变速箱优缺点工作原理及发展史

倣収駆僾

手动变速器

有么用？

•驾驶乐趣更多，换挡直接、迅速。

•维修保养便宜、便捷。

•故障率低、技术成熟。

•比自动挡车型省油。

•山路驾驶可用“挡刹”控制车辆速度。

缺点：

•操作繁琐，频繁操作踩离合的脚会累，尤其是市区堵车时候很痛苦。

•油离踏板配合不当会常明显顿挫，乘坐不舒服，也对发动机磨损较大。

•操作不当容易熄火。

原理：

    手动变速器（英语：Manual Transmission；简称：MT），亦称手排变速器，香港称为棍波，是汽车变速器中最基本的一种类型，其作用是改变传动比（亦称齿轮比，是引擎扭力被变速器齿轮放大的倍数，车辆静止刚起步时，由于本身质量较大，惯性也较大，使其运动将使用较大的力，根据杠杆原理用半径最长扭力最大的低速档大直径齿轮把引擎扭力放大，协助车辆开始向前行驶。车辆开始行驶后，由于惯性将保持向前方移动，用较小的扭力即可让车辆继续向前行驶，所以改换入齿轮半径较小齿轮比小，扭力放大倍数较小但旋转转速较快的小齿轮高速档，即可用较少的引擎转速达到相同的车速来省油，或让车速更快。齿轮比小于一的省油档称为overdrive超比档，密齿轮比是指各档位齿轮比落差小，代表各档扭力落差小，有利于车辆加速），并提供倒档和空档。通常，驾驶员通过踩离合器踏板和操纵换挡杆可以在任何档位间进行选择。也有少数手动变速器，如摩托车变速器，某些赛车变速器，只允许顺序换挡，这些变速器被称为顺序换挡变速器。近年来随着电子控制元件耐用度的改善，由电脑控制自动切换离合器自动换档的自动手排变速箱在欧洲车上也愈来愈普及，福斯汽车与福特汽车则在市售车上提供更新一代的双离合器自动手排，变速箱同时具有两组离合器，每次换档时自动切换到另一组未使用的离合器迅速啮合，不需如传统手排变速箱得等唯一一组离合器分开后再重新啮合，换档速度更快，换档震动也更小。

动轴

    传动轴的布置形式通常有两轴式和三轴式两种。通常后轮驱动的汽车会采用三轴式变速器，即输入轴，输出轴和中间轴。输入轴前端接离合器与发动机相联，输出轴后端通过凸缘与万向传动装置相联。输入轴与输出轴置于同一条水平线上，中间轴则与它们平行布置。动力通过齿轮从输入轴传至中间轴再传至输出轴。在许多变速器中输入轴和输出轴能接合在一起，因此动力不必经过中间轴，这时的档位称为直接档。直接档通过单轴传动，传动比为1:1，具有最高的传动效率。即使在不能提供直接档的变速器中，把输入轴与输出轴布置在一条直线上也有利于降低工作时变速器所需承受的扭矩。

倒档装置

    为了因应停车或其它特殊需求(如"狭路让路"...等)，所设置的倒车档位，且仅有一个档位。一般来说，倒档的齿轮比都会跟一档的差不多。

•同步器

    在同步啮合变速式中则有同步器的设置，可使两个齿轮在接合前速度先达到一致，此种同步器在所有的手动排档汽车的变速器中都已使用

•离合器

    离合器是可以使引擎与变速器分开跟结合的一个机械部分，引擎与变速器结合的时候可以传输动力，却没办法换档，所以换档前要先踩离合器把引擎与变速器分开，切换档位改变齿轮比后再放离合器让引擎与变速器接合，继续传输动力。

    一根长长的杆子，装有排档头且标示著档位的位置，以一连串的连杆连接着变速箱。一般称之为档把（中国大陆）、排档杆（台湾）、手牙（马来西亚/新加坡）或波棍（香港）。通常设置在中央扶手与中控台的中间位置（地档），有部份车系将其设置在转向柱上（怀档）。

