18新利最新登入自动变速箱工作原理

就像手动变速器一样，自动变速器的主要工作是允许引擎在其狭窄的速度范围内运行，同时提供宽范围的输出速度。

如果没有变速器，汽车将只能使用一辆齿轮传动比为了让汽车以理想的最高速度行驶，必须选择这个比例。如果你想要80英里每小时的最高速度，那么传动比将类似于大多数手动变速器汽车的第三档。

你可能从来没有试过只用三档开手动变速器的车。如果你这样做了，你很快就会发现你在起步时几乎没有加速度，在高速行驶时，发动机会在红线附近尖叫。像这样的车很快就会磨损，几乎无法驾驶。

因此，变速器使用齿轮来更有效地利用发动机的动力转矩，并保持发动机以适当的速度运行。当拖拽重物时，车辆的变速器可能会变得足够热，烧毁变速箱油。为保护传动装置不受严重损坏，进行牵引的司机应购买配备变速器冷却器。

手动和自动变速器之间的关键区别是手动变速器锁和解锁不同的套齿轮以输出轴实现各种传动比，而在自动变速器中，同一组齿轮产生所有不同的传动比。行星齿轮组是使这成为可能的装置在自动变速器。

让我们来看看行星齿轮组是如何工作的。18新利最新登入

当你拆开并查看自动变速器内部时，你会发现在一个相当小的空间里有各种各样的零件。除此之外，你可以看到:

注意力的中心是行星齿轮组。大约一个哈密瓜的大小，这一个部分创造了变速器可以产生的所有不同的传动比。变速器中的其他部件都是用来帮助行星齿轮组做它的事。这个神奇的齿轮装置之前已经在HowStuffWorks上出现过。18新利最新登入你可以从电动螺丝起子篇文章。自动变速器包含两个完整的行星齿轮组，折叠成一个部件。看到18新利最新登入齿轮传动比如何工作对于行星齿轮组的介绍。

任何行星齿轮组有三个主要组成部分:

这三个组件中的每一个都可以是输入，输出或者可以保持静止。选择哪个零件发挥哪个作用决定齿轮组的传动比。让我们来看看一个单一的行星齿轮组。

我们传动装置中的一个行星齿轮组有一个72齿的环形齿轮和一个30齿的太阳齿轮。我们可以得到很多不同的齿轮比出这个齿轮组。

此外，将三个组件中的任何两个锁在一起将以1:1的齿轮减速锁定整个设备。注意，上面列出的第一个齿轮传动比是a减少——输出速度比输入速度慢。第二个是超速——输出速度比输入速度快。最后一个还是约简，但输出方向相反。还有几个其他的比率，可以得到这个行星齿轮组，但这些是有关我们的自动变速器。你可以在下面的动画中看到它们:

所以这一组齿轮可以产生所有这些不同的齿轮比，而不需要啮合或脱离任何其他齿轮。有两个这样的齿轮组在一排，我们可以得到四个前进挡和一个倒车挡，我们的变速箱需要。我们将把两组齿轮放在一起在下一节。

这种自动变速器使用一组齿轮，称为变速器复合行星齿轮组，这看起来像一个单一的行星齿轮组，但实际上行为像两个行星齿轮组结合。它有一个环形齿轮，始终是传动的输出，但它有两个太阳齿轮和两组行星。

让我们来看看其中的一些部分:

下图显示了行星载体中的行星。18新利最新登入注意右边的行星18新利最新登入比左边的行星要低。右边的行星不啮合环齿轮-它啮合另一颗行星。只有左边的行星啮合环形齿轮。

接下来你可以看到行星载体的内部。较短的齿轮只能由较小的太阳齿轮啮合。较长的行星被较大的太阳齿轮和较小的行星啮合。

下面的动画展示了所有的部件是如何连接在一个18新利最新登入传输。

在第一个档位，较小的太阳齿轮是由涡轮顺时针驱动变矩器。行星载体试图逆时针旋转，但被单向线保持不动离合器(只允许顺时针方向旋转)和环形齿轮转动输出。小齿轮有30个齿，环齿轮有72个齿，所以传动比为:

