几种常见变速箱的结构特点与工作原理

几种常见变速箱的结构特点与工作原理

手动变速箱

手动变速箱是最早出现的一种变速箱，它通过手动操作离合器和变速杆，实现变速。手动变速箱结构简单，维护成本低，而且具有较高的可靠性。手动变速箱需要驾驶员不断地操作离合器和变速杆，对于驾驶员的操作技术要求较高。

自动变速箱

自动变速箱是一种智能化的变速箱，它通过液压系统和电子控制单元实现自动换挡。自动变速箱具有操作简便、换挡平稳、驾驶舒适等优点，适用于城市道路和高速公路行驶。自动变速箱的维护成本较高，且在高负荷情况下易出现过热问题。

双离合器变速箱

双离合器变速箱是一种新型变速箱，它通过两个离合器和一组齿轮组合实现换挡。双离合器变速箱具有换挡快速、燃油经济性好等优点，适用于高速公路和赛道等场合。双离合器变速箱的维护成本较高，且在低速行驶时易出现顿挫感。

CVT变速箱

CVT变速箱是一种无级变速器，它通过钢带和变径轮组合实现无级变速。CVT变速箱具有换挡平稳、燃油经济性好等优点，适用于城市道路和高速公路行驶。CVT变速箱的制造成本较高，且在高负荷情况下易出现过热问题。

用户关心的问题

Q：手动变速箱和自动变速箱哪个更适合我？

A：如果你是新手驾驶员或者经常在城市道路行驶，那么自动变速箱更适合你。如果你是老手驾驶员或者经常在山路行驶，那么手动变速箱更适合你。

Q：双离合器变速箱和CVT变速箱哪个更好？

A：双离合器变速箱和CVT变速箱各有优缺点，具体选择应根据个人需求和用途来决定。如果你追求换挡平稳和燃油经济性，那么CVT变速箱更适合你。如果你追求换挡快速和驾驶乐趣，那么双离合器变速箱更适合你。

Q：如何保养变速箱？

A：定期更换变速箱油、注意加油站油品、避免超载和长时间高速行驶等，都是保养变速箱的重要措施。如果发现变速箱出现异响、顿挫等异常情况，应及时到专业维修站检修。

附：变速箱油

变速箱油是变速箱中的重要润滑剂，它能够起到润滑、冷却和密封等作用。不同类型的变速箱需要使用不同规格的变速箱油，使用不当会导致变速箱故障。常见的变速箱油有ATF、CVT和MTF等。

参考来源：

《汽车技术手册》；

《汽车维修与保养》。

释义拓展：变速箱（车辆上变速部件）

变速箱又称变速器，是用来改变来自发动机的转速和转矩，并能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的汽车配件。

变速箱具有实现倒车、改变传动比来适应不同的驾驶状态、在不熄火状态下利用空挡切断动力的传递的功能，被广泛应用于内燃机领域。变速箱按传动比的级数可分为有级式、无级式和综合式三种；按传动轴的数目可分为两轴式和三轴式；按操纵方式可分为手动变速器（MT）和自动变速器，而自动变速器又可分为AT、AMT、DCT（DSG）、CVT等。

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。手动变速箱主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱主要由液力变扭器、行星齿轮、液压变距系统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。

18**，法国标致发明了世界上首个两挡手动变速箱，变速箱正式问世；1908年，亨利·福特为福特T型车设计了世界上首台两速自动变速箱，汽车工业革命飞速发展。

问答拓展：汽车变速箱有哪几种？都是如何工作的？

变速箱作为汽车三大件最重要的组成部分之一，承担着车辆变速、变矩、倒车等重要作用。根据不同车型的性能和需求，市面上的汽车也都搭载着不同种类的变速箱。那么，在乘用车领域，变速箱种类都有哪几种？都是如何工作的？有分别有什么优缺点呢？