•档位选择

    通常以1档为手排车的起歩档，1档后依车速或转速升降档。当车速慢下来很多时又再加速就要退至适当的档位。标示"R"的区域为倒车档，有些大众车系列（捷达jetta），使用倒档时必须靠左侧下按才能挂档，还有一种倒档挂法是提起设置于变速器上的倒档提钮，如福特新全顺。简单来说，在前车辆前进引擎转速高的时候升档，引擎转速低的时候降档，但升档必须按照顺序升档，降挡则可以超过一个档位差，也叫越级减挡。
扩展阅读：

如何检查手动变速器

一、要检查所有前进档，以及倒车档。如果天气比较冷，挂入抵挡时，低速齿轮有轻微磨损，是因为变速器油液热度不够造成的，属于正常范围。如果每次挂档都磨齿轮，则可能是离合器的液压系统、或变速器本身有故障。　

二、检查是否能正常入档。如果发现变速器不能正常挂进档位，或有齿轮撞击声；或者是挂上档位后又很难推回空挡等，这说明变速器换档困难，在熄火后，可以用手握住变速杆，如果很松旷能任意摆动，可能是定位销失效造成的。如果不松旷时也出现换档困难，很可能是同步器故障造成换档时的撞击。如果存在这类故障，是需要进修理厂拆解、排除的。　　

三、变速器还可能出现“乱档”现象。如果在车辆起步时发生变速杆不能挂进所需要的档位，或挂档后不能退回空挡等现象。这说明是变速器的操作机构有故障。可能是变速杆球头磨损过大，失去有效的控制能力造成的，如果变速杆位置稍有不对就挂进其他档位，可能是变速杆下端工作面磨损严重造成的，这类故障也需要送修理厂。　　

四、如果在行驶中变速杆跳回空挡，可能是齿轮和齿套磨损严重，致使轴承松旷或轴向间隙过大。这需要专业维修人员拆下变速器查看齿轮的啮合状况。如果发现变速器漏油，也是不正常的。有可能是密封衬垫密封不良造成；或者是变速器输出轴的油封损坏。同时，润滑油过多或通气孔不通畅也会引起漏油。　　

五、如果在发动机怠速状态下，变速器处于空挡位置，却有异响，可能是曲轴和变速器第一轴安装的同轴度有偏差，这种情况在踏下离合器踏板时可消失。如果在入档后有异响，可能是相互啮合齿轮工作时有撞击造成的，说明变速器壳体有损伤，或者是部分齿轮有损害造成啮合过程中的撞击。

发展历史：

    1894年，一个法国工程师给一辆汽车装上世界上第一个变速器至今，汽车变速器已经经过了一百多年的发展。变速器为汽车重要的组成部分，是承担放大发动机扭矩，配合引擎功扭特性，实现理想动力传递，从而适应各种路况实现汽车行驶的主要装置。

    使用最早的是手动变速器，国内最早的东风解放全是是手动变速器，但手动变速器也并非一成不变，早期有这样一种说法，中国的驾驶员是世界上技术最好的（当然21世纪中国的驾驶员又都变成了马路杀手），技术最好一部分是由于中国早期的路况实在是太烂，另一部分就是依赖于早期的变速器，那时国内还在实用不带同步器的变速器，换挡要依据经验来判断发动机转速和汽车速度是否同步才能进行，并且升档和降档要求的油离配合还不一样。这样的驾驶员技术当然世界最牛了。

    后来为了方便驾驶，在领个相邻齿轮间装上了同步器，依靠同步器的作用，我们换挡就不需要去判断车速了。目前手动变速器依然在汽车界应用非常广泛，自动变速器是个趋势，但手动变速器确是驾驶乐趣的极大体现者。

    传统的变速器利用不同的齿轮搭配实现了换挡変扭的目的，而齿轮搭配的变换就只有靠脚踩离合手拉挡杆来实现，这就是所谓的手动变速器。为实现轻松换挡，取消离合脚踏和手动挂挡的AT(AutomaticTransmission)变速器出现了，它主要利用液力变扭器配合传统机械齿轮箱实现换挡功能。其实早在1948年的通用的奥兹莫比尔汽车上就已经出现了如今自动变速器的雏形，不过那时的自动变速器仅仅是加了液力耦合器的手动变速器而已。

