理论教育 液力自动变速器和DSG变速器的区别和优缺点分析

液力自动变速器和DSG变速器的区别和优缺点分析

时间:2023-06-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:液力自动变速器主要由液压控制的齿轮变速系统构成,包含自动离合器和自动变速器两大部分。此时驾驶人可以随意选择档位,不受限于自动系统的自动档位选择。DSG可以想象为将两台手动变速器的功能合二为一,并建立在单一的系统内,它没有液力变矩器也没有行星齿轮组。分动器的功用就是将变速器输出的动力分配到各驱动桥,并且进一步增大转矩。

液力自动变速器和DSG变速器的区别和优缺点分析

变速器(Transmission Gearbox)

指装有变速机构的箱形部件,包括变速传动机构和变速操纵机构两部分。变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向;操纵机构的主要作用是控制传动机构,实现变速器传动比的变换,即实现换档,以达到变速变矩。

变速器的功能是:

●在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上转矩的大小。由于汽车行驶条件不同,要求汽车行驶速度和驱动转矩能在很大范围内变化。例如在高速路上车速应能达到100km/h,而在市区内,车速常在50km/h左右。空车在平直的公路上行驶时,行驶阻力很小,而当满载上坡时,行驶阻力便很大。而汽车发动机的特性是转速变化范围较小,转矩变化范围更不能满足实际路况需要。

变速器示意图

●实现倒车行驶。汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的,而汽车有时需要倒退行驶,因此往往利用变速器中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。

●实现空档。当离合器接合时,变速器可以不输出动力,这可以保证驾驶人在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶人座位。

变速器按照使用方法分为:

●手动变速器(MT):也称手动档,即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置,改变传动比,从而达到变速的目的。踩下离合时,方可拨动变速杆。

●自动变速器(AT):利用行星齿轮机构进行变速,它能根据加速踏板程度和车速变化,自动地进行变速。而驾驶人只需操纵加速踏板控制车速即可。一般来讲,汽车上常用的自动变速器有以下几种类型:液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无级式机械自动变速器等。其中,最常见的是液力自动变速器。液力自动变速器主要由液压控制的齿轮变速系统构成,包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据加速踏板的开度和车速的变化,自动进行换档。

●无级变速器(Continuously Variable Transmission,CVT):CVT传动系统里,传统的齿轮被一对滑轮和一条钢制传动带所取代,每个滑轮其实是由两个锥形盘组成的V形结构,发动机轴连接小滑轮,透过钢制传动带带动大滑轮。CVT的传动滑轮分成活动的左右两半,可以相对接近或分离。锥形盘可在液压的推力作用下收紧或张开,挤压钢制传动带以此来调节V形槽的宽度。当锥形盘向内侧移动收紧时,钢制传动带在锥盘的挤压下向圆心以外的方向(离心方向)运动,相反会向圆心以内运动。这样,钢制传动带带动的圆盘直径增大,传动比也就发生了变化。无级变速器属于自动变速器的一种,但它能克服普通自动变速器“突然换档”、加速反应慢、油耗高等缺点。无级变速器与常见的液压自动变速器最大的不同是在结构上,后者是由液压控制的齿轮变速系统构成,还是有档位的,它所能实现的是在两档之间的无级变速,而无级变速器则是由两组变速轮盘和一条传动带组成的,比传统自动变速器结构简单,体积更小。另外,它可以自由改变传动比,从而实现全程无级变速,使车速变化更为平稳,没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。CVT与有级变速器的区别在于,它的变速比不是间断的点,而是一系列连续的值,从而实现了良好的经济性、动力性和驾驶平顺性,而且降低了排放和成本。