比率= - r /S = - 72/30 = -2.4:1

所以旋转是- 2.4:1，这意味着输出方向是相反输入方向。但是输出方向实际上是相同作为输入方向，这就是两组行星的诀窍所在。第一组行星与第二组行星啮合，第二组行星转动环形齿轮;这种组合颠倒了方向。你可以看到，这也会导致较大的太阳齿轮旋转;但由于离合器被释放，较大的太阳齿轮可以自由地向涡轮机的相反方向旋转(逆时针)。

这个变速器做了一些非常整洁的事情，以获得所需的比率为第二档。它的作用就像两个行星齿轮组通过一个共同的行星载体相互连接。

行星运载器的第一级实际上使用较大的太阳齿轮作为环齿轮。所以第一阶段包括太阳(较小的太阳齿轮)，行星载体，和环(较大的太阳齿轮)。

输入的是小太阳齿轮;环形齿轮(大型太阳齿轮)由带固定，输出是行星载体。这一阶段，以太阳为输入，行星载体为输出，环形齿轮固定，公式为:

1 + r / s = 1 + 36/30 = 2.2:1

行星载体每旋转一个小太阳齿轮转2.2次。在第二阶段，行星载体作为第二个行星齿轮组的输入，较大的太阳齿轮(保持静止)作为太阳，环形齿轮作为输出，因此传动比为:

1 / (1 + s / r) = 1 / (1 + 36/72) = 0.67:1

为了得到第二档的整体减速器，我们将第一阶段乘以第二阶段，2.2 x 0.67，以得到1.47:1的减速器。

大多数自动变速器在第三档的比例是1:1。你会记得从前一节，我们所要做的，以获得1:1的输出是锁在一起的行星齿轮的三个部分中的任何两个。在这个齿轮组的安排甚至更容易-我们所要做的是参与的离合器，锁定每一个太阳齿轮到涡轮机。

如果两个太阳齿轮都朝同一个方向转动，行星齿轮就会锁住，因为它们只能朝相反的方向旋转。这就把齿轮锁在行星上，使所有的东西都作为一个单位旋转，产生1:1的比例。

根据定义，超速驱动器的输出速度比输入速度快。这是速度的提高，而不是速度的降低。在这种变速器中，参与超速一次完成两件事。如果你读过18新利最新登入液力变矩器如何工作，你学过锁紧式变矩器。为了提高效率，一些汽车有一个锁住液力变矩器的机构，这样发动机的输出就直接进入变速器。

在这种变速器中，当超速驱动时，连接到液力变矩器外壳(用螺栓连接到发动机飞轮上)的轴通过离合器连接到行星载体上。小太阳齿轮飞轮，和较大的太阳齿轮是由超速带举行。没有任何东西连接到涡轮机;唯一的输入来自转换器外壳。让我们再次回到我们的图表，这次以行星载体为输入，太阳齿轮固定，环形齿轮为输出。

比率= 1 / (1 + S/R) = 1 / (1 + 36/72) = 0.67:1

所以发动机每旋转三分之二，输出就旋转一次。如果发动机转速为每分钟2000转(RPM)，则输出转速为3000转。这使得汽车以高速公路的速度行驶，而发动机的速度保持良好和缓慢。

倒车非常类似于第一档，除了小太阳齿轮被扭矩变矩器涡轮驱动，更大的太阳齿轮驱动，和一个小飞轮在相反的方向。行星载体由反向带固定在壳体上。根据上一页的公式，我们有:

所以这个变速器的倒车比第一档小一点。

齿轮比率

这种变速器有四个前进档和一个倒车档。让我们总结一下传动比、输入和输出:

在阅读了这些部分之后，您可能想知道不同的输入是如何连接和断开的。18新利最新登入这是由变速器内部的一系列离合器和带完成的。在下一节中，我们将看到它们是如何工作的。18新利最新登入

在上一节中，我们讨论了变速器是如何产生每一个传动比的。18新利最新登入例如，当我们讨论overdrive时，我们说:

在这种变速器中，当超速驱动时，连接到液力变矩器外壳(用螺栓连接到发动机飞轮上)的轴通过离合器连接到行星载体上。小太阳齿轮飞轮，和较大的太阳齿轮是由超速带举行。没有任何东西连接到涡轮机;唯一的输入来自转换器外壳。

为了让传输进入超速，很多东西必须通过离合器和带子连接和断开。行星载体通过离合器连接到液力变矩器外壳。小太阳通过离合器与涡轮机断开连接，这样它就可以自由旋转。大太阳齿轮是固定在外壳上的一根带子，这样它就不能旋转了。每次换挡都会触发一系列类似的事件，不同的离合器和表带接合和分离。让我们来看看一个乐队。

乐队

在这种传输中有两个波段。从字面上看，变速器中的带是钢带，它包裹在齿轮系的各个部分，并连接到壳体上。它们是由变速箱内的液压缸驱动的。

在上图中，您可以看到变速器外壳中的一个带。齿轮系被拆卸。金属棒连接到活塞上，活塞驱动皮带。

上面你可以看到两个活塞驱动乐队。液压通过一组阀门进入气缸，使活塞推动传动带，将传动带锁在机壳上。

的离合器在传动方面要稍微复杂一些。这个变速器有四个离合器。每个离合器由进入离合器内部活塞的加压液压油驱动。弹簧确保离合器在压力降低时释放。下面你可以看到活塞和离合器鼓。注意活塞上的橡胶密封件，这是变速箱重建时要更换的部件之一。

下图显示了离合器摩擦材料和钢板的交18新利最新登入替层。摩擦材料是花键在内部，在那里它锁定到一个齿轮。钢板是花键在外面，在那里它锁定到离合器外壳。这些离合器板也更换时，变速箱重建。

离合器的压力通过轴上的通道输送。液压系统控制哪些离合器和带在任何给定的时刻被激活。

锁住传动装置并使其停止旋转似乎是一件简单的事情，但实际上对这种机制有一些复杂的要求。首先，当汽车在山上时(汽车的重量落在机械装置上)，你必须能够脱离它。第二，你必须能够参与机制，即使杠杆没有与齿轮对齐。第三，一旦启动，就必须有东西防止杠杆弹出和脱离。

完成这一切的机制非常简洁。让我们先看看其中的一些部分。

驻车制动机构与输出上的齿接合以保持汽车不动。这是连接到传动轴的部分，所以如果这个部分不能旋转，汽车就不能移动。

上面你看到停车机构突出到齿轮所在的住房。注意它有锥形的边。当你把车停在山上时，这有助于解除驻车制动——由于锥度的角度，来自汽车重量的力有助于将驻车机构推离原位。

这根杆子连接到一根由汽车变速杆控制的电缆上。

当变速杆置于停车位置时，变速杆将弹簧推到小锥形衬套上。如果停车机构排成一行，以便它可以下降到输出齿轮部分的一个缺口，锥形衬套将推动机构下降。如果机构排列在输出的一个高点上，那么弹簧将推动锥形衬套，但杠杆不会锁定到位，直到汽车稍微滚动，齿线正确排列。这就是为什么有时你的车在你停车并松开刹车踏板后会移动一点——它必须滚动一点，让齿排到停车机构可以到位的位置。

一旦汽车是安全的在公园，衬套按住杠杆，使汽车不会跳出公园，如果它是在山上。

液压

你车里的自动变速器有很多任务要做。你可能没有意识到它有多少种不同的运作方式18新利最新登入。例如，下面是自动变速器的一些特点:

你以前可能见过类似的东西。它实际上是自动变速器的大脑，管理所有这些功能。你可以看到的通道将流体输送到变速器的所有不同部件。金属成型的通道是输送流体的有效方式;如果没有它们，将需要许多软管来连接传输的各个部分。首先，我们将讨论液压系统的关键部件;然后我们来看看它们是如何协同工18新利最新登入作的。

