天津市职业技师鉴定论文
简单认识变速器
姓 名：
所报工种： 汽车维修工
申报等级： 二 级
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目 录
摘要............................................................................................................................1
关键词........................................................................................................................1
前言............................................................................................................................1 1 变速器的作用........................................................................................................1
1.1变速器的功用.....................................................................................................1
1.2传动比 比档位数更重要的数据.....................................................................2 2 手动挡的魅力........................................................................................................3
2.1传动比对汽车的影响 .......................................................................................3
2.2发动机的怠速性能是选择手动车型重要的考量.............................................4
3 换挡质量................................................................................................................4
3.1油门深度和车速.................................................................................................4
3.2三个简单的衡量指标........................................................................................5
结语............................................................................................................................7
参考文献....................................................................................................................8
摘要：变速器主要有改变传动比，实现倒车行驶，中断动力传递的作用，它有手动变速器、自动变速器及半自动变速器等变速器，每款变速器都有其特点，每款变速器在其换挡质量及燃油消耗量上都各有优缺点。
词：变速器作用 手动挡 换挡质量
简单认识变速器
前 言
只要随便问问准备购车的人，几乎都能从他们口中听到关于变速器的议论：性能代表DSG、节油高手CVT、微车小车最爱AMT、手自一体Tiptronic,豪华宝马8挡变速器等。当然，互相拆台的也不在少数，DSG的粉丝鄙视CVT的驾驶感觉软绵绵；支持传统手自一体的用户也嘲笑DSG小毛病多；当然别忘了，还有一直固守手动挡的“保皇派”，任何自动变速器在他们眼里都是异端邪教，不值一提。
汽车工业的百年历史中，肯定没有任何一个时代的变速器技术能比得上今天那么深入民心和丰富多彩，我们也几乎能断言，在下一个百年，变速器技术对人们购车的影响肯定也比不上我们这个时代：在不久的将来，现在意义的变速器会可能会完全销声匿迹。 技术的发展是因为人们的需求，而人们最大的需求就是：越来越方便、越来越高性能的汽车。例如无论有多少“手动挡保皇派”，自动挡汽车都在迅速蚕食手动挡汽车市场。变速器只不过是追求过程中一种衍生的乐趣而已，它自身的存在和发展其实都来自动力源，也就是我们常说的发动机。
在电驱时代来临之前，为了榨干传统发动机的性能极限，加上厂商对汽车文化不同的理解，我们或许将会在一二十年内看到汽车工业史上最为精彩的变速器大战。我们将会以一个系列文章，通过变速器技术的发展史，给网友深入地讲解变速箱技术，提供购车的参考之余，进一步提高变速器的使用技巧，加深对汽车的理解。
1变速器的作用
1.1变速器的功用
