如何通俗的理解汽車各個變速箱的種類?

張文瑤


變速箱是汽車裡比較核心的部件,其精密程度和科技含量也是相對來說比較高的。不過說到變速箱的發明其實是有點尷尬的,因為它純粹是為了彌補燃油發動機糟糕的扭矩而產生的附屬品,也就是說變速箱其實只是內燃機汽車裡一個必不可少的“補丁”。曾經一個外國網友突發奇想把變速箱拆掉,讓發動機曲軸直接輸出動力到車輪上,結果起步時瞬間發動機就熄火了。現在的電動車就不再配備變速箱,因為電機擁有優秀的扭矩表現足矣去掉這個龐大的“補丁系統”。


從最早的手動變速箱到今天的各種自動變速箱,它們的結構和原理都不同,不過功能都是一樣的,那就是對發動機的扭矩進行放大或縮小,以適應車輛的行駛需求。變速箱檔位越多,它能覆蓋的傳動比(發動機輸出扭矩/變速箱輸出扭矩)範圍就越大,比如老式4檔變速箱的傳動比範圍是2.92~0.71,而6檔變速箱就可以達到4.15~0.79。

變速箱的種類繁多,結構也相當複雜,我儘可能用通俗易懂的辦法解釋給大家聽。

手動變速箱(Manual Transmission,簡稱MT)


顧名思義,手動變速箱就是需要駕駛員自己動手換擋,同時配合左腳離合器踏板。它是靠直徑不同的主動齒輪和從動齒輪相互齧合,從而產生扭矩的變化。每個檔都有一對特定傳動比的主從動齒輪,並且每個檔位的齒輪都是時刻齧合在一起轉動的。在同步器和撥叉的幫助下,變速箱的輸出軸選擇任意檔位上的轉速和扭矩。而駕駛員操縱的檔杆其實就是控制撥叉的動作。手動變速箱雖然操作複雜,但是可以讓駕駛者參與其中從而獲得更大的駕駛樂趣。不僅如此,手動變速箱的結構簡單、故障率低,因此在自動變速箱技術高度發達的今天仍然有很強的生命力。


序列式變速箱(Sequential Manual Gearbox,簡稱SMG)


其實它的全名應該叫做序列式手動變速器,內部結構仍然是個手動變速箱,只是增加了一套自動換擋機構和電子離合器。這種變速箱在換擋的時候不需要人為踩離合,而且檔位只能按順序逐級切換(只有“+”檔和“-”檔),有更高的傳遞效率,所以一般都是用在賽車和高性能汽車上的。

自動離合變速箱(Automated Manual Transmission,簡稱AMT)


很多人會誤以為AMT的結構更接近於自動變速箱,但其實它的結構還是和手動變速箱一樣,僅僅是在這個基礎上外加了一套自動換擋機構,從而替代駕駛員手腳對撥叉和離合器進行操作。這裡可以形象地理解,像是有個小機器人在幫你掛擋和踩離合控制手動變速箱。不過由於自動換擋機構的換擋速度比較慢,所以它在換擋的瞬間會有嚴重的動力丟失,頓挫感比較強,受到很多車主的詬病,因此這種變速箱在如今汽車市場上的佔有率已經很低了。


雙離合變速箱(Double Clutch Transmission,簡稱DCT或DSG)


雙離合是一個比較有爭議的設計,很多人對它的瞭解是源於幾年前315晚會所曝光的大眾DSG缺陷事件。其實雙離合的設計思路並不複雜,並且也是發明比較早的一種自動變速箱設計。它的結構仍然是和手動變速箱一樣,但同時存在兩組離合器,一組負責奇數檔,一組負責偶數檔。當檔位掛在奇數檔的時候,偶數檔已經處於準備狀態,因此在升降檔的時候可以用最短的時間切換過去。你可以形象地理解成有兩個小機器人在同時幫你掛擋踩離合,一個負責掛奇數檔,一個負責掛偶數檔,因此效率比AMT高出一倍。網絡上有很多熱議說雙離合變速箱頓挫感強,但其實客觀地說,在雙離合變速箱沒有發生故障的時候,換擋的平順性是相當好的,而所謂的強烈頓挫其實是故障導致。用小概率的故障現象去定義一種設計的整體特性是鍵盤俠的慣用思維邏輯。


