变速系统

可提供汽车足够的动力系统

变速系统是可提供汽车足够的动力系统。

基本概述

汽车在起步加速时须要比较大的驱动力，此时车辆的速度低，而引擎却必须以较高的转速来输出较大的动力。当速度逐渐加快之后，汽车所须要的行驶动力也逐渐降底，这时候引擎只要以降低转速来减少动力的输出，即可提供汽车足够的动力。汽车的速度在由低到高的过程中，引擎的转速却是由高变到低，要如何解决矛盾现象呢？于是通称为「变速箱」的这种可以改变引擎与车轮之间换转差异的装置为此而生。

变速箱为因操作上的需求而有「手动变速箱」与「自动变速箱」二种系统，这二种变速箱的做动方式也不相同。来由于消费者的需求以及技术的进步，汽车厂开发称为「手自排变速箱」的可以手动操作的自动变速箱；此外汽车厂也为高性能的车辆开发出称为「自手排变速箱」的附有自动操作功能的手动变速箱。的F1赛车全面使用「自手排变速箱」，因此使用此类型手动变速箱的车辆均标榜采用来自F1的科技。

工作原理

变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，又称变速箱。变速器由传动机构和变速机构组成，可制成单独变速机构或与传动机构合装在同一壳体内。

自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作，自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位的变换。

传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化，自动变速挡位。其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转换成控制油压，并将该油压加到换挡阀的两端，以控制换挡阀的位置，从而改变换挡执行元件(离合器和制动器)的油路。这样，工作液压油进入相应的执行元件，使离合器结合或分离，制动器制动或松开，控制行星齿轮变速器的升挡或降挡，从而实现自动变速。

电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系统而形成的。它通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态，接受驾驶员的指令，并将所获得的信息转换成电信号输入到电控单元。电控单元根据这些信号，通过电磁阀控制液压控制装置的换挡阀，其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路，从而控制换挡时刻和挡位的变换，以实现自动变速。

自动变速器的核心控制装置是液压控制装置，液压控制装置由油泵、阀体、离合器、制动器以及连接所有这些部件的液体通路所组成。关键部件是阀体，因此它是自动变速器的控制中心。阀体的作用是根据发动机和底盘传动系的负载状况(节气门开度和输出轴转速)，对油泵输出到各执行机构的油压加以控制，以控制液力变矩器，控制各离合器和制动器的结合与分离实现自动换档。

以上是自动变速器的基本控制形式，如果是电子控制自动变速器，就要在上述基础上增加电磁阀，ECU(电控单元)借助电磁阀控制自动变速器工作过程。ECU输入电路接受传感器和其它装置输入的信号，对信号进行过滤处理和放大，然后转换成电信号驱动被控的电磁阀工作。因此，电子控制自动变速器就要增加节气门位置传感器、车速传感器、水温传感器、液压温度传感器、发动机转速传感器、档位开关、刹车灯开关等数字信号汇入ECU，从而使得ECU精确控制电磁阀，使换档和锁止时间准确，令汽车运行更加平稳和节省燃油。

手排变速

在手动变速系统里面含有离合器、手动变速箱二个主要部分：

离合器：是用来将引擎的动力传到变速箱的机构，利用摩擦片的摩擦来传递动力。一般车型所使用的离合器只有二片摩擦片，而赛车和载重车辆则使用具有更摩擦片的离合器。离和器还有干式与湿式二种，湿式离合器几乎不再被使用于汽车上面。

手动变速箱：以手动方式操作变速箱去做变换档位的动作，使手动变速箱内的输入轴和输出轴上的齿轮啮合。多组不同齿数的齿轮搭配啮合之后，便可产生多种减速的比率。手动变速箱均是使用同步齿轮的啮合机构，使换档的操作更加的简易，换档的平顺性也更好。

自排变速

为了使汽车的操作变得简单，并让不擅于操作手动变速箱的驾驶者也能够轻易的驾驶汽车，于是制造一种能够自动变换档位的变速箱就成为一件重要的工作，因此汽车工程师在1940年开发出世界首具的自动变速箱。从此以后驾驶汽车在起步、停止以及在加减速的行驶过程中，驾驶者就不需要再做换档的动作。

现代的自动变速系统里面含有液体扭力转换器、自动变速箱、电子控制系统三个主要部分。在电子控制系统里面加入手动换文件的控制程序，就成了具有手动操作功能的「手自排变速箱」。

转换器

在主动叶轮与被动叶轮之间，利用液压油做为传送动力的介质。将动力自输入轴传送到对向的输出轴，经由输出轴再将动力传送到自动变速箱。

由于液压油在主动叶轮与被动叶轮之间流动时会消耗掉部分的动力。为了减少动力的损失，在主动与被动叶轮之间加入一组不动叶轮使能量的传送效率增加；以及在液体扭力转换器内加入一组离合器，并在适当的行驶状态下利用离合器将主动与被动叶轮锁定，让主动与被动叶轮之间不再有转速的差异，进而提高动力的传送效率。