1、改变传动比，满足不同行驶条件对牵引力的需要，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足可能的行驶速度要求。
2、实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需要。
3、中断动力传递，在发动机起动，怠速运转，汽车换档或需要停车进行动力输出时，中断向驱动轮的动力传递。如果用一句话来概括变速器的作用，那就是：改变发动机的扭矩和转速，使其适应车辆瞬时的需求。
1.2传动比 比档位数更重要的数据
就是由于发动机和汽车需求之间的矛盾，才有了变速器生存的原因。例如汽车刚起步，发动机转速在很低的区域，相应的扭矩也很低，这时候就不满足汽车所需要的高扭矩低转速的要求。此刻的发动机转速大约在1000转以下，不过实际上，车轮也不需要这么高的转速，每分钟几十到几百转就够了。这个时候，变速器就将发动机输入的转速降低，由于速度降下来了，也就是说扭矩上去了。刚好能满足车辆起步时低转速、高扭矩的需求。假设变速器在1挡的时候，发动机转3圈，经过变速器的变速后，只输出1圈，同时扭矩也增加3倍（不考虑摩擦损失），这样就完成了降低转速、增加扭矩的目的。这个挡位的传动比就是3。
汽车在高速中运行，发动机的转速在2000转以上了，相应的扭矩也上升到了一个不错的水平。这时候的汽车需要的往往是一个比较小的扭矩和一个比较高的速度。变速器就可以把发动机输入的转速提高，由于速度升上去了，同时扭矩会下降。正好满足汽车的需要。如果发动机每转0.9圈，变速器就能输出1圈，这个档位的传动比就是0.9。
为了满足汽车和发动机在不同的速度下都能协调工作，变速器往往被设计成具有多个挡位可以选择。变速器的挡位设计也是随着发动机不断地进步而进步的，早期的发动机功率不足，因此变速器能起到的都是减速增扭，传动比都是大于1的。但随着发动机功率越来越强劲，现代轿车一般都具备传动比小于1的挡位。
在这里举一个基本的例子：1档3.704；2档2.202；3档1.414；4档1；5档:0.802。这是一个当今典型的变速器各档位的传动比，从中我们看以看到，这个变速器有4个档位的传动比是大于1的，一个小于1的挡位我们通常称为超速挡。由此可见，整个变速器的变速范围在3.704-0.802之间。
当然，变速器还有一个很重要的功能就是提供倒车。因为发动机在发动之后只会朝着一个方向转，因此还需要变速器提供反向旋转的挡位，这个档位我们称为倒挡。不过一般在讨论变速范围的时候，指的都是前进挡，正如没有人说自己的5挡变速器是6挡的一样。
由于变速器的作用就是将发动机的转速变成车型行驶需要的转速（我们姑且忽略传动系统上另一个相对简单很多的减速部件），因此变速范围和档位数量就显得格外重要。争论和分歧也是从此而来。不过电动机具有和内燃机完全不一样的特点，现在甚至已经出现了直接套上轮子就可以驱动的电动机。而就在这个电驱时代全面来临之前，变速器正在进行一场史无前例的大战。由于篇幅所限，开篇就到此为止了，希望网友能记住：目前的变速器都因发动机而生的。其后我们将会围绕变速器这个最根本的作用，进行深入讲解。
2 手动挡的魅力
目前的变速器都是因为发动机而生的，是为了弥补发动机的缺陷而发明的这么一个设备。在相当长的时间里，汽车变速器世界完全由手动变速器主宰。即使在今天，自动变速器已经深入民心的情况下，依然还有不少“手动保皇派”，从中可见手动变速器的魅力。
2.1传动比对汽车的影响
汽车的变速器各档位的传动比中，最重要的就是1挡和最高档的传动比。设计最大爬坡坡度决定了1挡传动比，设计最高车速决定了最高档传动比。而不同的汽车，由于不同的开发理念和需求，导致这两个传动比会有很大的不同。目前轿车的手动挡传动比，1挡会在3以上，而最高档会在1一下，相差3倍以上，每一个传动比对应着一个档位。 我们可以设想一下，如果只有1个低档，无论发动机如何轰鸣，如何拉高速，车速都没法上去；而如果只有1个最高档，我们甚至不能起步；如果只有最低和最高档，那么在两者之间任何时间切换都十分地不平顺，而发动机由于没有任何适合发力的区间，油耗和加速性能也会大受影响。
对于同级别的车型来说，1挡和最高档的传动比是差不多的。而中间档位的多少，就会大大影响车型的加速性能和油耗。举个例子，假设骐达只有2个档位，1挡和最高挡，分别对应最大爬坡能力和最高速度。骐达1挡的传动比为3.727，5挡的传动比为0.892，相差4.2倍。
当用1挡起步达到4200转后换挡，这时候由于传动比一下子变为1/4.2（相当于快了4.2倍）,因此发动机的转速就会掉到1000转，重新加速。在这个过程中就掉了3200转，非常不利于发动机功率的发挥。因此，档位越多，掉转速就可以越少，这就是一般所说的“齿比密”的意思。因此，越多的挡位就能改善这种“掉转速现象”，油耗和性能都能改善。
对于特殊车辆来说，变速器传动比往往跟一般使用有很大不一样。例如下面这台跑场地赛的老款mini，由于场地小，极速上去不，因此换了一个变速器：将最大传动比设定比原厂大，同时将1挡传动比变小，这样就使最大和最小传动比之间的差距变小，这样在不增加档位的情况下，能使“齿比更密”。
2.2发动机的怠速性能是选择手动车型重要的考量
前文提到，同级别的车型其实最高档和最低档的传动比其实差不多，很多没有经验的初次购车者也觉得反正都是5挡手动，驾驶起来应该差不多的。在这一环节上，变速器就要和发动机一起来考量了，因为发动机的怠速性能会非常影响你的“手动驾驶乐趣”。
在此先明确一个概念：怠速自动调节能力≠调节怠速。我们可能会有这种经验：在汽车教练场上的教练车，怠速被调整到1000转，甚至更高，这样的好处显而易见，就是不容易死火，适合新手开。这种情况都是有经验的教练员特意调节的，我们把这种情况称为“调节怠速”，是一种人为的动作。