自动变速器

有什么用？

    没有离合踏板，加速停车只需右脚控制油门和刹车踏板，操作简便。

    汽车在起步和加速时更加平稳。

    可避免因外界负荷突然增加而造成发动机熄火的现象。不足：

    换挡时顿挫感明显。

    对于汽车驾驶爱好者来说会减少操控所带来的快感。

    生产成本较高，维修不便。

    传动效率较低，油耗较大。

    跑山路时，引擎制动效果较差。

    电瓶没电不能同手排车推车发动。

    自动挡的手动模式是由电子来控制的，不能像手动挡一样与换挡动作同步，会稍有迟滞。

误区：

    自动挡车型挂不进挡位很可能是您忘记踩刹车。

(1)只有排挡杆置于P、N位置时，方可起动发动机，在点火开关打开状态下，若想移出这两个挡位，必须先踏下制动踏板，同时按下手柄按钮，才可将排挡杆移入其他挡位。

(2)P挡可作为手制动的辅助制动器，但不可替代手制动器。

(3)车辆被牵引时排挡杆须置于N位置，牵引时车速不可超过50Km/h，牵引距离也不能超过50Km，若需牵引更长的距离，需将驱动车轮升离地面。

(4)若自动变速器的控制单元因电气故障而导致其进入应急状态，此时只有3、1、R挡可以工作，不要认为尚有挡位可用，就不去修理，应及时查明故障并排除，否则会损坏自动变速器内的多片离合器。

(5)在寒冷的冬季，行车前先起动发动机预热1分钟后再挂挡行驶。

(6)高速行驶或下坡时挂N挡滑行,部分驾驶员认为在高速行驶或下坡时挂N挡滑行可以节省燃油，其实这是非常错误而且危险的做法。自动变速器在汽车行驶时输出轴转速较高，而此时如果发动机转入怠速状态(挂N挡时)，变速器会出现供油不足，尤其对多片式离合器而言更是容易因为缺少润滑、冷却而烧损。

(7)长时间停车时，换挡杆不要挂在D挡，换挡杆在D挡时，自动变速器汽车一般有微弱的前移，若长时间踩住制原理：

    自动变速器（英语：Automatic Transmission，简称：AT），亦称自动变速箱，台湾称为自排变速箱，香港称为自动波，通常来说是一种可以在车辆行驶过程中自动改变齿轮传动比的汽车变速器，从而使驾驶员不必手动换档，也用于大型设备铁路机车。

    液力式自动变速器（Hydraulic Automatic Transmissions）是目前汽车自动变速器的主流，应用最为广泛，平时称AT（本应是各种自动变速器的总称）一般即指此种类型。液力机械式自动变速器通常使用液力耦合器或液力变矩器，再加上一套行星齿轮机构来传递动力。

    AT传动系统的结构与手动档相比，在结构和使用上有很大的不同。手动档主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而AT传动系统是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中，液力变扭器是AT最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，它直接输入发动机动力，并传递扭矩，同时具有离合作用。泵轮和涡轮是一对工作组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转，风力成了动能传递的媒介，如果用液体代替空气成为传递动能的媒介，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮来提高效率，液压操纵系统会随发动机工作的变化而自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。辅助机构自动换档不能满足行驶上的多种需要，例如停泊、后退等，所以还设有干预装置(即手动拨杆)，标志P(停泊)、R(后位)、N(空位)、D(前进位)，另在前进位中还设有“2”和“1”的附加档位，用以起步或上斜坡之用。由于将其变速区域分成若干个变速比区段，只有在规定的变速区段内才是无级的，因此AT实际上是一种介于有级和无级之间的自动变速器。 　
　
    液力自动变速器通常有两种类型：一种为前置后驱动液力自动变速器；另一种为前置前驱动液力自动变速器。液力自动变速器电子控制通过动力传动控制模式(PCM)接收来自汽车上各种传感器的电信号输入，根据汽车的使用工况对这些信息处理来决定液力自动变速器运行工况。按照这些工况，动力传动控制模块给执行机构发出指令，并实现下列功能：变速器的升档和降档；一般通过操纵一对电子换档电磁阀在通/断两种状态中转换；通过电子控制压力控制电磁阀(PressureControlSolenoid，PCS)来调整管路油压；变矩器离合器(TorqueConverterClutch，TCC)用以控制电磁阀的结合和分离时间。 　

