1.变速器的类型

众所周知，变速器形式有手动变速器和自动变速器。自动变速器由于具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶人劳动强度的优点，已成为现代轿车配置的一种发展方向。装有自动变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶人可以全神贯注地注视路面交通而不会被频繁换档所累。

常见的汽车自动变速器主要有三种形式：液力自动变速器（AT）、机械无级自动变速器（CVT）和电控液力机械自动变速器（AMT）。其中，电控液力机械自动变速器又称手自一体式变速器。近年来，一些高档汽车还使用了性能优越的DSG双离合器变速器。目前，装备自动变速器的汽车轿车普遍使用的是液力自动变速器（AT）和电控液力机械自动变速器（AMT）。

2.自动变速器的档位

一般来说，自动变速器的档位分为P、R、N、D、2、1或L等，如图4-20所示。其中，P位（Parking）用作停车之用，它的工作原理是利用机械装置锁紧汽车的转动部分，使汽车停车后不易被推动。在使用时应注意：一定要在车辆完全停止后，才可使用P位，否则自动变速器的机械部分会受到损坏。另外，自动变速轿车上装置空档起动开关，使得汽车只能在P位或N位才能起动发动机，以避免在其他档位误起动，出现使汽车突然前窜等起动冲击现象。

图4-20 自动变速器（AT）操作手柄

R位（Reverse）为倒档。使用时应注意：按下变速杆上的保险按钮，才可将变速杆移至R位；当车辆尚未完全停稳时，绝对不可以强行挂入R位，否则，变速器会受到严重损坏。

N位（Neutral）为空档。当将变速杆置于N位时，发动机与变速器之间的动力就被切断。车辆行驶时如需短暂停留，驾驶人可将变速杆置于此档，并拉紧驻车制动杆，右脚可移离制动踏板稍作休息。

D位（Drive）为前进档，用于在一般道路上行驶时选用。D位内一般包含了从1档至最高档或者从2档至最高档的全部前进档位。挂入D位后，行驶中的汽车会随着车速及发动机负荷的变化而自动换档。当将变速杆放置在D位时，驾车人只要控制好加速踏板的开度就可以控制车速的快慢。

2位（SecondGear）为前进档，但挂入该档位的变速器只能在1档、2档之间自动换挡，没有3档、4档、5档等其他档位。将变速杆拨放在该档位时，汽车会由1档起步，当速度增加到符合换挡条件时会自动换入2位。2位一般用作汽车在上、下坡或冰雪和泥泞路面行驶时选用。

1位（First Cear）也是前进档，但挂入该档位的变速器只能在1档内工作，不能变换到其他档位。一般在交通严重堵塞的道路条件下，或者坡度较大的斜坡道路和条件极为艰难的冰雪和泥泞的路面上使用该档位。

3.手自一体式变速器（AMT）

手自一体式变速器是通过电控系统，模拟出手动变速器的操作动作，让驾驶人可以通过变速杆选取加档或减档操作的装置。它的出现，使驾驶人可以自由选择合适的换档档位和换档时机，大大提高了驾驶乐趣。

目前市场上常见的手自一体式变速器主要有以下两种大的类型：

第一种类型的手自一体式变速器是以自动变速器（AT）为基础，在自动变速器（AT）的基础上，加装了专门用于监控手动模式下驾驶人换档动作的电子和液压控制装置，这样，即便是处于手动模式工作时，自动变速系统仍然处于自动控制状态，如保时捷、奥迪所选装的Tiptronic变速系统、宝马Steptronic变速系统及阿尔法罗米欧选用的Q变速系统都属于这一类。

使用这类手自一体式变速器，当处于手动模式时，如果驾驶人忘记加、减档操作，系统会自动执行加、减档操作；如果驾驶人不小心实施了误操作，系统会拒绝执行（比如在车速很高时驾驶人挂入较低的档位时）；起步时，系统会自动地将档位挂入1位或2位；当车辆打滑时，系统会自动转到“恶劣天气模式”，以防止车轮打滑。

第二种类型的手自一体式变速器是以手动变速器为基础，采用了普通H型换档方式的手动变速器和自动离合器相结合的变速系统。它与普通手动变速器的区别是，拥有电子和液压控制的离合器。而换档机构仍和传统的普通手动变速器一样。如雷诺的Easy System、萨博的Sensonic、菲亚特的Seicento城市自动系统以及奔驰A级车都采用了这种变速系统。

这种变速系统的离合器踏板，被微处理器（ECU）所控制的执行电动机驱动，根据传感器感应所得到的汽车实际的档位、车速、节气门位置，执行电动机会根据微处理器的命令，使离合器实施分离或接合。

图4-21 无级变速器

4.无级变速器（CVT）

CVT无级变速系统主要包括主动轮组、从动轮组、金属传动带和液压泵等基本部件，CVT的内部并没有传统变速器所具有的齿轮传动装置，其结构如图4-21所示。

无级变速器基本原理是将金属传动带的一端绕在主动轮组的锥形带轮上，另一端则绕在从动轮组的锥形带轮上，通过液压缸和活塞的推力，可以使主、从动锥形带轮的轴向位置发生变化，改变主、从动锥形带轮外径大小从而改变传动比。电控系统控制系统油压，以最大直径的主动锥形带轮，带动最小直径的被动锥形带轮，就可得到最高的传动比；反之，则得到最低的传动比。行车时，根据工况变化，电脑控制系统根据来自各个传感器信号的变化，随时判断控制主、从动锥形带轮的液压缸的油压，锥形带轮传动的传动比可以连续变化，达到无级变速的目的。(www.daowen.com)

