欢迎光临
我们一直在这里

教你看懂发动机、了解变速箱参数!

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

题记:前几天,车图腾发布了一篇文章《教你如何一分钟看懂车辆参数配置表》,但文章里面只说了转向助力。该文受到不少朋友的吐槽,说暮四是不是太监了,发了一条下面就米有了。。。为了不当太监,咱们陆陆续续的放出其他部分。。。

在第一期的“教你看懂汽车配置表”的文章中,我向大家讲述了有关车身参数方面的小门道,在本期我将继续向大家介绍发动机相关参数中的玄机。

● 排量(单位:mL)

活塞从气缸的上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量,由于汽车发动机通常都有若干个气缸,所以发动机的排量就是所有气缸排量之和。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

排量可以说是发动机最重要的参数之一,它直接关系到发动机的很多技术指标。通常来说,在自然吸气和增压发动机的各自范畴内,排量和动力是成正比的,同时排量也和油耗以及碳排放成正比,不过这也不是绝对的。比如当今一台1.6L自然进气发动机已经可以与几年前的1.8L甚至2.0L发动机的动力相媲美,而燃油经济性则更加出色,这就是技术发展所带来的成果。

如果整体来看,现今增压技术的广泛应用使得小排量增压发动机做到了更优的动力性和更少的燃油消耗。总的来说,一台发动机的排量基本代表了一辆车的定位,同排量发动机之间由于技术方面的原因在动力性(功率、扭矩)和油耗方面会有一定的差异。

● 进气方式

进气方式主要有两种:自然进气和增压进气。由于自然进气发动机是利用气缸运行中所产生的负压将外部空气吸入,所以这种进气方式的发动机也称为自然吸气式发动机,也可以表示为“NA”。

前面我们提到,由于发动机的排量在一定程度上是和油耗以及碳排放成正比关系的,所以为了在有限的排量内尽可能增加发动机的动力,同时油耗和碳排放还能保持在相对合理的范围内,所以就此引入了增压进气的方式。简单来说,这种进气方式就是在进气口前加装一个“增压风扇”,通过风扇的转动强制增加发动机的进气量。进气量增大后,发动机电脑便可以适当的多喷油来提高发动机的动力。当前增压进气的方式主要有涡轮增压和机械增压两种。

◆ 涡轮增压

涡轮增压器实际上就是一个空气压缩机,它利用发动机排出的废气气流作为动力来推动涡轮增压器内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮来压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气,然后再送入气缸。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『涡轮增压器』

涡轮增压的特点是很好地利用了废气排出时的动能,相对来说,它不会增加发动机的负荷,所以比较高效。其缺点就是我们常说的“迟滞性”,不过现今的涡轮增压发动机通过使用更小、更轻的涡轮叶片等方法,使得发动机在较低转速时(1200rpm左右)便可以输出峰值扭矩,“迟滞性”的感觉已经很小。

◆ 机械增压

机械增压器通常采用皮带与发动机曲轴的皮带轮相连,利用曲轴的旋转来带动机械增压器内部的叶片转动,旋转的叶片将产生的增压空气送入进气歧管内。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『机械增压器』

机械增压最大的特点是“全时介入”,使其在发动机低转速下便可获得增压效果,加速感受比较线性,没有迟滞感。而缺点是由于依靠发动机曲轴的带动,所以将损耗一些发动机的动力,特别是在发动机高转速时,损耗更为明显。

其实涡轮增压系统和机械增压系统恰好可以做到优势互补,这也是一些发动机采用双增压的原因,机械增压在发动机中低转速时发挥功效,到了中高转速区间则主要依靠涡轮增压,这样既解决了涡轮迟滞的问题,也不会过多损耗发动机的动力。不过由于现在的涡轮增压发动机已经很好地解决了涡轮迟滞的问题,所以单独使用涡轮增压器就足够了。

● 气缸排列形式

气缸排列形式是指多气缸发动机各个气缸的排布形式,简单来说,就是发动机上气缸所排出的队列形式。常见的气缸排列形式主要有直列(L或I,国内更习惯用L来表示直列)、V型(V)、W型(W)、水平对置(H)以及转子(R)。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『直列发动机』

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『V型发动机』

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『W型发动机』

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『H型发动机』

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『R型发动机』

对于每种气缸排列形式,相信大家都比较了解(详情请点击此处),对于绝大部分消费者来说,最常选择和使用的发动机排列形式就是直列和V型,如果说在选择上出现一些困惑,更多的是选择直列6缸还是V型6缸的问题。我们知道,直列6缸是宝马引以为傲的,而V型6缸则是奥迪、奔驰等诸多厂商在使用,而有关这两种发动机的平顺性、动力性等方面的讨论又十分广泛。其实说到此,我倒是觉得,无论哪种气缸排列形式都具有品牌一定的传承性和标志性,这种设计可以给热爱它的消费者一种品牌归属感与认同感,所以很难真正将它们分出个胜负,你喜欢哪个,哪个自然就是最好的。