     自动变速器的厂牌型号很多，外部形状和内部结构也有所不同，但它们的组成基本相同，都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等，按照这些部件的功能，可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。

1、液力变矩器
　　
    液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上，其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递自动变速器的输入轴，并能根据汽车行驶阻力的变化，在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。
2、变速齿轮机构

    自动变速器中的变速齿轮机构所采用的型式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。采用普通齿轮式的变速器，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车型采用。目前绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器采用的是行星齿轮式。

    变速齿轮机构主要包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。行星齿轮机构，是自动变速器的重要组成部分之一，主要由于太阳轮（也称中心轮）、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。行星齿轮机构是实现变速的机构，速比的改变是通过以不同的元件作主动件和限制不同元件的运动而实现的。在速比改变的过程中，整个行星齿轮组还存在运动，动力传递没有中断，因而实现了动力换挡。
　　
    换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动，改变动力传递的方向和速比，主要由多片式离合器、制动器和单向超越离合器等组成。离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主动件。制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住，使之不动。单向超越离合器也是行星齿轮变速器的换挡元件之一，其作用和多片式离合器及制动器基本相同，也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。
　　
3、供油系统
　　  
    自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。油泵是自动变速器最重要的总成之一，它通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。油压的调节由调压阀来实现。
　　
4、自动换挡控制系统
　　
    自动换挡控制系统能根据发动机的负荷（节气门开度）和汽车的行驶速度，按照设定的换挡规律，自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油路，使离合器结合或分开、制动器制动或释放，以改变齿轮变速器的传动化，从而实现自动换挡。
　　  
    自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压（电子）控制两种。液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的，阀门和油路设置在一个板块内，称为阀体总成。不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同，有的装置于上部，有的装置于侧面，纵置的自动变速器一般装置于下部。在液压控制系统中，增设控制某些液压油路的电磁阀，就成了电器控制的换挡控制系统，若这些电磁阀是由电子计算机控制的，则成为电子控制的换挡系统。
　　
5、换挡操纵机构
　　
    自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门阀的操纵机构等。驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置，控制系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素，利用液压自动控制原理或电子自动控制原理，按照一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执行机构的工作，实现自动换挡。

    自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作，自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位的变换。
　　
    传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化，自动变速挡位。其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转换成控制油压，并将该油压加到换挡阀的两端，以控制换挡阀的位置，从而改变换挡执行元件（离合器和制动器）的油路。这样，工作液压油进入相应的执行元件，使离合器结合或分离，制动器制动或松开，控制行星齿轮变速器的升挡或降挡，从而实现自动变速。
　　
    电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系统而形成的。它通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态，接受驾驶员的指令，并将所获得的信息转换成电信号输入到电控单元。电控单元根据这些信号，通过电磁阀控制液压控制装置的换挡阀，使其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路，从而控制换挡时刻和挡位的变换，以实现自动变速。
动踏板，等于强行制止这种前移，使得变速器油温升高，油液容易变质，尤其在空调系统工作时，发动机怠速较高的情况下更为不利，换挡操作应是“收油门提前升挡，踩油门提前降挡”。有些驾驶员认为只要D挡起步，一直加大油门就可以换到高速挡，殊不知这种做法是错误的。

扩展阅读：

    堵车时嫌麻烦就用自动，如果可以跑起来，尤其是在山区弯路上，手动模式的优势就会非常明显，极大的满足了驾驶者随心操控车辆的需要。同时，在城市内堵车时，为了省油，也可以使用手动模式。比如：使用2挡，发动机转速从1500-3500，那么车速就是从20-50公里/小时之间变化，这个时候就完全可以用油门控制车速而不需要经常踩刹车（因为踩刹车是把车辆的动能转化成热能，是非常费油的做法；而利用发动机来制动就省得多）。这就是为什么普通自动挡的车在堵车时刹车灯比开手动挡的亮的频繁得多。所以可以认为手自一体的采用，不仅提高了驾驶乐趣，同时也提供了一种比较省油的方式。