自動變速箱(Automatic Transmission,簡稱AT)


終於講到真正意義上的自動變速箱了,它的內部結構和原理已經完全脫離了手動變速箱的設計。扭矩變化不再是依靠主從動輪的齧合,主要是通過液力變矩器和行星齒輪完成的。此外再配合控制單元、電磁控制機構、多片離合器等組成了自動換擋機構。自動變速箱由於行星機構的存在,因此可以覆蓋跨度極大的傳動比範圍,而且為了彌補檔位之間的傳動比落差減少換擋頓挫,檔位數量也是越做越多。比如寶馬經典的8速自動變速箱,以及奔馳的9速自動變速箱。AT往往也帶有手動模式,不過當你手動升降檔時,其實並沒有直接接管變速箱,而是發送了一個換擋的信號給電腦,而最終是否按照你的意圖執行仍然是它說了算。實際上這種所謂的手動,只是電腦製造出一種DIY的感覺讓你過把癮,哄著你玩兒罷了。自動變速箱是目前綜合性能最好的設計,不過由於其結構的複雜性,遇到故障時的維修成本也是最昂貴的。

無極變速箱(Continuously Variable Transmission,簡稱CVT)


無極的意思就是沒有實際意義上的檔位,這是由於它的扭矩轉換原理不再採用齒輪的齧合,而是一根金屬鋼帶的兩端被卡在兩組滑輪中間,通過調節滑輪的寬度,從而實現鋼帶兩端的旋轉半徑。可以想象一下那種可變速的自行車,腳蹬的齒輪用鏈條帶動後輪齒輪,變速的時候鏈條會從一個齒輪跳到另一個齒輪上。如果變速齒輪不是一個一個臺階狀疊在一起的,而是有無數個齒輪密密麻麻地疊放在一起,那這就是CVT。因此CVT變速箱沒有檔位的概念,它的最大的特點就是沒有頓挫,扭矩變換時的速度完全線性,因此也是舒適度最高的變速箱。當然,正是因為這種無極金屬帶的傳動,導致它承受不了大扭矩,因此無法使用在賽車和高性能汽車上。


綜上所述,變速箱的結構十分複雜,不同種類之間的區別也是相當之大,我儘可能地用較為形象和通俗的語言做了整理和概括。不過關於不同變速箱的優缺點,只能說各有千秋,至於能不能排出個1234,因為每個人對汽車的需求不同,愛好不同,自然無法做到客觀公正的評判。



馬頭人車庫


汽車上所使用的變速箱大致可以分為手動變速箱(MT)、液力機械變速箱(AT)、無級變速箱(CVT)、雙離合變速箱(DCT)和機械式自動變速箱(AMT)這五種,它們都有各自的優缺點。對很多汽車小白來說,想要理解它們是比較困難的,選擇時更是一臉的懵逼。下面老侯來給大家分析一下各種變速箱的優缺點,並且借用一位偉人的用人理論來給這些變速箱做一個定位,大家可以根據自己的需要來選擇。

法國大軍事家拿破崙按照自己的用人需求,把手底下的人大致分成四類,並根據其特點量才使用,結果獲得了巨大的成功。第一種人是聰明而又勤快的,最適合做馳騁疆場的將軍;第二種人很聰明但有點懶惰,最做適合做運籌帷幄的元帥;第三種人是愚蠢而又懶惰的,最適合做服從命令聽指揮的士兵;第四種人是愚蠢而又勤快的,這類人是非常危險的,一定不能使用,要讓他趕緊回家去。

是不是覺得很有趣?其實汽車上的變速箱也可以用這個四種人理論套一下,不同的變速箱就像不同的人一樣,我們只有熟知其優缺點,才能量才使用,把它們放到最合適、最符合自己使用需求的位置上去。

首先我們來看看液力機械變速箱,也就是我們最熟悉的AT變速箱,它的優點是操作簡便,能夠根據路面狀況自動變速變矩,有效的避免發動機超速、超負荷工作,可靠性高,技術成熟;缺點是結構複雜,精密度高,維修比較麻煩,傳動效率相對較低,油耗相對較高,價格也比較昂貴。