● 气缸数(单位:个)

汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12、16缸。对于普通家用轿车来说,还是以3、4、6缸居多。其实在一定程度上,发动机气缸数越多,也代表着这台车的级别越高。由于缸数与发动机排量是相对应的,所以它也与油耗和动力性是成正比的。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

我们可以看到,在当今节能减排的趋势下,曾经搭载V12、V10、V8发动机的车型都在通过引入涡轮增压系统来减小气缸数,在动力维持不变甚至更优的情况下,燃油消耗以及排放却大大降低。

在这里我还想说一点,在不考虑其它因素的前提下,一台发动机的气缸数越多,它运转起来所产生的振动就相对越小,这是由于在单位时间内有更多的气缸参与做功,导致做功间隔角减小,从而使得发动机做功更加连贯而自然。不过当今发动机通过制造工艺的提升以及平衡轴等技术的应用,即使一台3缸发动机在抑制振动方面也做得十分出色。

● 每缸气门数(单位:个)

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

每缸气门数是指发动机每个气缸所拥有的气门数,有两气门、三气门、四气门、五气门,甚至是六气门。气门数越多,进、排气效率越好,就像一个人跑步,累得气喘吁吁时,需要张大嘴巴呼吸,但是配气机构也就越复杂,这将影响到发动机的寿命,所以综合进、排气效率以及结构的复杂程度等来看,四气门技术是目前最为高效且在普遍使用的。

● 压缩比

活塞在下止点时气缸内的最大容积与活塞在上止点时气缸内的最小容积之比,即为压缩比,压缩比可以表示混合气体被压缩的程度。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

压缩比是一个可以基本反映发动机工作效率高低的参数,对于自然进气式发动机来说,在不考虑其它因素的前提下,压缩比的提高,则意味着发动机的性能和效率也得到相应地提升。不过压缩比也不能提得过高,因为这将会给汽油发动机带来爆震,这种现象会严重影响汽油发动机的工作寿命,所以往往需要通过使用高标号的汽油来减小爆震发生的可能性。现今的自然吸气式发动机的压缩比通常都在10.5:1左右,像马自达创驰蓝天技术所使用的发动机的压缩比可以达到14:1,但其依然可以使用93号汽油,所以说高压缩比的发动机不一定都要使用高标号的汽油,这在于发动机某些系统(比如排气)的特殊设计以及后期的具体调校。

● 配气机构

发动机中配气机构的作用是按照各个气缸的工作顺序以及工作循环的要求,定时开启和关闭每个气缸的进、排气门,使新鲜空气或混合气进入气缸,废气从气缸排出。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

目前常见的配气机构采用顶置凸轮轴的设计,具体还分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC)。单顶置凸轮轴是本田最喜欢用的一种形式,它与自家的i-VTEC系统组成了一套较为独特的配气机构。虽然DOHC是主流,但是我们也很难将这两种顶置凸轮轴分出个孰优孰劣。

此外,在美式大排量发动机中,还应用一种较为常见的中置凸轮轴顶置气门的配气结构布局,结合每缸两气门的设计,可以使得这种发动机在中低转速区间获得出色的充气效率,从而在此转速区间获得优异的动力输出。

● 缸径×行程(单位:mm)

缸径是指气缸的直径,行程是活塞从上止点运动到下止点的距离。在不考虑其它因素的前提下,单纯来看缸径和行程的大小,我们可以得到:在排气量不变的前提下,“小缸径×长行程”的设计会使峰值扭矩出现的转速较低,适于中低转速发动机,起步加速时的动力输出强劲。

反之,“大缸径×短行程”设计的发动机,因为活塞的每个行程较短,因此更适于高转速的发动机,更高的极限转速是它的专长,而想要起步加速快的话,就只能靠提高发动机的转速来实现了。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『当今2.4L V8形式的F1发动机』

赛车发动机就是最好的例证,目前的F1发动机为2.4L排量V8形式,对于普通民用级发动机来说,2.4L的排量一般使用4气缸的形式就足够了,而F1的发动机则需要8个气缸,这样就使得活塞的运动行程特别小,偏向于高转速的设计,而为了保证它的加速性能,这种发动机常用的工作转速区间通常都在13000rpm以上。

● 最大功率(单位:kW)

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

最大功率是指一台发动机所能实现的最大动力输出,随着发动机转速的增加,发动机的功率也相应提高。到达一定转速后,功率就不会再增加了,而会成下降趋势,所以最大功率的标注会同时标注相应的发动机转速。

● 最大扭矩(单位:N·m)