而“怠速自动调节能力”则是指发动机自己的调节范围。一个简单的测试方式是：在不踩油门的情况下，松开离合，车辆能够攀爬的最大坡度，就是怠速自动调节能力最直观的衡量了。
举一个具体的例子说明这个问题，如果发动机的怠速是800转/分钟。现在我们慢慢松开离合在一个很小的坡度上爬行，发现转速上升到1000转/分钟，相应的扭力当然也就上升了。这个1000转已经超出了我们日常所理解的怠速，但实际上还是处于发动
机的怠速控制范围，因为我们没有踩油门。“哪里有压迫哪里就有反抗”，而这个反抗能力的大小就是发动机“怠速自动调节能力”。
发动机怠速自动调节能力对于手动车型的低速驾驶有很大的影响，怠速自动调节能力弱的发动机需要很小心的控制离合，配合右脚细腻的功夫，才能很好地控制，这样既增加了劳动强度，也减少了驾驶乐趣。
手动变速器有很多优点，可玩性高，是玩车者推崇的驾驶方式。不过由于操作相对复杂，而自动变速器的性能也日益接近手动变速器，使手动变速器的应用越来越少。自从上世纪80年代，自动挡开始运用在高档车的这30年中，自动变速器的发展已经渗透到所有车型领域，类型也日益纷繁复杂，性能好坏更是众说纷纭。在后面的文章里，我们还是从最基本的变速原理去理解各种自动变速器。
3 换挡质量
3.1油门深度和车速（发动机转速和变速器输出转速）
举个例子，如果在二挡的时候是30km/h,如果你踩得比较浅就已经达到这个车速了。变速器就会想：发动机挺有余力的，好，让我跳个3挡，继续加快车速。
同样二挡30km/h这种情况，但如果你踩油门踩得很深，变速器会觉得很奇怪：怎么油门这么深，车速还这么低？或许这哥们是重载吧，也可能是急加速。不行，我要多给力才行。这个时候变速器反倒跳回1挡，加力行驶。
再举一种情况，当车速开到80km/h，5挡。这个时候如果我们松一点油门，再重新加一点点油，变速器看到一点点油就达到80km/h了，甚至就会再往高跳一档。但这个时候加大油门的话，变速器会觉得你需要急加速，反而会降档。
在这个两个基本的参数下，后来的变速器引入的参数越来越多，例如通过你踩油门的快慢计算你需要加速的急迫程度，采用不同模式时候跳档的快慢和多少等等，不同的模式导致的差异会很大。这种“智能化”的设定就是我们通常所说的“调教”。
3.2三个简单的衡量指标
一台“调教”得好的变速器，往往有这么三个指标去衡量。一个是了解驾驶员的意图，第二个是执行的快慢，最后就是讲究平顺性了。举个例子，在紧凑型车上，以高尔夫为标志的7速DSG就是调教优秀的典范，而另一台科鲁兹6速变速器则是调教很不好的反面教材。
高尔夫的7速DSG在温和驾驶的时候，挡位往上升得非常快，发动机长期处于低速运转，因此很平顺、省油、噪音很小，而当你需要激烈驾驶，来一个地板油的时候，它能够立即从7挡降到3挡甚至2挡，这个能力在这个级别的车型里绝对是傲视同侪的。 而后进生科鲁兹的6速变速器在温和驾驶的时候不容易往上跳挡，发动机转速在2000转徘徊的时候，变速器不懂得往上跳挡~~然后在急加速的时候，降挡动作也不快。
类似的毛病在福克斯自动挡上也是存在的，甚至更加严重，不过福克斯是4挡，先天不足，再怎么调教也不会得到太好的结果。
如果说纯自动模式既要考验变速器的“智商”，还要考验其“执行力”快慢的话。手自一体变速器则重点考验其“执行力”了。一台好的手自一体变速器简单来说，就是要“听话”。让你降档就降档，让你升档就升档，不做太多的电子干预。而且动作要快。 需要做到随传随到的变速器配合，难度是很大的。一般出现得最多的是不能快速降挡，因为快速降挡后，发动机的转速需要自动拉升，才能保证车辆不会太顿挫。更重要的是，如果本来车速就不低，还强行降挡，一旦发动机转速跟不上，变速器会被车辆反拖，容易造成损伤。
而升档其实更多的是要求发动机低速扭矩配合。因为升挡后发动机的转速要下降，只要转速下降后的发动机能发出足够的扭矩来驱动车辆，就完全没有问题。如果发动机扭矩不够，变速器的设定就不应该太早升挡。
因此，降挡和升挡都要求发动机有良好而快速的响应，变速器也不是“一个人在战斗”，只是降挡更容易看出整套动力总成的配合程度。
在前两者的基础上，我们对平顺性的要求越来越高。例如网友在看评测文章的时候，经常看到这样的字眼“换挡顿挫明显”。对于有档变速器而言，必须要把发动机的转速精准控制，才能避免换挡顿挫。这一点很好理解，换高档后发动机的转速必然下降，该下降到多少，原则上只有唯一“最合适转速”（这个转速处以最终传动比就是驱动轮的转速为准）。
由于一般自动变速器采用液力来替代离合器，因此“最合适转速”的范围可以有所折中，而DSG则由于直接传动，因此难度更大。
总 结
由于各种类型的变速器都有各自的优势和劣势，因此还没有任何一种变速器能够统一江湖。不过基本问题我们还是能够认清楚的：评价一款变速器的优劣要从和多个方面去考核，不能根据简单的某一方面就下定论，要从传动比、怠速以及简单的三个评价指标等等综合考虑。
参考文献
［1］赵福堂 《汽车电器与电子设备》 ［M］北京理工大学出版社 2009 ［2］张蕾 《 汽车电子控制技术》 ［M］清华大学出版社 2009 ［3 舒华 姚国平 《汽车电子控制技术》 ［M］人民交通出版社 2008 ［4］陈家瑞 《汽车构造》 ［M］人民交通出版社 2005 ［5］罗新闻《汽车自动变速器结构原理彩色图解》［M］机械工业出版社 2008 ［6］陈新亚 《汽车构造透视图典》 ［M］机械工业出版社 2012 ［7］刘岩东《汽车自动变速器结构与原理解析》 ［M］机械工业出版社 2010 ［8］百度 /
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