●Tiptronic变速器:即手动/自动一体化变速器,手动/自动可自由转换,自动调节发动机转速和档位,同时拥有手动变速器的驾驶乐趣和自动变速器的便利性。它除了具有自动变速器的D、3、2位外,只要把变速杆推往左边,即可以上下拨动完成进、退档。此时驾驶人可以随意选择档位,不受限于自动系统的自动档位选择。为了避免错误换档所造成的发动机损伤,Tiptronic系统即使在手动模式下操作,若发动机转速过高而驾驶人仍未换档,电脑将适时介入执行换档;相反,驾驶人在不适当的发动机转速下换档,电脑也会立刻作出判断,避免对车造成损伤。Tiptronic手/自一体变速器是以自动变速器为基础,加装了电子和液压控制装置。这样的变速器最开始在一些豪华高级轿车上运用,但是随着市场的成熟,越来越多的消费者对汽车的要求也越来越高,6速的Tiptronic手/自一体变速器渐渐地向中高级轿车过渡。

●DSG变速器(Direct-shift Gearbox):DSG有别于一般的自动变速器系统,它是基于手动变速器而不是自动变速器,手动变速器的结构较自动变速器效率更高,所能承受的转矩也更大,而DSG除了拥有手动变速器的灵活及自动变速器的舒适外,它更能提供无间断的动力输出。DSG可以想象为将两台手动变速器的功能合二为一,并建立在单一的系统内,它没有液力变矩器也没有行星齿轮组。从齿轮部分乍一看DSG很像一台手动变速器,因为它有同步器,但不同的是它用“双”离合器控制与发动机动力的通断,这两个自动控制的离合器,由电子控制及液压推动,能同时控制两组离合器的运作。当变速器工作时,一组齿轮被啮合,而接近换档之时,下一组档段的齿轮已被预选,但离合器仍处于分离状态;当换档时一个离合器将使用中的齿轮分离,同时另一个离合器啮合已被预选的齿轮,这四个动作都是在电控单元的控制和作用下同时进行的,因此变速反应极快,在整个换档期间能确保最少有一组齿轮在输出动力,使动力没有出现间断的状况。要配合以上工作过程,DSG的传动轴被分为两条,一条是放于内侧实心的传动轴,而另一条则是外面空心的传动轴;内侧实心的传动轴连接了1、3、5及倒档,而外面空心的传动轴则连接2、4及6档,两个离合器各自负责一条传动轴的啮合动作,发动机动力便会由其中一条传动轴无间断传送。从布局上看,这套变速器长度很短(相当于传统6速变速器的一半),所以可以用于前置前驱的车型上。(www.daowen.com)

分动器(Transfer Case)

分动器是一齿轮传动系统,其输入轴直接或通过万向传动装置与变速器的第二轴相联,输出轴则有若干,分别经万向传动装置与各驱动桥连接。分动器的功用就是将变速器输出的动力分配到各驱动桥,并且进一步增大转矩。

由于要起到降速增矩的作用,大多数分动器的负荷要比变速器大,所以分动器中的常啮齿轮均为斜齿轮,轴承也采用圆锥滚子轴承支承。

传动轴(Drive Shaft)

传动轴由轴管、伸缩套和万向节组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。万向节能保证在变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角变化时可靠传递动力,并实现两轴的等角速传动。

万向传动装置(Universal Driving Device)

万向传动装置主要由万向节、传动轴和中间支承组成,安装时必须使传动轴两端的万向节叉处于同一平面。它的作用是连接不在同一直线上的变速器输出轴和主减速器输入轴,并保证在两轴之间的夹角和距离经常变化的情况下,仍能可靠地传递动力。

万向节(Universal Joint)

万向节指的是利用球形连接实现不同轴的动力传送的机械结构,是汽车传动轴上的关键部件。

汽车运行中路面不平产生跳动,负荷变化或者两个总成安装位置差异,都会使得变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离发生变化,因此要用一个“以变应变”的装置来解决这一个问题,因此就有了万向节。在前置发动机后轮驱动的车辆上,万向节传动轴安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间;而前置发动机前轮驱动的车辆省略了传动轴,万向节安装在既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间。在后驱动汽车上,发动机、离合器与变速器作为一个整体安装在车架上,而驱动桥通过弹性悬架与车架连接,两者之间有一个距离,需要用万向节进行连接。

等速万向节(Constant Velocity Joint)

等速万向节是指把两个轴线不重合的轴连接起来,并使两轴以相同的角速度传递运动的机构。即主动轴与从动轴的转速(角速度)相等的万向节。

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