变速箱

以行星齿轮组构成换档机构，利用油压推动多组的摩擦片，去控制行星齿轮组的动作，以改变动力在齿轮组的传送路径，因而产生多种不同的减速比率。Toyota Celsior(Lexus LS430)在2003年起用六速自动变速箱，使Toyota成为第三家采用六速自动变速箱的汽车制造厂。

电子控制系统：早期的机械式自动变速箱的换档控制是以油压的压力变化去决定何时做换档的动作，即使经过多年的研究及改良，机械式自动变速箱的换文件性能仍然不尽人意。于是电子式自动变速箱便因应而出了。为了使换档的时机更加的精确，以及获得更加平顺的换文件质量，各汽车制造厂均投入大量的资源，针对自动变速箱的电子控制系统做研究。例如在Toyota汽车的自动变速箱都具有Lup-s、ECT-i的电子控制机能，在较新型式的自动变速箱中还加入了「N文件控制」系统。

变速系统简介

一般来说变速系统分为两大类，Shimano和Campagnolo。这是根据手变的选择来分的，那么基本上公路车都会配备手变，没有手变的公路在加速、发力的时候都显得过于危险，即使SHIMANO的入门级SORA手变也高达八百多块，仍然推荐为自己的公路车装一个，那是要比拨杆好太多的东东了。

来看看两款手变：

SHIMANO的7701

Campagnolo的Record

俗称手变头的这个东西，是将变速机构与刹把做在一起，左手控制前拨，右手控制后拨，这样车手在骑行中手不需要离开刹把就可以完成变速，非常方便，并且精度也来得更高。一般手变要与飞轮个数相匹配，比如使用9速的飞轮，就应该配套使用9速的右手手变。

前拨

前拨，怎么说好呢，这个东西高端跟低端的差别就是重量，所以我也不是太关心。甚至很多公路车都开始拆除前拨减轻重量。在坡度变化不大的情况下，这样的做法还是可行的。

后拨

后拨算是一个比较重要的东西了，影响到变速的精确程度与变速的快速性。好的后拨张力大，耐用，引导轮和张力轮都进行了处理以减低磨损。比如dura-ace的后拨，两个轮子都采用了轴承设计，并将重量减到了最低。当然其价格也是很高的。入门级公路车推荐使用SORA，也能得到相当不错的效果，关键是SORA的价钱仅一百多点。

Campagnolo的变速系统则有其自己的手变，前拨，后拨。入门级零件国内比较少，先搁一搁吧。

公路车的夹器基本都是双轴设计了，这样的设计可以很容易调整到居中位置，并且刹车力度也比较好。入门推荐使用Tektro的双轴夹器，价钱跟SORA一样，但是感觉要好不少。刹车手感这个东西要自己去体会，我的体会不深，也说不上几句了。

故障处理

（1）故障特征

一辆电动汽车液控自动变速箱每次加油到标准线，只行驶10 km，油就漏到危险线，反复检修不能排除故障。该车自动变速箱从车上拆、装反复数次，前端油封反复更换，漏油依旧。检查时发现，油封完好未见损坏，但见到有漏油痕迹。开始怀疑是变矩器轴摆差过大引起，于是将变矩器单独安装在发动机后端，检查变矩器随发动机转动时，前端轴跳动量有0.05 mm，误差大于规定值。经校正调整钢片法兰盘，使跳动量达0.10 mm，更换新油封装复，漏油不见好转。仔细分析，毛病可能还是在自动变速箱内部。拆检自动变速箱，拆掉油泵，即发现油泵外圈O型油封破裂，终于找到了漏油的真正原因，更换换O型圈，装复使用，漏油故障得到彻底根治。

（2）故障原因

常见引起变速器漏油的因素有：变速器各部密封衬垫不良、油封损坏，或紧固螺栓松动，变速器壳破裂，齿轮油过多，变速器通气孔堵塞，油封或凸缘磨损，各轴端间隙过大，座孔及轴承松旷、衬垫损坏，各密封件表面的加工质量没有达到产品图纸要求。另外润滑油使用不当也会造成漏油。总值，造成上述漏油的原因主要有两方面：一是密封面上有间隙，而是密封两侧有压力差，消除或减少任一因素都可阻止或减少渗漏。

（3）预防措施

预防电动汽车变速箱漏油的措施主要有：一是采用耐油石棉垫作盖端面衬垫，不会因其老化裂损而密封失效。二是改用大截面通气塞，避免因其箱内压力增大，导致齿轮油渗出。三是根据不同地区不同季节，选用规定牌号的齿轮油。一般选用150号工业齿轮油，以免加油不当会产生过多泡沫，从而使腔内油压急剧升高造成渗油。用密封胶涂在螺栓部位及衬垫两面，以保证密封良好。齿轮油剂量不宜过多，应严格按规定加注，最好控制在加油口下沿平齐，以及往下10 mm范围。

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