凤凰汽车评测编辑 @付硕
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不必纠结双离合,变速器的发展趋势

简析变速箱发展趋势 不要再纠结双离合(2)

默契好搭档,没有它一切免谈

变速器是如何实现换挡的?我想通过前面的讲解,你或许已经大致了解了基本原理。变速器的工作,就是从速比到各挡位的工作关系,接下来我们还有一个要素要分析,它在汽车变速器换挡时起重要作用,它就是变速器的好兄弟--离合器。

简单来说,离合器的作用就是使你能够在汽车行驶时变换挡位--前面我们说了,是短暂的分离动力输出轴与变速器输出轴,避免因转速不同步而打齿。比如在红灯亮起时我们要停车,但又不想关闭发动机,这是发动机就是一直转动,同时也就会带动曲轴始终运转,而曲轴又与变速器动力输出轴相连,所以此时就需要一个能够在发动机曲轴和变速器中间轴之间可以切断动力的机构,离合器自然就充当了这个调解员的角色。

离合器由压盘、飞轮和从动盘三个基本部分构成。其中飞轮与发动机曲轴相联,而从动盘通过花键与变速器中间轴相联。

自动变速箱

相对于手动变速器来说,自动变速器在操作和基本构造上有很大的差别,它不需要传统意义上的脚踩式离合器,取而代之的是液力变矩器。

液力变矩器主要由泵轮、涡轮以及固定不动的导轮组成。变矩器正常工作时,转动的泵轮通过油腔内的循环油将转矩传递到涡轮上。变矩器不仅能传递转矩,在泵轮转矩不变的情况下,随着涡轮转速的不同(具体表现为汽车的行驶速度)而改变涡轮输出的转矩值,在循环油流动的过程中,固定不动的导轮给涡轮一个作用力矩,使涡轮输出的转矩不同于泵轮输入的转矩。

液力变矩器虽然能在一定范围内自动地、无级地改变转矩比和传动比,但却存在着变矩能力与效率之间的矛盾,这很难满足汽车苛刻的使用要求,因而自动变速器又广泛采用液力变矩器与齿轮相结合的形式。如果将自动变速器拆开,你会发现一套烦琐而复杂的机构“挤”在一个狭小的箱体里,而机构的中心就是一套行星齿轮系。

在自动变速器中,仅通过一套行星齿轮系便能提供所有的变速比--这听起来似乎有些神奇,不过自动变速器的复杂程度的确是手动变速器无法比拟的--因为齿轮太多了!

行星齿轮系由三个主要部分构成,即太阳轮、行星轮以及环形齿圈。它们都能在适当的位置被锁止,同时更为重要的是其中任何一部分也都能作为动力的输入或者输出端。如果将其中的任意两部分锁止,它就会产生1:1的速比。其实就目前的自动变速器来说,大多数都开始使用锁止离合器来提升效率,尤其是加速时,能分担液力变矩器的负担,如马自达CX-5的6速自动变速器就使用了一套锁止离合器,尤其是加速时作用非常明显,同时还能达到省油的目的。

无级变速器

无论是半自动变速器AMT、自动变速器AT还是无级变速器(CVT),总的来说它们都不需要人工介入选择挡位了,它都是自动化程度很高的变速器。那么无级变速器CVT又是如何工作的呢?

绝大多数CVT由两个可变半径滑轮和一条钢芯橡胶带组成。其中一个滑轮与发动机飞轮相联,而另一个则与输出轴相联,它们之间通过皮带连接。两个滑轮通过转动力大小的变化来改变几何半径。发动机端滑轮旋转得越快,它的半径就越小;输出端旋转得越快,它的半径就越大。在它们自动运转的过程中,滑轮的半径由一套ECU控制的液压活塞来改变,滑轮本身由一根带有一对圆锥楔结构的花键轴构成。当这对圆锥楔越接近,缠绕在它们上面的皮带旋转半径就越大;同理,当它们隔得越开,缠绕在它们上面的皮带的旋转半径就越小。

根据之前我们介绍的齿轮啮合原理,如果飞轮端滑轮半径大而输出端滑轮半径小,那么就相当于齿轮变速箱的低速挡。当汽车开始加速,两个滑轮通过皮带不断地改变旋转半径,最终使飞轮端半径最大而输出端半径最小。通过这种方式便能达到连续无级的变速--因为没有齿轮的接替结合,只有钢带的直径变化而达到变速的作用。

目前日产使用的拥有子行星齿轮的CVT无级变速箱

而目前最为先进的CVT无级变速箱则采用了传统的链条模式配合子行星齿轮,这套变速箱结构在日产上被率先采用,第一款使用它的是日产新阳光。其实对于它来说,其最大的变化就是子行星齿轮组的介入,按照原理来讲,它可以简单的看成一台CVT无级变速箱和一台自动变速箱的结合,在得到良好经济性的同时也可以得到良好的驾驶感。但原理毕竟是原理,使用起来其还是有着些许的差距。