扭矩是指发动机运转时从曲轴端输出的平均力矩,扭矩的大小也和发动机转速有直接关系。扭矩越大,发动机输出的“劲”越大,曲轴转速的变化也越快,汽车的爬坡能力、加速性也越好,但是扭矩随发动机转速的变化而不同,转速太高或太低,扭矩都不是最大,只在某个转速区间内才会产生最大扭矩,这个区间就是在标出最大扭矩时给出的转速或转速区间。

其实最大扭矩所伴随的转速区间直接关系到平时驾驶时的感受,对于城市驾驶来说,走走停停或许是经常的,如果最大扭矩的转速区间可以调校得较低,那么就可以在起步阶段获得较好的动力性,我们希望最大扭矩的转速区间尽可能覆盖到发动机的整个转速区间,这样无论是起步加速还是中高车速下的快速超车,都可以获得最优的动力输出。对于自然进气式发动机来说,这显然是不太可能实现的的,所以对于驾驶者来说,如何充分利用好发动机的最大扭矩输出区间,就显得尤为重要,通常可以通过降挡提高发动机转速等方法来获得想要的充沛动力。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

对于增压发动机来说,通过调整废气泄压阀的开启时机,则可以获得一段峰值扭矩较为广泛的转速区间,而对于消费者来说,要注意关注涡轮增压发动机达到峰值扭矩的最低转速,这个转速越低就意味着在起步阶段的动力性较好,也相对更加省油。

● 燃油标号

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

燃油标号代表辛烷值,辛烷值越高,抗爆性能就越好。通常燃油标号与发动机压缩比直接相关,也就是说,压缩比越大,应使用较高燃油标号的汽油。当然这也不是绝对的,一些压缩比较高的发动机,通过后期的调校以及特殊的结构设计完全可以使用相对低标号的汽油,这样的好处就是给消费者提供了便利,同时降低了用车成本。

● 供油方式

发动机工作需要燃烧混合气做功,而我们也将燃料与空气混合的方式称为供油方式。汽车发动机燃油供给方式主要有化油器、单点电喷、多点电喷和缸内直喷。不过对于现今的车辆而言,主要的供油方式是后两种,而直喷式的供油方式也越来越多的被使用。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

简单来说,缸内直喷技术就是将传统位于进气歧管处的喷油嘴移至气缸内喷射,它的好处是可以更为精确地控制喷油量,同时配合特殊的进气涡流使混合气更充分的混合,提高燃油利用率,此外这种缸内直喷技术在气缸内喷射的雾化油滴可以适当地降低燃烧室的温度,从而可以匹配更高的压缩比,进一步提升发动机的效率。

● 缸盖材料

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『气缸盖』

缸盖作为承载配气机构的部件安装在缸体的上面,从上部密封气缸并构成燃烧室。由于它要同高温高压的燃气相接触,所以其要承受很大的热负荷和机械负荷。现今的发动机,缸盖基本都为铝合金材质,这主要得益于铝合金的导热性较好。

● 缸体材料

当前,汽油发动机的缸体材料主要分为铸铁和铝合金两种。而在柴油发动机中,铸铁缸体则占绝大部分。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

铝合金缸体的优点是重量轻,同时具有很好的导热性能。不过虽然叫铝合金缸体,但是其气缸部分仍采用铸铁的缸套或者喷涂一层合金钢的涂层来确保气缸部位的耐磨性以及强度。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

铸铁缸体的优点是耐腐蚀性较高,热负荷能力强,但是对于一般的民用轿车所使用的发动机来说,铝合金缸体已经是大势所趋。除此之外,还有一些厂商会通过采用镁合金和铝合金来构成铝镁合金的复合式缸体,在一定程度上又降低了发动机的质量,最终达到提升燃油经济性的目的。

总结:

其实透过发动机的相关参数,我们就可以基本了解一台发动机在技术上的先进程度,随着技术的不断发展,发动机会拥有更优的动力性和更少的燃油消耗以及排放,对于传统的内燃机来说,或许这样的进步是缓慢的,但其在当今依然是难以被替代的。

教你看懂配置表:变速箱参数全面解读

在选车过程中很多人都有过这样的困扰,他们希望选购一辆自动挡车型,不过,在精心筛选过后发现,虽然车型均匹配了自动变速箱,但在看到AT、CVT、AMT……后却犯了迷糊。哪个才是你想要的自动挡,接下来,我们将以变速箱为主题继续为你讲述配置表中的那些门道。

教你看懂汽车配置表系列
第一期 车身参数部分
第二期 发动机参数部分
未完待续……

在参数表中有关变速箱的信息离不开变速箱的类型以及挡位数量,首先可以肯定的是,前进挡的数量越多越好,因为每多一个挡位就意味着可将动力进行更细致地分配。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

