变速器工作原理 手动变速器的结构形式

自动变速器（AT）

与手动变速器需要驾驶员具备熟练的操作技能不同，自动变速器则更加简便，不需要过多的驾驶技巧。如今，市面上绝大多数的自动挡汽车都采用液压控制的自动变速器。其工作原理涉及液力变矩器和行星齿轮变速器，通过电子控制单元（ECU）与液压系统的协作，能够自动完成挡位的切换。

液力变矩器不仅承担着手动变速器中离合器的功能，还具备变矩的能力。它能够将发动机的动力有效地传递到行星齿轮变速器，起到关键性的作用。

液力变矩器

液力变矩器由输入泵轮、输出涡轮和导轮等部件组成。它利用液压油将发动机的动力传递至行星齿轮变速器。当泵动时，液压油被推送到涡轮，带动涡轮旋转。即便在制动踏板踩下的状态下，泵轮和涡轮之间的液压油依然能够继续流动并产生摩擦，这使得发动机保持运转。松开刹车时，即便没有踩下油门，车辆也会缓慢起步，这种现象被称为“蠕变”。由于输入和输出之间存在转速差，液力变矩器能够增强扭矩，使得汽车在起步时获得更大的扭矩，这也解释了为何启动时的扭矩大于发动机直接输出的扭矩。

液力变矩器的工作原理

在液力变矩器内部，液压油在泵轮与涡轮之间循环流动，借此增大扭矩。随着输入和输出的转速差，液力变矩器能够自动完成离合器的功能。许多自动变速器会在转速达到特定匹配点时，自动连接泵轮与涡轮，从而实现动力的传递。

行星齿轮变速器

虽然液力变矩器能够提供一定的变速功能，但更精确的变速需要通过行星齿轮变速器来完成。行星齿轮变速器由太阳轮、外齿圈、行星齿轮以及行星架组成，能够根据不同的部件配合调整传动比，从而实现各种驾驶需求。

行星齿轮变速器利用油压控制各个部件的工作状态，精确地改变输入和输出的扭矩，以满足不同的行驶条件。行星齿轮变速器还具备较强的扭矩传递能力，并能有效分散负载，减少齿轮磨损与损坏的风险。它的结构相对复杂，齿轮比的计算也较为复杂。

行星齿轮变速器的特点

能根据不同的驾驶条件调整传动比，以提供所需的牵引力；

能承受并传递较大的扭矩；

输入轴和输出轴通常设计在同一轴线上；

负载通过多个行星齿轮均匀分配，有效减少磨损和齿轮破损。

无级变速器（CVT）

与传统的手动变速器和自动变速器通过固定齿轮档位实现逐级变速不同，无级变速器（CVT）通过可调节的带轮和传动带实现平滑的、无级的动力传输。CVT的核心工作原理是改变带轮的槽宽，使得驱动轮和从动轮之间的回转半径发生变化，从而达到变速的目的。

无级变速有极高的传动效率，能够更好地利用发动机的输出功率，使得车辆在行驶时不仅动力充沛，还能有效节省燃油。无级变速器还能智能调节发动机的转速，使得车辆行驶更加平稳舒适。近年来，越来越多的车型开始采用无级变速器和逐级变速器的组合，进一步提升了驾驶的舒适性和动力效率。

金属带式CVT的结构与工作原理

金属带式无级变速器通过调节带轮之间的槽宽，改变驱动轮与从动轮的回转半径，从而实现无级变速。这一设计能有效降低传动损失，提升扭矩传递的效率。

双离合器自动变速器（DCT）

双离合器自动变速器在结构上与传统的手动变速器相似，拥有离合器和齿轮。不同之处在于，双离合器自动变速器配备了两个离合器，并将输入轴分为奇数挡和偶数挡两个系统。通过提前预设好下一个挡位并自动切换离合器，双离合器变速器能够快速完成换挡，从而提高驾驶体验。由于采用机械齿轮啮合，双离合器变速器的传动效率较高，油耗也得到了有效降低。

与双离合器变速器类似，半自动变速器也具备自动离合器控制的功能。由于它只配备一个离合器，换挡时会有短暂的扭矩丧失，因此相较于双离合器变速器，半自动变速器在平顺性和响应速度上略有不足。

双离合器自动变速器的结构与工作原理

双离合器自动变速器通过两个离合器和两个主轴工作，实际上相当于将两个手动变速器组合在一起。每个离合器都对应一个输入轴，一个用于奇数挡，一个用于偶数挡。以挂入3挡为例，奇数挡的离合器会与输入轴连接，偶数挡的离合器则与输入轴分离。系统会提前准备好下一个挡位，待变速时迅速切换。通过这种方式，双离合器变速器能够提供非常顺畅的换挡体验。