正确维护自动变速器：

1.经常检查自动变速器油

　 自动变速器对油液的要求极其严格，它要求油液不仅有润滑、清洗、冷却作用，还应具有传递扭矩和传递液压以控制离合器、制动器的工作性能，所以自动变速器油是一种特殊的高级润滑油，通常称之为“ATF”，其型号有很多种，国内常见的有Ford标准F型和GM标准 DEXRONII型，使用时切记要认清。“ATF”型号不同，其摩擦系数就不一样。若该使用DEXRONII型而错用为F型，则会使自动变速器发生换挡冲击和制动器、离合器突然啮合的现象。F型错用为DEXRONII型则会引起自动变速器内离合器、制动器打滑，加速摩擦片早期磨损。

　 另外，自动变速器油量的检查也很重要，自动变速器的生产厂家不同，工作液的检查条件也就不同。检查时一般都要求在变速器热态（油温50℃—80℃）时将汽车停放在水平路面上，发动机怠速运转（本田车规定发动机熄火），选挡杆放在P位（日产车允许放在N位），此时抽出油尺擦净后重新插入再拔出检查，油面应达到油尺上规定的上限刻度附近为准。油质的检查，一般使用和维护人员因无检测设备，只能从外观上判断，可用手指捻一捻，感觉一下粘度，用鼻子闻一闻气味如何，若已变色或有烧焦的气味，则应更换新油。

2.自动变速器油的更换

    多数自动变速器要求定期换油，换油周期一般为2—4万公里。放油前，应将变速器预热到工作温度，以便降低油的粘度，确保油内杂质和沉淀物随油一起排出。在预热和加油过程中，汽车应停放在水平地面，并拉紧手制动。

    放完油后，视情况拆下机油盘，彻底清洗机油盘和过滤器滤网，然后再将机油盘装好。加油时，先从加油口注入工作液达到规定的标准，起动发动机，在发动机怠速运转的情况下，移动选挡杆经所有的挡位后回到P位，这样可使变速器迅速地热起，然后再加油。

自动变速器上各字母代表的含义：

P（Park） —选择该档位则变速器的输出轴被锁住，汽车无法移动。此时应同时将手刹拉紧，唯此才能锁住轮胎，可延长变速器和驻车装置的寿命。为防止变速器受损，应等汽车彻底停稳之后，再挂入该档。P位是可以起动的仅有的两个档位之一。

R（Reverse） —选择该档位则变速器倒档齿轮被结合，驱动汽车后行。应等汽车彻底停稳之后，再挂入该档。

N（Neutral） —选择该档位则变速器进入空档，也可在起动时使用。

D（Drive） —D位是最常用的行驶位置，汽车在该档位下能在一定档位范围内自动换挡，不同的自动变速器的档位数会有所不同，其中以4个档位最为常见。

2 or S（Second） —属前进低档，在该档位下，变速器只能在1档和2档这两个低挡位间自动换挡。当汽车在不良路面（如冰雪覆盖路面等路面附着条件差的路面）上行驶或行驶缓升坡及缓降坡的时候可选择该档位。

1 or L（Low） —亦属前进低档，在该档位下，汽车只能以1档行使。该档位同2速档一样适用于不良路面，另外也可在拖车时使用。

发展历史：

    世界上第一台用于大规模生产的的全自动变速器是通用汽车公司在1940年代生产的Hydra-Matic，这台变速器使用液力耦合器（而不是液力变矩器）和三排行星齿轮提供四个前进档和一个倒档。Hydra-Matic最初被装于奥兹莫比尔汽车，而后凯迪拉克和庞蒂克也采用了这种变速器。

    自动变速器最重要的改进是在二战期间，别克汽车为坦克开发了液力变矩器，有助于避免坦克在战场上因换档不慎而造成引擎熄火，到1948年，这种液力变矩器与其它部件结合成为液力变速器而定型成为现在通用的自动变速器。

    1968年法国雷诺汽车公司率先在自动变速器上使用了电子元件。

    20世纪70年代，美国每年生产的600万～800万辆轿车中，自动变速器的装备率已超过90%。

    自1950年代以来，绝大部分在美国销售的汽车都是采用自动变速器的，但在欧洲和其他地区却并非如此。自动变速器，特别是早期产品，往往降低了燃油效率和功率。近年来自动变速器显著地提高了燃油效率但是仍然低于手动变速器。

