主流变速箱分类及简介

    [汽车之家 技术]  在选车过程中很多人都有过这样的困扰，他们希望选购一辆自动挡车型，不过，在精心筛选过后发现，虽然车型均匹配了自动变速箱，但在看到AT、CVT、AMT……后却犯了迷糊。哪个才是你想要的自动挡，接下来，我们将以变速箱为主题继续为你讲述配置表中的那些门道。

    在参数表中有关变速箱的信息离不开变速箱的类型以及挡位数量，首先可以肯定的是，前进挡的数量越多越好，因为每多一个挡位就意味着可将动力进行更细致地分配。

    在换挡的操作方式上则有手动和自动之分，相比之下，驾驶手动挡车型更易产生疲劳感，而且也不如自动挡车型操作方便。除了手动挡和自动挡两种选择外，有些车型的配置表还标有手自一体变速箱的字样，也就是说，车辆除了能以自动换挡的方式行驶外，驾驶员还可以通过位于方向盘后或者换挡区域内的换挡开关在合理的发动机转速范围内对挡位进行控制，提高了一定的驾驶乐趣。手自一体变速器虽兼容两种方式的换挡操作，但该功能仅仅是控制系统中的一套控制逻辑而已，而并非一些人眼中的高端技术。

    由于变速箱的种类繁多，所以，在这一期，我们将对手动变速箱以及自动变速箱中的机械式自动变速箱、液力自动变速箱和CVT无级变速箱进行介绍，其余如双离合自动变速箱和序列式变速箱等将在第二期与大家进行讨论。

● 变速箱的作用

    在了解变速箱的结构之前，我们首先要知道为什么需要变速箱，它的作用是什么。依据不同驾驶状态，车辆的速度以及动力需要能在一个较大的范围内进行变化，实现这点，除了有效制动外，挡位的选择也很重要，所以，改变传动比来适应不同的驾驶状态是变速箱的一大作用。此外，实现倒车以及在不熄火状态下利用空挡切断动力的传递也是变速箱被广泛应用于内燃机领域的原因。

● 手动变速箱（MT）

    “手动挡变速箱并不是低配车型的标志”。这一立场有必要在介绍该类型变速箱之前表明。装配手动挡变速箱的车型需要驾驶员在驾驶过程中手脚并用来对挡位进行切换，不过有人也把这种与机械直接的交流看作是一种乐趣。

    手动变速箱也有挡位之分，我们常见的有5挡手动变速箱和6挡手动变速箱，当然，你一定也听到了一些有关7挡手动变速箱的消息，这款来自采埃孚公司的手动变速箱装配在保时捷卡雷拉车型上，随后，我们将有专门的解析文章。可以肯定的是，挡位越多，齿比就可以做得更为绵密，动力的衔接也会更自如，高速行驶时的燃油经济性以及舒适性的表现就会更好。

工作原理

    我们先来通过下面这个简易的结构模型了解下手动变速箱的工作原理。图中的绿色部分为输入轴，它通过离合器与发动机相连，通过中间轴的齿轮将输入轴的动力传递至黄色部分的输出轴，此时，输出轴与蓝色的齿轮并非同步运转，图中，由于套筒位于两个输出轴齿轮中央并未与其中任何一个齿轮相结合，因此，该状态下为空挡。那挂上档后又是什么状态呢？

『空挡状态』

『1挡状态』

    利用换挡杆操作拨叉使得套筒与输出轴上的1挡齿轮相结合，此时，在套筒的作用下，1挡齿轮与输出轴同步运转，完成了动力由输入轴通过中间轴传递至输出轴最终传递至车轮的过程。正常情况下，在将换挡杆推入挡位时，驾驶员需要先将离合器踏板踩下，在挡位就绪后再将离合器踏板抬起，另外，起步和停车都要操作离合器来中断发动机与变速箱之间的动力传递。

『5挡手动变速箱』

倒挡你会挂吗？

    如果我问一个司机这样的问题，那大多会遭到一阵白眼，明明在换挡杆上标了倒挡的位置，顺着推过去不就行了，但我可真见过被倒挡难住的车主。为了避免类似的尴尬，你有必要了解下手动挡变速箱倒挡背后的玄机。

