐趣和感觉, 答:非常简单，堵车时嫌麻烦就用自动，如果可以跑起来，尤其是在山区弯路上， 手动模式的优势就会非常明显，极大的满足了驾驶者随心操控车辆的需要。 同时，在城市内堵车时，为了省油，也可以使用手动模式。比如:使用2挡，发动机转速从1500-3500，那么车速就是从20-50公里/小时之间变化，这个时候就完全可以用油门控制车速而不需要经常踩刹车(因为踩刹车是把车辆的动能转化成热能，是非常费油的做法;而利用发动机来制动就省得多)。这就是为什么普通自动挡的车在堵车时刹车灯比开手动挡的亮的频繁得多。 所以可以认为手自一体的采用，不仅提高了驾驶乐趣，同时也提供了一种比较省油的方式。 三、保养和注意事项部分 1、驾驶员在驾驶手自一体的车子时有什么注意事项,在使用过程中有什么事情是绝对禁止的。如果违反了注意事项，会对车子造成什么样的伤害, 答:307采用的操作系统有很强的自适应和自我保护功能，驾驶员很难因为误操作而对发动机和变速箱产生实质性的伤害。 2、因为种种原因，当手自一体变速器出现问题时如何解决,有没有相应的应急措施, 答:307采用的全车智能总线系统非常先进，它会自动监测非常多的传感器数据，如果有严重问题，那么仪表盘之间的红色“STOP”就会点亮，这个时候就不要再开了，应马上电话东风标致的4S店，让专业技术人员来解决。 说明一点:只要不是“STOP”灯亮，有问题还是可以开的，就是别太快，而且尽早去4S店检查。 3、如何保养手自一体变速器,如何养成良好的驾驶习惯来使自己的爱车时刻保持良好的状态。 答:307采用的自动变速箱，设计和制造水平都非常高，客户不需要进行特别的关照。它是自我状态智能监控，终身满油、在使用期间几乎无需任何维护的。这会给客户节省非常多的时间和金钱。 手动变速器(MT) 手动变速器，也称手动挡，即用手拨动变速杆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。踩下离合时，方可拨得动变速杆。如果驾驶者技术好，装手动变速器的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。 自动变速器(AT) 自动变速器，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。 一般来讲，汽车上常用的自动变速器有以下几种类型:液力自动变速器、液压传动自动变速器、 电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无级式机械自动变速器等。其中，最常见的是液力自动变速器。液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成，主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据油门的开度和车速的变化，自动地进行换挡。 无级变速器(CVT) 无级变速器是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。 因此，其比传统自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变化平稳，没有传统变速器换挡时那种“顿”的感觉。 无级变速器属于自动变速器的一种，但它能克服普通自动变速器“突然换挡”、 油门反应慢、油耗高等缺点。