手动变速箱（MT）

第一种就是手动变速箱，这也是汽车最原始的变速箱种类，较为常见的有5挡和6挡手动变速箱。顾名思义，手动变速箱需要通过手动操作才能实现换挡，从原理上来看，手动变速箱主要是由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩。驾驶者需要通过踩踏离合器，并拨动挡杆来改变齿轮间的啮合位置，改变传动比，以此来达到变速的目的。手动变速箱的在于富有驾驶乐趣，并且若驾驶熟练，在加速和超车时都要比自动变速箱的车辆更快。燃油经济性更好，维修便宜也是其显著的优势。不过操作繁琐，在拥堵路段频繁切换挡位也会消耗驾驶者更多的体力。

机械式自动变速箱（AMT）

机械式自动变速箱是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的机电液一体化自动变速器，其既可以实现AT变速箱自动切换挡位，又保留了MT手动变挡的方式。不过，兼顾自动和手动的AMT变速箱结构也更为复杂，后期维修较为困难，同时，换挡顿挫，舒适性不佳也是其不可避免的缺点。

液力自动变速箱（AT）

AT变速箱是目前最为成熟的自动变速箱，换挡平顺是其最大的优势之一。自20世纪40年代问世之后，经过了80年的不断升级换代，从4AT到如今的10AT，更多的挡位数也使得每个挡位之间的传动比差距可以做得非常小，换挡更为平顺。从结构上来看，AT变速箱是采用行星齿轮结构，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漏带同传动齿比的切换，从而实现变速的效果。除了换挡平顺，耐用性好也是AT变速箱的一大优势，这得益于AT变速箱与发动机的连接部件采用了液力变矩器，这是一种非刚性连接，通过哪困变速箱油来实现齿轮转动，因而比刚性连接的变速器有着更长的使用寿命。AT变速箱也存在不可避免的缺点，由于内部采用的是非刚性连接，所以在传动过程中会有一部分动力损失，并且油耗也会比其他变速箱更高。

双离合自动变速箱（DCT/DSG/PDK）

双离合自动变速箱是目前使用最为广泛的变速箱之一，大部分称之为DCT，大众公司称之为DSG，保时捷称之为PDK，其实原理都相同。顾名思义，双离合自动变速箱拥有两套离合器，通过双离合控制模块实现各挡位不同齿比的齿轮箱切换或接合动力，再由机电控制模块协调各执行机构。对于双离合变速箱来说，优点和缺点都非常明显，最大的优点就是换挡速度非常快，并且燃油经济性好。双离合的两套离合器分别对应两根输出轴，其中一根轴控制奇数挡，另一根轴则控制偶数挡，也就是说，在车辆以1挡行驶时，负责2挡传动的齿轮在控制机构的作用下就已准备就绪，随时准备切换至2挡，因而传动效率非常高，从而提高了燃油经济性。但缺点也同样明显，双离合变速箱属于刚性连接结构，是通过离合器压盘的摩擦传动，因而耐用性不佳，低速存在换挡顿挫的问题。

无级变速箱（CVT）

CVT无级变速箱在目前的很多小李搜念型车辆，尤其以日系为主的车型上较为常见，在换挡平顺性方面，CVT无级变速箱是表现最好的。确切来说，CVT变速箱没有明确各个挡位，换挡过程是在最大变速比范围进行线性递增或递减，从而使发动机保持在合理转速上，输出功率和扭矩也保持恒定。从结构上看，CVT变速箱主要由带轮、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，过油压控制主动轮与从动轮的夹紧与放松，来改变带轮锥面与传动带啮合点的工作直径，从而改变传动比，实现无级变速。但CVT无级变速箱的最大缺陷在于其承受的最大扭矩有限，目前只能较多地搭载在小排量车型上。