在换挡的操作方式上则有手动和自动之分,相比之下,驾驶手动挡车型更易产生疲劳感,而且也不如自动挡车型操作方便。除了手动挡和自动挡两种选择外,有些车型的配置表还标有手自一体变速箱的字样,也就是说,车辆除了能以自动换挡的方式行驶外,驾驶员还可以通过位于方向盘后或者换挡区域内的换挡开关在合理的发动机转速范围内对挡位进行控制,提高了一定的驾驶乐趣。手自一体变速器虽兼容两种方式的换挡操作,但该功能仅仅是控制系统中的一套控制逻辑而已,而并非一些人眼中的高端技术。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

的确,大多数购车者在选购车型时都比较关注上面所提到的这些,但如果深究变速箱的结构,从汽车之家的参数配置表中会看到手动变速箱、自动变速箱、无级变速箱、双离合变速箱、序列式变速箱……它们在结构上和使用方面到底有什么不同?

由于变速箱的种类繁多,所以,在这一期,我们将对手动变速箱以及自动变速箱中的机械式自动变速箱、液力自动变速箱和CVT无级变速箱进行介绍,其余如双离合自动变速箱和序列式变速箱等将在第二期与大家进行讨论。

● 变速箱的作用

在了解变速箱的结构之前,我们首先要知道为什么需要变速箱,它的作用是什么。依据不同驾驶状态,车辆的速度以及动力需要能在一个较大的范围内进行变化,实现这点,除了有效制动外,挡位的选择也很重要,所以,改变传动比来适应不同的驾驶状态是变速箱的一大作用。此外,实现倒车以及在不熄火状态下利用空挡切断动力的传递也是变速箱被广泛应用于内燃机领域的原因。

● 手动变速箱(MT)

“手动挡变速箱并不是低配车型的标志”。这一立场有必要在介绍该类型变速箱之前表明。装配手动挡变速箱的车型需要驾驶员在驾驶过程中手脚并用来对挡位进行切换,不过有人也把这种与机械直接的交流看作是一种乐趣。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

手动变速箱也有挡位之分,我们常见的有5挡手动变速箱和6挡手动变速箱,当然,你一定也听到了一些有关7挡手动变速箱的消息,这款来自采埃孚公司的手动变速箱装配在保时捷卡雷拉车型上,随后,我们将有专门的解析文章。可以肯定的是,挡位越多,齿比就可以做得更为绵密,动力的衔接也会更自如,高速行驶时的燃油经济性以及舒适性的表现就会更好。

工作原理

我们先来通过下面这个简易的结构模型了解下手动变速箱的工作原理。图中的绿色部分为输入轴,它通过离合器与发动机相连,通过中间轴的齿轮将输入轴的动力传递至黄色部分的输出轴,此时,输出轴与蓝色的齿轮并非同步运转,图中,由于套筒位于两个输出轴齿轮中央并未与其中任何一个齿轮相结合,因此,该状态下为空挡。那挂上档后又是什么状态呢?

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『空挡状态』

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『1挡状态』

利用换挡杆操作拨叉使得套筒与输出轴上的1挡齿轮相结合,此时,在套筒的作用下,1挡齿轮与输出轴同步运转,完成了动力由输入轴通过中间轴传递至输出轴最终传递至车轮的过程。正常情况下,在将换挡杆推入挡位时,驾驶员需要先将离合器踏板踩下,在挡位就绪后再将离合器踏板抬起,另外,起步和停车都要操作离合器来中断发动机与变速箱之间的动力传递。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『5挡手动变速箱』

倒挡你会挂吗?

如果我问一个司机这样的问题,那大多会遭到一阵白眼,明明在换挡杆上标了倒挡的位置,顺着推过去不就行了,但我可真见过被倒挡难住的车主。为了避免类似的尴尬,你有必要了解下手动挡变速箱倒挡背后的玄机。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

为了防止驾驶员在换挡时的误操作,很多手动变速箱的换挡机构都对倒挡的操作进行了一定的限制,让挂入倒挡的动作有别于平常。由于锁止结构不同,挂入倒挡的动作也就不同,例如,有些车在挂倒挡时是需要向上提锁块的,有些车则需要将换挡杆向下压才能顺利推入倒挡。这样的设计是很有必要的。

手动变速箱的优缺点

首先,手动挡车型开起来肯定不如自动挡车型舒服,它需要驾驶员付出更多的体力,当然,也有不少人把这看作为驾驶乐趣,但要是在交通高峰时期,频繁的动作也会将这样的“快感”消磨殆尽。而它的优势则在于工作稳定且保养便宜,家用型轿车的手动变速箱除了定期更换手动变速箱油外,离合器的更换算是比较大的保养项目了。不知道你会不会选择一款手动挡车型。