5.DSG（双离合器变速器）

手动变速器在换档时，都需要经过空档，因而常常出现动力传动暂时中断的现象。自动变速器换档时，需要经过液压传递，会存在响应迟缓的缺点。DSG双离合器变速器则综合了手动变速器和自动变速器的各自优点，能获得很好的变速效果。

如图4-22所示，DSG双离合器变速器的工作过程是：湿式双离合器中的一个离合器控制单数档位齿轮的动力输入，另一个离合器控制双数档位齿轮的动力输入。这样，在变速器挂入一档工作时，二档齿轮组就已经啮合完毕，一到升换档时机，双数档位离合器就与发动机输出轴接合而换入二档，与此同时，由单数档位离合器所控制的三档齿轮组随即完成啮合，等待换档指令出现即挂入三档。

图4-22 DSG双离合器变速器

在DSG双离合器变速器换档过程中，微小的液压功耗损失和极短的换档时间使得整个换档过程达到了极高的效率，从而降低了动力损耗，提高了汽车的加速性和燃油经济性。目前，除了大众集团一些车型使用DSG双离合器变速器外，像日产超级跑车GT-R、三菱新一代EVO和宝马M系列运动轿车上都使用了双离合器变速器，可以预计，在强调高性能的高档轿车和跑车上，将会有越来越多双离合器变速器的身影出现。

6.经典变速器举例

（1）奥迪Multitronic变速器 奥迪Multitronic变速器实际上就是一种无级变速器（CVT）。装用无级变速器的汽车，从理论上来说，相当于汽车有无穷多个档位，能极大地提高汽车动力性和燃油经济性。但是这种变速器也有其弱点，比如说，传动带容易损坏，无法承受较大的载荷等。它多应用在小排量、低功率的汽车上。奥迪Multitronic变速器通过多项技术改进，将无级自动变速器拓宽到了大排量、中高档车领域。

奥迪Multitronic变速器对传统CVT的技术改进主要体现在如下几个方面：

首先，电子控制系统中所谓的DRP动态控制程序，能够对驾驶人使用加速踏板的方式进行自动评估，从而确定动力输出方式是偏重动力性还是偏重经济性。如果动力输出方式偏重经济性，当车速很低时，通过减小传动比的方式，维持汽车正常行驶速度。如果动力输出方式偏重动力性，当驾驶人把加速踏板踩到底时，增大传动比，此时，即使汽车行驶速度很低，发动机也需高转速运转，以输出所需的最大功率。其他正常驾驶工况下在上述两种极限情况之间选择变速器所需的最合适的传动比。

第二，Multitronic变速器采用链条传动代替了金属带传动，并对链条的结构进行了改进，它采用一种称为多片式链带的传动组件，其链条采用了层状的结构，增加了传输转矩的能力，能满足大排量汽车的传动要求。

第三，Multitronic变速器在结构上利用湿式多片式离合器取代了以前传统CVT和普通自动变速器车上的液力变矩器。湿式多片式离合器具有质量小、尺寸小、反应快、传动效率高的特点。

（2）通用Hydra-Matic变速器 通用Hydra-Matic变速器目前装备在凯迪拉克STS-V车型上，这种变速器实际上就是一种六速电控液力自动变速器（AT）。

通用Hydra-Matic变速器与常用液力自动变速器（AT）相比较，其先进性主要表现在如下几个方面：

①档位多，换档平顺性好。目前市面上常见的自动变速器，一般都采用四速行星齿轮传动机构。而通用Hydra-Matic变速器则具有六速行星齿轮传动机构，其行星齿轮传动机构传动比分别是一档为4.03、二档为2.36、三档为1.53、四档为1.15、五档为0.85、六档为0.67。显然，它比四速自动变速器具有更大的传动比和更小的相邻两档之间的传动比级差，因此变速时也就更加平顺。

②具有手自一体化功能。该变速器装备了驾驶换档控制系统（DSC），通过它，可以实现液力自动档和五速手动档之间的切换。而且，在设计上保证每个档位上都有单向离合器，能在五个档位上进行发动机制动。

③具有自动降档功能。该变速器装备了具有性能运算降档功能的系统（PAL），该系统会在汽车连续高速行驶后，阻止变速器自行升档，保持发动机制动。如果系统发现车辆拐弯前速度下降过多，变速器可能会连降两档以避免失速。

另外，这款变速器还具有在崎岖山路上减少“档位搜索”的换档稳定功能，带有制动助力的降档监视功能，电控发动机制动，以及适应这些高动力、高扭力的新式发动机所需的新型双片式扭力变换器。

（3）日产智能XTRONIC变速器 日产智能XTRONIC变速器的最大亮点是应用了子行星齿轮技术，即除了传统的CVT通过钢带和锥形带轮变速外，再外加一套副变速系统。

应用子行星齿轮技术的最大优势是由于副变速系统的运用，可以在传动范围不变的情况下，减少带轮的直径，因此减小了变速器的体积和重量。

7.变速器形式对汽车动力性能与经济性能的影响

从理论上来说，CVT可以在相当宽的范围内实现无级变速，可获得传动系与发动机工况的最佳匹配，依靠变速器无级调速来适应汽车的各种速度，使发动机长时间工作在最佳工况，因此可以提高发动机燃烧效率，能极大地提高汽车的燃油经济性；在动力性方面，CVT能与发动机实现闭环控制，充分调动发动机的最大转矩，其减速增扭的性能明显优于MT和AT，所以装配在强调扭力的SUV车型，CVT汽车的加速性能（0～100km/h）比AT汽车提高7.5%～11.5%，高速状态加速性能也明显优于MT汽车。