问答拓展：变速箱有何功用？其结构与工作原理是怎样的？

（1）功用

①变换排挡，改变传动系的传动比，达到变扭变速的目的，使农用车获得所需的行驶速度和驱动力。

②实现倒挡，使农用车能倒退行驶。

③实现空挡，使农用车能在发动机不熄火的情况下长时间停车，同时也便于发动机的启动。

（2）结构与工作原理

目前，农用车上采用的变速箱大多为两轴式和三轴式有级式变速箱。

①两轴式变速箱。图3-85是一两轴式变速箱结构示意图，具有两根主要轴（不包括倒挡轴）。发动机通过离合器与第一轴1相连，第二轴6将动力传给后桥。第一轴的花健上装有滑动齿轮2和3，第二轴上装有固定齿轮8。当变速杆拨动第一轴上的滑动齿轮移动时，使其与第二轴6上的相应的固定齿轮啮合，就得到不同的挡位。具体来说，滑动齿轮2左移，得第1挡，右移得第2挡，滑动齿轮3左移得第3挡，右移得到倒挡。由此共可得到3个前进挡1个倒退挡。3个前进挡中，第1挡传动比最大，输出扭矩最大，输出转速最小，即车辆行驶速度最低，第Ⅲ挡为最高前进挡，其传动比最小，输出扭矩最小，输出转速最大，车辆行驶最快。倒挡时，动力从滑动齿轮3经过倒挡齿轮5再传到倒挡从动齿轮7，由于增加了一对啮合齿轮，使第二轴的旋转方向与前进挡相反，因而可以改变车辆的行驶方向，实现倒退行驶。

图3-85两轴式变速箱结构示意图

1.第一轴2、3.滑动齿轮4.变速箱壳体5.倒挡轴和倒挡齿轮6.第二轴7.倒挡从动齿轮8.固定齿轮

这类变速箱的前进挡工作时只有1对齿轮啮合，因此传动效率高，结构简单。但传动比不能过大，挡数不能过多。

②三轴式变速箱。三轴式变速箱具有三根主要轴：第一轴1、第二轴5和中间轴6（图3-86）。第二轴前端浮动支承在主动齿轮2内。第一轴上的主动齿轮2与中间轴上的齿轮8常啮合。当移动第二轴上的滑动齿轮3和4分别与中间轴上的3个中间齿轮7啮合时，可得到3个挡位。由于这3个挡位的传动比是经过两对齿轮啮合得到的，因此其传动比可比两轴式变速箱的大一些。另外，滑动齿轮3向左移动与常啮合主动齿轮2啮合时，第一轴的扭矩直接传给第二轴，故称为直接挡。直接挡的传动比等于1，其传动效率最高，所以，三轴式变速箱可具有较多的挡位，在农用车上应用较广泛。

图3-86三轴式变速箱结构示意图

1.第一轴2.常啮合主动齿轮3、4.滑动齿轮5.第二轴6.中间轴7.中间齿轮8.常啮合从动齿轮

图3-87所示是某四轮农用车变速箱的结构图。

图3-87变速箱总成

1.离合箱壳2.前盖衬垫3.中间轴轴承4.分离拨叉5.第一轴6.3、4挡滑动齿轮7.第二轴8.倒挡保险总成9.换挡摆杆10.变速箱盖11.换位摆杆12.1、2挡滑动双联齿轮13.后盖14.里程表主动齿轮15.中间轴16.2挡主动齿轮17.常啮合被动齿轮和3挡主动齿轮18.倒挡齿轮19.变速箱壳体

这是一个三轴式变速箱，操纵变速杆拨动不同的滑动齿轮进行换挡，可以得到4个前进挡和1个倒退挡，各挡的齿轮位置和啮合状况如图3-88所示，图中的箭头表示了动力的传递路线和方向。