● 机械式变速箱(AMT)

从操作方式上来看,搭载了AMT变速箱的车型可以被归结到自动挡车型范畴,但是从结构上来说,AMT变速箱更多的采用了手动变速箱的结构,只不过,它通过一套伺服机构来对离合器进行控制,从而解放了驾驶员的左脚。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

电-液执行器

目前,大多数AMT变速箱都采用了电-液执行器来对离合器以及换挡拨叉进行控制,我们先来看看这种执行器的结构。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

安装在变速箱上方的机构便是AMT变速箱的控制模块,在变速箱控制单元的调配下,该控制模块可在完成对离合器控制的同时还能选择行驶所需要的挡位,在整个驾驶过程中,驾驶员仅通过油门踏板和制动踏板来控制车速,当然,你还是要靠拨动换挡杆去选择空挡、前进挡或倒挡。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

电动执行器

除了电-液式外,AMT变速箱还可以通过电动的方式来驱动执行器。德国舍弗勒集团旗下的LUK和格特拉克集团都在国内开始生产配备电动执行器的AMT变速箱。他们把这称之为ASG(机械式自动变速器)。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

电动执行器主要由电机的运转并配合蜗轮蜗杆机构实现一系列操作,在换挡速度方面,它比电-液式执行器更快。由于执行器上缺少了液压装置,因此结构更为简单,体积和质量也相应减少。虽优势明显,但由于该结构变速箱的型号较少,因此,并没有出现替代电-液式AMT变速箱的势头。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

江西格特拉克目前已经开始生产采用电动执行器的6挡AMT变速箱,它与LUK的ASG变速箱在换挡的控制上有所不同,格特拉克的ASG变速箱利用电机驱动两个换挡鼓来实现换挡动作,它比同级的手动变速箱重7公斤左右。第三代控制系统的运用也使得变速箱在挡位的更迭环节更顺畅,从而提高乘坐舒适性。景逸1.5AMT和海马丘比特就采用了这种变速箱。

总结:

AMT变速箱是一款以手动变速箱为基础进而演变而来的自动变速箱,在操作上,它确实现了自动换挡的功能,不过,在换挡过程中的细节处理方面,它依旧无法比拟传统的自动变速箱,特别是一些需要频繁换挡或频繁进行起步停车的路况下,它在换挡平顺性方面的不足就显露无疑了。与手动变速箱一样,AMT变速箱也需要定期更换变速箱油,而作为损耗部件,离合器的磨损也在保养的范畴之内。

● 液力自动变速箱(AT)

接下来要介绍的是液力自动变速箱,这类变速箱由液力变矩器、行星齿轮机构、液压控制系统、电子控制系统等组成。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

目前,市场上绝大多数自动挡车型都装配的是这种类型的自动变速箱,挡位数量依旧是衡量技术含量的标准之一。原先的4挡自动变速箱已不再是主流,目前,一般家用汽车以5挡或6挡居多,豪华车则对更多挡位的自动变速箱青睐有加,前不久就有消息称,路虎揽胜极光将率先搭载采埃孚最新推出的横置9挡自动变速箱。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

◆ 液力自动变速箱的基本结构

○ 变速箱壳体及液力变矩器

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

人们对自动变速箱内部结构的认知程度要远远小于手动变速箱,例如,一说到手动变速箱的离合器,大多数人对此都会有所了解,而液力变矩器却并未被大众所熟知。其实我们只要知道在功能上它与离合器相近,至于内部的泵轮、涡轮、导轮的布置以及工作状态就没那么重要了。

从AT自动变速箱的发展来看,优化传动效率、减少动力损失的一部分工作则会在液力变矩器部分进行。比如增设的单向锁止离合器可使动力的传递由原先的液力传递过渡为硬性连接,从而减少动力的损失,当然,这是在保证行驶舒适性的前提下进行的。

○ 行星齿轮结构

改变齿比的工作由行星齿轮机构完成,通过改变太阳轮、行星轮以及齿圈之间相互的运动关系可实现不同传动齿比的切换,从而在不同的车速以及驾驶路况的情况下选择适合的挡位行驶。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

○ 控制系统

液压控制系统以及电子控制系统则是负责统筹换挡进程的关键,电子控制系统就像人的大脑,在接收到来自发动机、轮速的信息后,通过计算并下达换挡指令,而液压控制系统则好比人的神经,将大脑发出的指示传递至相应部位并使其动作,最为典型的要属在换挡时,行星齿轮机构的变化以及内部离合器的控制。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

经过多年的优化,现在的AT变速箱技术在各方面的表现已足够成熟,在合理的情况下,其结构可以充分满足不同车型的匹配需求,从跑车到普通家用车,从纵置发动机的匹配到横置,这其中还涵盖了各种驱动形式的车型。此外,在换挡速度、传动效率、换挡质量以及稳定性方面,AT变速箱都可以做到让人满意。