相关视频：

    视频中我们为你演示了倒挡锁止机构的工作原理，通过视频你能更清楚的了解到为什么在挂倒挡时需要一些附加的动作。

    为了防止驾驶员在换挡时的误操作，很多手动变速箱的换挡机构都对倒挡的操作进行了一定的限制，让挂入倒挡的动作有别于平常。由于锁止结构不同，挂入倒挡的动作也就不同，例如，有些车在挂倒挡时是需要向上提锁块的，有些车则需要将换挡杆向下压才能顺利推入倒挡。这样的设计是很有必要的。

手动变速箱的优缺点

    首先，手动挡车型开起来肯定不如自动挡车型舒服，它需要驾驶员付出更多的体力，当然，也有不少人把这看作为驾驶乐趣，但要是在交通高峰时期，频繁的动作也会将这样的“快感”消磨殆尽。而它的优势则在于工作稳定且保养便宜，家用型轿车的手动变速箱除了定期更换手动变速箱油外，离合器的更换算是比较大的保养项目了。不知道你会不会选择一款手动挡车型。

● 机械式变速箱（AMT）

    从操作方式上来看，搭载了AMT变速箱的车型可以被归结到自动挡车型范畴，但是从结构上来说，AMT变速箱更多的采用了手动变速箱的结构，只不过，它通过一套伺服机构来对离合器进行控制，从而解放了驾驶员的左脚。

电-液执行器

    目前，大多数AMT变速箱都采用了电-液执行器来对离合器以及换挡拨叉进行控制，我们先来看看这种执行器的结构。

    安装在变速箱上方的机构便是AMT变速箱的控制模块，在变速箱控制单元的调配下，该控制模块可在完成对离合器控制的同时还能选择行驶所需要的挡位，在整个驾驶过程中，驾驶员仅通过油门踏板和制动踏板来控制车速，当然，你还是要靠拨动换挡杆去选择空挡、前进挡或倒挡。

电动执行器

    除了电-液式外，AMT变速箱还可以通过电动的方式来驱动执行器。德国舍弗勒集团旗下的LUK和格特拉克集团都在国内开始生产配备电动执行器的AMT变速箱。他们把这称之为ASG（机械式自动变速器）。

    电动执行器主要由电机的运转并配合蜗轮蜗杆机构实现一系列操作，在换挡速度方面，它比电-液式执行器更快。由于执行器上缺少了液压装置，因此结构更为简单，体积和质量也相应减少。虽优势明显，但由于该结构变速箱的型号较少，因此，并没有出现替代电-液式AMT变速箱的势头。

    江西格特拉克目前已经开始生产采用电动执行器的6挡AMT变速箱，它与LUK的ASG变速箱在换挡的控制上有所不同，格特拉克的ASG变速箱利用电机驱动两个换挡鼓来实现换挡动作，它比同级的手动变速箱重7公斤左右。第三代控制系统的运用也使得变速箱在挡位的更迭环节更顺畅，从而提高乘坐舒适性。景逸1.5AMT和海马丘比特就采用了这种变速箱。

总结：

    AMT变速箱是一款以手动变速箱为基础进而演变而来的自动变速箱，在操作上，它确实现了自动换挡的功能，不过，在换挡过程中的细节处理方面，它依旧无法比拟传统的自动变速箱，特别是一些需要频繁换挡或频繁进行起步停车的路况下，它在换挡平顺性方面的不足就显露无疑了。与手动变速箱一样，AMT变速箱也需要定期更换变速箱油，而作为损耗部件，离合器的磨损也在保养的范畴之内。

● 液力自动变速箱（AT）

    接下来要介绍的是液力自动变速箱，这类变速箱由液力变矩器、行星齿轮机构、液压控制系统、电子控制系统等组成。

    目前，市场上绝大多数自动挡车型都装配的是这种类型的自动变速箱，挡位数量依旧是衡量技术含量的标准之一。原先的4挡自动变速箱已不再是主流，目前，一般家用汽车以5挡或6挡居多，豪华车则对更多挡位的自动变速箱青睐有加，前不久就有消息称，路虎揽胜极光将率先搭载采埃孚最新推出的横置9挡自动变速箱。