图3-88变速器各挡位的简图

（a）空挡位置（b）1挡位置（c）2挡位置差枝碧（d）3挡位置（e）直接挡位置（f）倒档位置1.第一轴2.第一轴齿轮3.2、4挡齿轮4.2挡齿轮5.1挡齿轮6.第二轴7.中间轴1挡齿轮8.倒挡小齿轮9.倒挡大齿轮10.中间轴2挡齿轮11.中间轴2挡齿轮12.中间轴齿轮体13.中间轴常啮合齿轮

当变速箱变速杆在空挡位里，如发动机在运转，而离合器接合时，变速箱第一轴和中间轴上的齿轮体亦随之转动，但是不与第二轴上的齿轮相啮合，因而第二轴和第二轴上的齿轮是不转动的（图3-88a）。

变速杆在第1挡位置时，拨叉将虚举第二轴上的1、2挡齿轮体向后拨动，则1、2挡齿轮体上的大齿轮（齿轮5）与中间轴上的最小齿轮（齿轮7）相啮合。由于第一轴的齿轮与中间轴上的齿轮体经常啮合，因而驱动第二轴上的1、2挡齿轮体转动，于是第二轴亦随之转动，但由于齿轮的传动比大，此时转动的速度很慢（图3-88b）。

变速杆在第2挡位置时，拨叉将第二轴上的1、2挡齿轮体向前拨动，则1、2挡齿轮体上的小齿轮（齿轮4）与中间轴上的齿轮（齿轮10）相啮合。第一轴通过中间轴驱动第二轴上的1、2挡齿轮体转动，第二轴随之转动，但搭返由于齿轮的传动比较大，此时转动的速度较慢（图3-88c）。

变速杆在第3挡位置时，拨叉将第二轴上的3、4挡齿轮体3向后拨动，则3、4挡齿轮体上的外齿轮与中间轴上的齿轮（齿轮11）相啮合。第一轴通过中间轴驱动第二轴上的3、4挡齿轮体转动，第二轴亦随之转动，但由于齿轮的传动比减小，此时转动的速度较快（图3-88d）。

变速杆在第4挡位置时，拨叉将第二轴上的3、4挡齿轮体3向前拨动，3、4挡齿轮体上的内齿轮与第一轴上的小齿轮2相啮合，即第一轴与第二轴直接连接而转动，其齿轮的传动比最小（等于1），此时转动的速度最快（图3-88e）。

变速杆在倒挡位置时，拨叉将倒挡轴上的齿轮体向前拨动，倒挡轴上的一个较大齿轮（齿轮9），与中间轴上的最小齿轮（齿轮7）相啮合，另一个较小的齿轮（齿轮8），与第二轴上最大的齿轮（齿轮5）相啮合。第一轴通过中间轴驱动倒挡齿轮转动，又带动第二轴上的齿轮体以相反方向转动，于是第二轴就以与前进挡相反的方向随之转动（图3-88f）。

问答拓展：变速箱的种类和特点分别是什么？

汽车的变速箱主要有五种类型：手动变速箱、自动变速器、CVT变速箱、DSG变速箱和序列变速箱（AMT）。变速箱的特点如下：手动变速箱的特点：用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变誉誉传动比，从而达到变速。手动变速器的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。自动变速箱的特点：利用行星齿轮机构进行变速，根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速，驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。CVT变速箱的特搏睁点：采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，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。DSG变速箱的特点：DSG变速器与一般的变速系统不同，基于手动变速箱，基虚岁而不是自动，而DSG除了同时拥有手动的灵活和自动的舒适外，更能够提供无间断的动力输出。序列变速箱（AMT）的特点：它揉合了AT和MT两者优点的机电液一体化自动变速器，AMT既具有普通自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处，能够根据油门的开度和车速的变化，自动地进行换挡。变速箱的作用是：改变传动比，不同行驶条件对牵引力的需要，使发动机工作在有利情况下行驶；实现汽车倒退行驶；中断动力传递，发动机启动怠速运转，汽车换挡或停车，中断向驱动轮的动力传递；实现空挡，当离合器接合时，变速器停止输出动力。