为提高传动效率进行的优化

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

奔驰在这部分动起了脑筋,它们不希望在发动机和变速箱之间流失过多的动力,为了达到更彻底的效果,多片离合器成了替代品。有关它的信息我们将在第二篇变速箱参数表文章中的奔驰7挡自动变速箱部分进行介绍。

总结:

行星齿轮机构的的自动变速箱在技术上已趋于成熟,但在后期保养方面,相比于手动变速箱,它的维护成本要高些,常规的定期维护主要依据厂家更换变速箱油及滤芯,而随着车辆行驶里程的增长,自动变速箱也会出现一些故障,一旦涉及到故障维修项目,费用则会在千元至上万元不等。一般情况下,车辆在行驶到15万公里左右时,此类变速箱就容易出现异常的状况,程度较轻时影响到换挡平顺性,严重时也会导致车辆无法正常行驶。

这部分我们主要以行星齿轮结构的自动变速箱为主要介绍对象,不过,这并不是液力变速箱唯一的一种结构形式,我们在变速箱参数解读的第二部分会为大家介绍一款深受本田汽车青睐的平行轴式液力变速箱,相比之下,此类变速箱结构简单且更耐用。

CVT无级变速箱

上文所提到的行星齿轮结构式自动变速箱是大多数人最先接触到的自动变速箱类型,不过,接下来要介绍的CVT无级变速箱在历史底蕴方面并不比前者“肤浅”。早在1886年,CVT无级变速箱就安装在了一款奔驰汽车上。不过,由于当时各方面的技术并不成熟,所以,该结构的变速箱在那时一直没有被重视。随着技术的不断进步,CVT技术也趋于成熟,其在传动平顺性以及省油方面的优势则被凸显了出来。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

在驾驶操作方式上,装配了CVT无级变速箱的汽车同样通过一个换挡杆来选择驻车、倒车、空挡以及前进挡或手动的挡位,那么,它的结构究竟是什么样的?

CVT无级变速箱的结构

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

CVT无级变速箱内部基本结构由带轮、钢带以及相关控制机构和润滑机构组成,其中,带轮又分为主动带轮和从动带轮,通过两个带轮各自在直径上的变化来达到改变传动比的目的,这与自行车上所装配的变速装置的原理类似。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

由于CVT无级变速箱在整个改变传动比过程中动力始终是连续不间断地进行传递,因此,从结构原理上来说,CVT无级变速箱在平顺性方面要优于上面所介绍的变速箱。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

不过,CVT变速箱在结构上也有着不足之处,带轮与钢带的组合并不善于应付过大的传动强度,它更适合那些小型或者动力不强的汽车。不过,基于材料技术和制造工艺的提升,CVT变速箱的这块短板已经得到尽可能的补偿。

如何避免钢带与带轮间的打滑现象

传动机构中的带轮与钢带之间的接触面积较小且在改变传动比时又是变化的,在极端情况下,就难免会出现打滑的情况,而要想在这一基础上改进这一问题,提高带轮的压紧力可以增加一定的摩擦系数,但这显然无法彻底避免带轮与钢带间的打滑现象。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

博世公司改变了传动链条的结构以及受力方式,他们研制的压力钢带由钢带和推片组成,相比之下,这样的结构可与带轮间拥有更大的接触面积,受力的方式也由原先的拉动改为推动。因此,无论是在接触面积上,还是在钢带的受力程度上都有了明显的改进。此外,这种结构的钢带还可以通过调整推片的数量来改变它可承受的最大扭矩。由于结构问题,它并不能过度弯曲,也就是说,无法满足带轮间过大的半径变化幅度。

有越来越多的中大型或者动力较强的汽车也开始装配CVT变速箱,由此看来,即便是行星齿轮结构式自动变速箱在各方面已相当成熟,但在某种程度上的表现,CVT变速箱也可以找到属于自己的平衡。

带有行星齿轮机构的CVT无级变速箱

日产新骐达所装配的CVT无级变速箱在现有的基础上还增设了一套由行星齿轮机构组成的“副变速箱”。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

这台由Jatco(加特可)与日产共同研发的XTRONIC CVT无级变速箱通过行星齿轮机构为其获得了更大的传动齿比范围,这也是世界上第一台将行星齿轮机构融入到CVT结构的无级变速箱。这台XTRONIC CVT无级变速箱在两个带轮间也使用了和博世共同研发的以推动为受力方式的钢带。

编辑总结:

在大多数消费者眼中,变速箱只分为手动和自动两种类别,如果从变速箱的操作方式上来看,这样的划分并没有错。的确,对于有些人来说,只要能满足用车需求,他们并不关心自己的车所装配的变速箱到底是什么结构。不过,不同结构的自动变速箱在使用的过程中会给人不同的感受,有些甚至会影响到行车的舒适性。装配在普通家用轿车上的AMT变速箱就是这样的代表,犹豫不决的换挡动作让换挡过程欠缺平顺性,但较低的制造成本是它存在的意义。不过,我也相信,随着相关控制技术的改进,AMT变速箱的换挡质量也会逐渐有所提高,这样,才会有更多的人去承认并接受它的优势,就像CVT变速箱的成长之路一样。

相比之下,行星齿轮结构的自动变速箱在各方面的表现是较为均衡的,同时,在自动变速箱领域的应用也是最为广泛的,此外,它的发展速度十分迅猛,8AT还没普及,9AT就已经亮相于日内瓦路虎展台。挡位的增加则意味着变速箱具备更宽泛的传动齿比,以此拥有更高的传动效率及换挡质量。当然,在市面上那些家用型汽车的自动变速箱多为5挡或6挡,也有一些车仅有4个前进挡,挡位的数量都或多或少的对行驶以及效率方面形成一定影响。不过,正如上文所言,相对稳定的工作状态是行星齿轮结构自动变速箱的优势。

本篇文章为大家介绍了4种不同结构的变速箱,在后面的文章中,我们将继续与大家探讨其它类型的自动变速箱结构,其中,总是引发热议的双离合自动变速箱,皮实耐用的平行轴式自动变速箱以及其它较为小众的变速箱都会出现在之后的文章中,敬请大家关注。

在前一篇《教你看懂配置表:变速箱参数部分(上篇)》文章中,我们对参数表中的一些变速箱类型进行了介绍,在接下来的文章中你将会看到另外一些变速箱类型,其中,最为引人关注的莫过于双离合自动变速箱,此外还有结构独到的本田平行轴式自动变速箱,在赛车领域运用较为广泛的序列式变速箱也被容纳到本篇文章之中。相信在看过这篇文章后,你在选车过程中对变速箱的看法会更为成熟。

● 平行轴式自动变速箱

平行轴自动变速箱是本田车型以及其高级品牌讴歌的专属变速箱,这个变速箱技术是本田的专利,它让本田摆脱了那些变速箱厂商对技术的封锁。通过将液力自动变速箱和手动变速箱的结构进行整合,使得平行轴自动变速箱有了自己的优势。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『本田及讴歌品牌的汽车所使用的自动变速箱为平行轴结构』

从这张图上不难看出,平行轴自动变速器的内部结构与手动变速箱类似,即一根输入轴、一根中间轴和一根输出轴,而你会发现,在同轴的各挡位齿轮间又有液力自动变速箱离合器机构,这些离合器代替了手动变速箱内部的拨叉和套筒。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

结构上,平行轴自动变速箱比上篇提到的液压自动变速箱(行星齿轮结构)要简单得多,不仅如此,由于各前进挡齿轮均处于啮合状态,所以在换挡过程中仅需各挡位间的离合器进行控制,这也削弱换挡时所带来的冲击。

在换挡时,液压控制机构可执行离合器的断开、接合的工作,以完成挡位的切换。例如,挡位从3挡换到4挡时,3挡离合器断开,在动力中断后,4挡离合器完成接合,使得车辆重新获得动力。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

平行轴自动变速箱虽然在结构上十分讨巧,但也正是它的结构禁锢了此类变速箱的发展。从发展趋势来看,自动变速箱的挡位数越来越多,而体积又越来越小,这一点对于发动机横置的车辆尤为重要,而同样应用于横置布置的平行轴变速箱则无法从结构来同时满足挡位数量和变速箱体积的需求。

不过,平行轴自动变速箱在用车过程中还是十分耐用的,从我们在自动变速箱维修一线了解的信息来看,一般情况下,本田的自动变速箱在车辆行驶里程超过20万公里后才会出现一些毛病,进而需要大修处理,与之相比,液力自动变速箱的维修周期会短些。若在使用过程中,发现车辆在换挡时出现异常或在某挡位下离合器出现打滑,理论上,平行轴自动变速箱只需对控制该挡位的离合器机构进行修理或更换,而液力自动变速箱在这个问题的处理上,就要对整套离合器进行更换,所以,在某种程度上,平行轴自动变速箱的使用成本更低。

● 奔驰AMG SPEEDSHIFT MCT

多片离合器代替液力变矩器

奔驰的一些车型中(AMG车型及其它注重性能的车型)所装配的AMG SPEEDSHIFTMCT变速箱的行星齿轮机构部分的结构与液力自动变速箱基本相同,为了在传动性能环节能与高性能车型相匹配,因此,变速箱和发动机之间的液力变矩器被传动效率更高且控制更精确的多片离合器代替。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

