文/秦明
變速箱作為汽車動力的重要配件之一,就算有功率再大的發動機,沒有匹配上一台合适的變速箱,汽車同樣無法發揮出強勁的動力。發動機相當于汽車的心髒,而變速箱則相當于血管和神經,控制傳輸力道的大小,其主要用來改變發動機轉速和扭矩的裝置,更具不同工況來分配改變輸出軸和傳入軸傳動比,并将發動機的力傳到車輪上去。例如,上坡就需要較大的扭矩,在發動機功率不變的情況下,就需要犧牲轉速來獲得更大的扭矩,那變速箱就是來負責這項任務。簡單來說,發動機就像一個隻會使勁出力的莽夫,而變速箱則是幫助發動機有時出拳要快有時出拳有力的一個裝置。
變速箱主要由傳動機構和操縱機構兩部分組成,傳動機構大多用普通齒輪來進行傳動,也有的用行星齒輪傳動,就比如豐田享譽世界的豐田THS混動系統,其匹配的E-CVT變速器就是采用一套行星齒輪組作為核心。操縱機構根據變速箱種類不同也有很大區别,放到後面對各種變速箱進行細緻解析,再進行補充。
汽車在行駛過程中會遇到不同工況,有上坡有下坡,起步倒車,怠速高速這些情況都需要車輛有不同的轉速和扭矩,光靠發動機是不行的。需要變速箱來對發動機的轉速和轉矩進行調整,通過改變齒輪傳動比,從而擴大驅動輪的轉矩和轉速變化範圍,就拿自行車來的換擋舉例,有小齒輪到大齒輪6種齒輪,如果前齒輪比後齒輪大,前齒輪1圈,後齒輪就能轉兩圈,那後齒輪的轉速就增加了,相反前齒輪轉兩圈,後齒輪才轉一圈,轉速減慢扭自然增大。
當然每種變速器的結構和工作原理也大不相同,就拿最簡單的手動擋變速器來說明,發動機輸出轉動輸入軸,輸入軸通過齒輪與中間軸相連,中間軸又帶動輸出軸轉動,而輸出軸可以通過前後移動來改變齒輪大小,從而調整輸出軸低轉速和高轉速兩種動力形式。随着檔位數增加,工作原理也是相同,隻是增加了輸出軸上齒輪數,更多不同大小的齒輪帶來更多的扭矩轉速選擇。自動的變速箱工作原理通過改變傳動比進行變速,隻不過結構更加複雜。
市面上的變速箱是形形色色,名稱不同,原理不同,構件不同,但是它們都是在5種變速箱上衍生出來的變速箱。就市面上的變速箱大緻有5大類,手動變速箱(MT)、手自一體變速箱(AMT)、自動變速箱(AT)、無級變速箱(CVT)、雙離合變速箱(DCT),自然它們有不同的優劣勢和适用範圍,就比如目前AT和CVT就在普通汽車上受到廣泛應用和追捧。
先不急着解析這五類變速箱的結構和原理,先大緻認識一下這五類變速箱,看看它們都有怎樣的優缺點,你更傾向哪一款?
先從簡單的MT手動變速箱說起,就是俗稱的手動擋,主要由換擋杆、輸入軸、中間軸、輸出軸、離合器、貼合器和齒輪組成。通過操縱換擋杆,換擋機構将接合器與對應齒輪相連接,從而帶動輸出軸進行轉動。
手動擋雖然工作原理和結構比較簡單,但也可靠,并且成本低廉,損耗小,并且手動擋能夠帶來最直接的加速感受,對那些熱愛駕駛的人來說,頻繁的換擋,自然結構簡單帶來的就是可靠和成本低廉的優勢,在廉價車和低配車上常見,另外傳動損失小,相比AT來說要省油一點,手動變速器提供最原始的駕駛感受,因此深受喜歡駕駛的人群歡迎。不過手動變速箱操作繁雜複雜,要求駕駛員需要頻繁的踩離合換擋,而且遇到堵車的時候會非常辛苦。
雙離合變速器顧名思義就是有兩個離合變速器,由兩個離合器分别控制奇數檔位和偶數檔位,整體上和MT比較類似,換擋時,直接斷開一個離合器再接入另外一個離合器就能完成換擋,并且它能預判你将升檔還是降檔,提前将貼合器卡住齒輪,所以換擋非常迅速傳動直接,動力損耗小過現階段來說,可靠性還是令人堪憂,而且要做到換擋不頓挫,需要非常精心的的教才行,這類速箱除了搭載在普通車型上,還經常搭載于一些超級跑車。
AT自動變速箱,是如今使用非常廣泛的一種變速箱,用液力變矩器來代替傳統MT的離合器結構,通過攪動液體來實現半聯動,變速齒輪采用的是行星齒輪組結構。
AT變速箱換擋平順,并且不需要進行頻繁換擋操作,會自動根據車速匹配擋位進行換擋,簡單便捷易上手缺點,不過因為結構也是所有變速箱裡較複雜的,需要高精度的零件,所以制作難度大成本也高,不過随着科技進步,現在的8AT、9AT已經能夠兼顧性能和平順,不過肯定價格也更貴,也隻有一些豪華性能車搭載。
AMT變速箱,手自一體變速箱,這個變速器其實就是用MT改裝過來的,在MT變速箱上加一套電控系統之類的,也是所有自動變速器中最便宜的,傳動損耗小但換擋慢,而且換擋頓挫非常明顯,所以基本上見的不多了。
CVT無級變速器同樣也是目前應用範圍比較廣的一種變速箱類型。這種變速器是用兩對可變直徑的椎盤和一條鋼帶組成的,椎盤一個接發動機,另外一個接驅動輪,用鋼帶鍊條連接,通過收緊和張開椎盤,從而改變兩側鋼帶傳動直徑就可以達到變速的目的。
結構簡單、體積小,因為沒有齒輪所以換擋呈線性改變,變速時不會有任何頓挫感。因為是無級變速的,所以什麼時候都可以根據車輛的需要,把發動機保持在最合适輸出需要的轉速;結合前面說的兩點,這種變速箱也是最省油的。不過由于變速箱一直進行工作,損耗也非常高,并且傳動鋼帶承受有限,并不适合太激烈的駕駛。
總體而言,5種變速箱各有各的本事和擅長領域,不過就普通車型來講,還是AT變速箱更加均衡實用,且AT變速箱在市場上的反映也是最好,深受廣大用戶青睐。
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