◆ 液力自动变速箱的基本结构

○ 变速箱壳体及液力变矩器

    人们对自动变速箱内部结构的认知程度要远远小于手动变速箱，例如，一说到手动变速箱的离合器，大多数人对此都会有所了解，而液力变矩器却并未被大众所熟知。其实我们只要知道在功能上它与离合器相近，至于内部的泵轮、涡轮、导轮的布置以及工作状态就没那么重要了。

    从AT自动变速箱的发展来看，优化传动效率、减少动力损失的一部分工作则会在液力变矩器部分进行。比如增设的单向锁止离合器可使动力的传递由原先的液力传递过渡为硬性连接，从而减少动力的损失，当然，这是在保证行驶舒适性的前提下进行的。

○ 行星齿轮结构

    改变齿比的工作由行星齿轮机构完成，通过改变太阳轮、行星轮以及齿圈之间相互的运动关系可实现不同传动齿比的切换，从而在不同的车速以及驾驶路况的情况下选择适合的挡位行驶。

○ 控制系统

    液压控制系统以及电子控制系统则是负责统筹换挡进程的关键，电子控制系统就像人的大脑，在接收到来自发动机、轮速的信息后，通过计算并下达换挡指令，而液压控制系统则好比人的神经，将大脑发出的指示传递至相应部位并使其动作，最为典型的要属在换挡时，行星齿轮机构的变化以及内部离合器的控制。

    经过多年的优化，现在的AT变速箱技术在各方面的表现已足够成熟，在合理的情况下，其结构可以充分满足不同车型的匹配需求，从跑车到普通家用车，从纵置发动机的匹配到横置，这其中还涵盖了各种驱动形式的车型。此外，在换挡速度、传动效率、换挡质量以及稳定性方面，AT变速箱都可以做到让人满意。

为提高传动效率进行的优化

    奔驰在这部分动起了脑筋，它们不希望在发动机和变速箱之间流失过多的动力，为了达到更彻底的效果，多片离合器成了替代品。有关它的信息我们将在第二篇变速箱参数表文章中的奔驰7挡自动变速箱部分进行介绍。

总结：

    行星齿轮机构的的自动变速箱在技术上已趋于成熟，但在后期保养方面，相比于手动变速箱，它的维护成本要高些，常规的定期维护主要依据厂家更换变速箱油及滤芯，而随着车辆行驶里程的增长，自动变速箱也会出现一些故障，一旦涉及到故障维修项目，费用则会在千元至上万元不等。一般情况下，车辆在行驶到15万公里左右时，此类变速箱就容易出现异常的状况，程度较轻时影响到换挡平顺性，严重时也会导致车辆无法正常行驶。

    这部分我们主要以行星齿轮结构的自动变速箱为主要介绍对象，不过，这并不是液力变速箱唯一的一种结构形式，我们在变速箱参数解读的第二部分会为大家介绍一款深受本田汽车青睐的平行轴式液力变速箱，相比之下，此类变速箱结构简单且更耐用。

CVT无级变速箱

    上文所提到的行星齿轮结构式自动变速箱是大多数人最先接触到的自动变速箱类型，不过，接下来要介绍的CVT无级变速箱在历史底蕴方面并不比前者“肤浅”。早在1886年，CVT无级变速箱就安装在了一款奔驰汽车上。不过，由于当时各方面的技术并不成熟，所以，该结构的变速箱在那时一直没有被重视。随着技术的不断进步，CVT技术也趋于成熟，其在传动平顺性以及省油方面的优势则被凸显了出来。

    在驾驶操作方式上，装配了CVT无级变速箱的汽车同样通过一个换挡杆来选择驻车、倒车、空挡以及前进挡或手动的挡位，那么，它的结构究竟是什么样的？

CVT无级变速箱的结构

    CVT无级变速箱内部基本结构由带轮、钢带以及相关控制机构和润滑机构组成，其中，带轮又分为主动带轮和从动带轮，通过两个带轮各自在直径上的变化来达到改变传动比的目的，这与自行车上所装配的变速装置的原理类似。