液力機械變速箱無疑是聰明而又勤快的,它幾乎是無所畏懼、無所不能,全路況、全天候、全速域,在任何時候都能載著你奔馳在世界的任何角落,並且絕對忠誠可靠,忠實而又靈活的執行你的操作指令,絕對是大將之才,是你最得心應手的助手,也是你的最佳選擇。唯一的缺點就是有點小貪婪,需要消耗更多的燃油,不過好馬總是要吃更多的草,這是可以理解的。

再來看看CVT無級變速箱,它的主要優點就是駕駛平順性好, 能讓發動機始終在最經濟的轉速區間內工作,燃油經濟性好,結構上相對也比較簡單;缺點是CVT的傳動鋼帶能承受的力矩有限,所以不適合激烈駕駛和極限越野,並且維修比較困難,費用較高。

CVT無級變速箱屬於聰明而又懶惰的類型。它極度的聰明,可以充分領會駕駛員的駕駛意圖,並且調整出最合理的傳動比,並且與發動機關係極好,很會哄發動機,讓它始終在最舒服的轉速下工作,所以發動機的油耗也很低。同時它還是一個大滑頭,將行駛中受到任何衝擊與振動都消弭於無形,所以駕駛起來極為的順滑,感覺不到任何的頓挫。正因為它與上下級的關係都很好,並且具有運籌帷幄、決勝千里的才華,所以說它有統帥之才。缺點就是有點懶惰,不喜歡出太大的力氣,不喜歡衝鋒陷陣,並且很會保養自己,太冷了就保護自己不要升檔,太熱了我就降低速度給自己降降溫。總之就是懶懶懶,千萬別讓我乾重活,出謀劃策還是可以的。

手動變速箱(MT)也是很常見的,它的優點是結構簡單、製造成本以及維護費用較低、可靠性高、省油、傳動效率高;缺點是操作較為繁瑣,需要較高的駕駛技術,駕駛員的勞動強度較大。

手動變速箱無疑是愚蠢而又懶惰的。它自己沒有大腦,不會主動思考,只會服從命令聽指揮。君主讓我做什麼,我就做什麼,並且有很強的執行力,絕對不會打任何折扣。但它無疑又是非常愚蠢的,一點都不懂的變通。不論把它掛在哪個檔位上,都絕對的堅守崗位,即使發動機超速、或者超負荷熄火,我也巍然不動,是一個愚鈍的、只會服從命令聽指揮的士兵。所以,手動變速箱需要一個聰明的君主來統治它,它還是會很忠誠的為你服務的,並且經濟實用呦。

機械式自動變速箱(AMT)不是很常見,只有很少的幾個車型在使用它,還有就是卡車的自動變速箱一般都是AMT的。它的優點是傳動效率高、結構緊湊、成本低、易於製造、工作可靠及操縱方便;缺點是因擋位變動引起的頓挫感強烈,換擋舒適型不佳,且在換擋過程中產生動力中斷,使得換擋過程中加速性能不好。

這絕對是一個愚蠢而勤快的壞傢伙。它總是不能正確的領會君主的意圖,頭腦簡單無比,行動卻總是走在大腦的前面。所以經常出現檔位不合適、換檔過程衝擊、頓挫等,稍不如意還會大義滅親,把離合器消滅掉。所以這傢伙決定要遠離,千萬不要讓它給你做事。

最後我們再來看看雙離合變速箱(DCT),它的主要優點是換檔速度超快,承載力高,傳動效率高,經濟燃油性好;缺點是結構精密,製造工藝複雜,可靠性較差,在城市的擁堵路況下低速行駛容易產生頓挫、離合器過熱等故障,駕駛感受不是太好,但高速行駛性能非常優異。

雙離合變速箱問世以來,成功的實現了從奴隸到將軍的巨大轉變。早期的雙離合變速箱可以用愚蠢而又勤快來形容,它的軀體動作極快,但大腦卻非常的遲鈍甚至短路,升檔速度超快而降檔速度超慢,所以頓挫、異響等故障頻發,並且可靠性欠佳。不過經過這麼多年的發展,它好像越來越聰明瞭,特別是溼式雙離合變速箱的問世,成功解決了離合器過熱的問題,換檔邏輯也越來越合理,再加上它超快的換檔速度、超高的傳動效率以及超低的油耗,越來越具有聰明而又勤快的將軍風度,同時也越來越受到廣大車企的青睞。


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