● 兰博基尼ISR变速箱

兰博基尼Aventador LP-700上用了一台名为ISR(独立换挡杆)的7挡变速箱,这台变速箱由格拉齐亚诺(Graziano)负责研发制造。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

ISR(全称为Independent Shift Rail)变速箱的结构与手动变速箱类似,在换挡过程中,它仍采用拨叉推动齿轮的方式来完成挡位切换,只不过在控制上,一套电控-液压系统会让挡位的切换更迅速,50毫秒是官方公布的的换挡速度。

在这台7挡变速箱内共有4个用于拨动齿轮的拨叉,它们被安装在两个挡位齿轮之间,其中,1挡和倒挡共用一个拨叉,其余则是3挡和5挡,2挡和4挡,6挡和7挡之间都有一个独立的拨叉,也就是说,从1挡到6挡,相邻的两个挡位齿轮都能有一个独立的拨叉单独控制。这样的设计可以缩短换挡时间。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

该变速箱厂商还为玛莎拉蒂、阿斯顿·马丁、迈凯轮等跑车品牌提供变速箱,在后面的文章中,我们还会提到它。

双离合自动变速箱

由于双离合自动变速箱存在的争议较大,所以,在这篇文章中,我也会多用些篇幅来说说这类变速箱。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

从操作方式来区分,双离合自动变速箱仍属于自动变速箱范畴之内,只不过,在内部结构以及换挡方式上有别于前面文章介绍的液力自动变速箱、CVT无级变速箱,而如果你在看过下面的介绍后会发现,它与AMT自动变速箱倒是有几分相似,都是依靠切换轴间的不同齿比的齿轮来改变传动比,负责切断或接合动力的装置也是通过位于变速箱输入端的离合器实现,其实这也很好理解,二者都是借鉴了传统的手动变速箱结构开发而来,不过,在换挡速度以及换挡质量方面,逻辑性更强的双离合自动变速箱要比AMT变速箱更好。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

双离合变速箱由负责实现各挡位不同齿比的齿轮箱、切换或接合动力的双离合控制模块以及协调各执行机构的机电控制模块组成。顾名思义,双离合变速箱拥有两套离合器,这两套离合器分别对应两根输出轴,其中,一根轴控制奇数挡,另一根轴则控制偶数挡,也就是说,在车辆以1挡行驶时,负责2挡传动的齿轮在控制机构的作用下就已准备就绪,只待两套离合器之间完成工作的交接即可实现挡位的过渡,以此类推。相比于其它类型的自动变速箱,双离合变速箱在换挡过程中的动力中断时间更短,因此速度更快,在一定程度上也提高了燃油经济性。

双离合变速箱的离合器是怎么回事?

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『我们以大众DQ200的双离合器模块为例了解下双离合器的构造』

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『大众DQ200离合器致动示意图』

双离合自动变速箱也可以按挡位进行划分,目前,6挡或7挡的变速箱是市场上的主流产品。若以离合器的类别进行划分,双离合自动变速箱则可分为干式和湿式两种类型,而不同厂家设计的双离合自动变速箱在离合器以及换挡机构的控制方式却有着不同的想法,我们先来看看大众。(之后我们还会介绍福特以及菲亚特所装配的双离合变速箱。)

● 大众双离合自动变速箱

7挡干式双离合自动变速箱(DQ200)

搭载车型:大众高尔夫、大众速腾、斯柯达明锐等

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

『DQ200与大众家族中那些动力稍弱的发动机进行匹配』

大众的干式双离合自动变速箱拥有7个前进挡,这7个前进挡以奇数、偶数原则分别列属于两根不同的输出轴,倒挡齿轮和驻车齿轮被单独装在另一根输出轴上,因此,大众DQ200的输出轴为三轴布局。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

DQ200采用了一套电控-液压系统来对离合器以及换挡进行控制,这套液压系统在DQ200的油路系统中是独立存在的,这一点不同于将液压控制和润滑系统归纳到同一油路系统的液力变速箱和湿式双离合变速箱。也就是说,DQ200变速箱的齿轮箱还具备一个起到润滑作用的油路系统(事实上,其润滑方式与手动变速箱类似)。不仅如此,相比于前二者,DQ200型双离合变速箱在变速箱油的用量方面十分“拮据”,润滑用的齿轮油以及电控-液压系统中的液压油总量为2.7升,这在后期的保养维护中自然也会节省部分开支。

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

20分钟教你看懂发动机、变速箱参数!赤裸裸的干货~

赞(0) 打赏
未经允许不得转载:邱昂 » 教你看懂发动机、了解变速箱参数!
分享到: 更多 (0)

评论 抢沙发

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址

一不做官,二不发财,三做个平凡的人。

联系我们

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