泵

自动变速器有一个整齐的泵，称为齿轮泵。泵通常位于变速器的盖上。它从变速器底部的水池中抽取液体，并将其输送到液压系统。它还为变速器冷却器和变矩器。

泵的内齿轮挂在液力变矩器的外壳上，因此它以与发动机相同的速度旋转。外齿轮由内齿轮转动，当齿轮转动时，流体从新月形齿轮一侧的水池中抽出，并被迫进入另一侧的液压系统。

州长

的州长是一个聪明的阀门，告诉变速器汽车的速度。18新利最新登入它与输出相连，所以汽车移动得越快，调节器旋转得越快。在调速器内部是一个弹簧加载的阀门，它的打开速度与调速器的旋转速度成正比——调速器旋转得越快，阀门打开得越多。18新利最新登入泵中的流体通过输出轴被输送到调速器。

汽车行驶得越快，调节阀打开得越多，通过调节阀的流体压力就越大。

为了正确换挡，自动变速器必须知道发动机的工作强度。18新利最新登入有两种不同的方法。一些汽车有一个简单的电缆连接到一个节流阀在传输中。油门踩得越猛，油门上的压力就越大。其他汽车使用真空调制器给节流阀施加压力。调制器感知歧管压力，当发动机处于更大的负载下时，压力会增加。

的手动阀就是变速杆连接的地方。根据选择的齿轮，手动阀给液压回路抑制某些齿轮。例如，如果变速杆在第三档，它会给一个防止超速的电路供电。

改变阀门向离合器和皮带提供液压，使每个齿轮接合。变速器的阀体包含几个换挡阀。换挡阀决定何时从一个档位换到下一个档位。例如，1到2换挡阀决定何时从第一档换挡到第二档。换档阀由一侧的调速器和另一侧的节流阀的流体增压。它们由泵提供液体，并将液体输送到两个回路中的一个，以控制汽车在哪个齿轮上运行。

如果汽车加速很快，换挡阀就会延迟换挡。如果汽车轻轻加速，换挡将以较低的速度发生。让我们讨论一下当汽车轻轻加速时会发生什么。

随着车速的提高，来自调度员的压力也在增加。这迫使换挡阀，直到第一个档位电路关闭，第二档位电路打开。由于汽车在轻油门下加速，节流阀不会对换挡阀施加太大压力。

当汽车快速加速时，节流阀对换挡阀施加更大的压力。这意味着调速器的压力必须更高(因此车辆速度必须更快)，在换挡阀移动到足以啮合第二档之前。

每个换挡阀对应一个特定的压力范围;所以当车开得更快时，2- 3换挡阀就会接管，因为调速器的压力足够大，可以触发换挡阀。

在一些较新的汽车上出现的电子控制变速箱仍然使用液压来驱动离合器和皮带，但每个液压回路都由一个电动电路控制电磁。这简化了传输管道，并允许更先进的控制方案。

在上一节中，我们看到了机械控制变速器使用的一些控制策略。电子控制变速器的控制方案更为复杂。除了监测车辆速度和油门位置外，变速器控制器还可以监测发动机转速，如果踩下刹车踏板，甚至防抱死制动系统。

利用这些信息和基于模糊18luck手机登录逻辑的高级控制策略(一种使用人类推理的控制系统编程方法)，电子控制传输可以做到以下事情:

让我们来谈谈最后一个特征——在蜿蜒的道路上转弯时抑制升档。假设你在一条上坡蜿蜒的山路上开车。当你在直线路段行驶时，变速器会换到二档，为你提供足够的加速和爬坡动力。当你来到一个弯道时，你会减速，把你的脚从油门踏板上拿开，可能还会踩刹车。当你把脚从油门上移开时，大多数变速器都会升到第三档，甚至超速。然后当你加速出曲线时，它们会再次降档。但如果你开的是手动变速器的汽车，你可能会把车一直放在同一个档位上。一些具有先进控制系统的自动变速器可以在你绕了几个弯道后检测到这种情况，并“学会”不再升档。

有关自动变速器和相18luck手机登录关主题的更多信息，请查看下面的链接。

最初发表于2000年11月29日