    由于CVT无级变速箱在整个改变传动比过程中动力始终是连续不间断地进行传递，因此，从结构原理上来说，CVT无级变速箱在平顺性方面要优于上面所介绍的变速箱。

    不过，CVT变速箱在结构上也有着不足之处，带轮与钢带的组合并不善于应付过大的传动强度，它更适合那些小型或者动力不强的汽车。不过，基于材料技术和制造工艺的提升，CVT变速箱的这块短板已经得到尽可能的补偿。

如何避免钢带与带轮间的打滑现象

    传动机构中的带轮与钢带之间的接触面积较小且在改变传动比时又是变化的，在极端情况下，就难免会出现打滑的情况，而要想在这一基础上改进这一问题，提高带轮的压紧力可以增加一定的摩擦系数，但这显然无法彻底避免带轮与钢带间的打滑现象。

    博世公司改变了传动链条的结构以及受力方式，他们研制的压力钢带由钢带和推片组成，相比之下，这样的结构可与带轮间拥有更大的接触面积，受力的方式也由原先的拉动改为推动。因此，无论是在接触面积上，还是在钢带的受力程度上都有了明显的改进。此外，这种结构的钢带还可以通过调整推片的数量来改变它可承受的最大扭矩。由于结构问题，它并不能过度弯曲，也就是说，无法满足带轮间过大的半径变化幅度。

    有越来越多的中大型或者动力较强的汽车也开始装配CVT变速箱，由此看来，即便是行星齿轮结构式自动变速箱在各方面已相当成熟，但在某种程度上的表现，CVT变速箱也可以找到属于自己的平衡。

带有行星齿轮机构的CVT无级变速箱

    日产新骐达所装配的CVT无级变速箱在现有的基础上还增设了一套由行星齿轮机构组成的“副变速箱”。

    这台由Jatco（加特可）与日产共同研发的XTRONIC CVT无级变速箱通过行星齿轮机构为其获得了更大的传动齿比范围，这也是世界上第一台将行星齿轮机构融入到CVT结构的无级变速箱。这台XTRONIC CVT无级变速箱在两个带轮间也使用了和博世共同研发的以推动为受力方式的钢带。

编辑总结：

    在大多数消费者眼中，变速箱只分为手动和自动两种类别，如果从变速箱的操作方式上来看，这样的划分并没有错。的确，对于有些人来说，只要能满足用车需求，他们并不关心自己的车所装配的变速箱到底是什么结构。不过，不同结构的自动变速箱在使用的过程中会给人不同的感受，有些甚至会影响到行车的舒适性。装配在普通家用轿车上的AMT变速箱就是这样的代表，犹豫不决的换挡动作让换挡过程欠缺平顺性，但较低的制造成本是它存在的意义。不过，我也相信，随着相关控制技术的改进，AMT变速箱的换挡质量也会逐渐有所提高，这样，才会有更多的人去承认并接受它的优势，就像CVT变速箱的成长之路一样。

    相比之下，行星齿轮结构的自动变速箱在各方面的表现是较为均衡的，同时，在自动变速箱领域的应用也是最为广泛的，此外，它的发展速度十分迅猛，8AT还没普及，9AT就已经亮相于日内瓦路虎展台。挡位的增加则意味着变速箱具备更宽泛的传动齿比，以此拥有更高的传动效率及换挡质量。当然，在市面上那些家用型汽车的自动变速箱多为5挡或6挡，也有一些车仅有4个前进挡，挡位的数量都或多或少的对行驶以及效率方面形成一定影响。不过，正如上文所言，相对稳定的工作状态是行星齿轮结构自动变速箱的优势。

    本篇文章为大家介绍了4种不同结构的变速箱，在后面的文章中，我们将继续与大家探讨其它类型的自动变速箱结构，其中，总是引发热议的双离合自动变速箱，皮实耐用的平行轴式自动变速箱以及其它较为小众的变速箱都会出现在之后的文章中，敬请大家关注。（文/汽车之家 李博旭）

主流变速箱分类及简介