    1908年，福特T型车最早采用一种两个速比的自动变速器。其构造是采用多组齿轮，并且分成中央齿轮和周边齿轮，最外边则是一个转轮，随着中央齿轮从发动机引入的扭矩不同，齿轮组相机行事，从而得到高低不一的转速，包括倒车档的反向旋转。
从那以后，自动变速器的构造原理并无大的改变，但材料技术的进步与润滑油性能的提高，使这种变速器的速比更为丰富。ZF公司于1999年推出了首台6个速比的变速器，与此同时，液压控制技术的发展，还可使驾车者通过制动踏板直接改变车速。

    美国在第二次世界大战之前就生产过一种3个速比的自动变速器，只要把变速杆推至D的位置上，便可由油门踏板随意地改变车速。传统的离合器由一个涡轮转换器所取代。每当制动踏板被踩下或抬起时，由一个液压泵干预速度的变化。这套简单的系统后来回增加了“Kickdown”，使性能更加完善。后来，又有人发明了涡流转换器的锁止机构，消除了加速时打滑的感觉，从而大大地降低了油耗。

    转轮式自动变速器存在一个缺点，即起步加速时令人有一种车轮打滑的感觉，于是驾车人会猛加油门，但车速又并不随即增高。目前已有一些厂家，如日产和菲亚特，求助于电子装置来设法消除这一缺点，日产Primera的6速变速器与菲亚特Punto的7速变速器便是这番努力的结果。驾车者根本无需扳动手柄，便可以轻松自如地改变车速。

    虽然自动变速器不断地演变进步，但始终有缺点，即车速的反应与踏板的动作之间总有一定的差距，驾驶中缺乏直觉的印象。1969年出现的电子控制系统及1982年出现的数字技术对此作了改进。

    随着发动机燃油喷射与点火装置的不断完善，自动变速器也有新的花样，如设置了“运动式’或“雪地行驶”等不同的操控方式，有的在仪表盘上设有一个印有S字母的按钮，可以在加速时变得格外迅捷；或者印有雪花图案代表雪地行驶的按钮，可避免在起步时打滑。更有甚者，新一代“随机应变式”变速器还可以顺应驾车者不同的习惯、相应的反应、使驾驶变得更加得心应手。

    保时捷公司发明了一种“手控／自动变速器”，凭靠一组复杂的电子装置，可以使驾车者在自动与手动变速之间任意选择。例如，在市内行驶时，由于需要频繁地变换速度，使用自动变速器便显得非常方便；而一旦来到高速公路或其它开阔的地方，则又可将自动变速的功能关掉，转为由手控制，以此来领略驾车中的多种乐趣。这一点已逐渐成为高档车997年标致206与雷诺Clio率先采用了最先进的电脑控制技术及被称为“fuzzylogie”的原理，即“模糊逻辑”。这样的汽车可以依据驾车者的性情、路面的状况、车身的负荷乃至周边环境等多种因素，在9种程式中挑选最适合的功能，实现智能化驾驶，以充分发挥车辆的性能，降低油耗，确保安全。 半自动变速器

有什么用？


·新手司机不需考虑油离配合的难处和换挡时机的选择。这也大大降低了道路行驶的难度，避免了因为不熟悉换挡而带来行驶中熄火的郁闷和潜在危险。

·半自动变速箱在购车和油耗的成本上比其他自动变速箱更具优势。

缺点：

·换挡舒适性差，顿挫明显。

·换档中动力中断，极速性能不好

理：

    机械式自动变速器（AMT）是对传统干式离合器和手动齿轮变速器进行电子控制实现自动换档的新式变速器，其控制过程基本是模拟驾驶员的操作。控制单元(ECU)的输入有：驾驶员的意图-加速踏板、档位选择；汽车的工作状态-发动机转速、节气门开度、车速等。控制单元(ECU)根据换档规律、离合器控制规律、发动机节气门自适应调节规律产生的输出，对节气门开度、离合器、换档操纵三者进行综合控制，有效配合。<br/><br/>　　AMT由于继承了齿轮传动固有的传动效率高、机构紧凑、工作可靠等优点，并可以实现手动和自动两种模式选择，因此有较强的可靠性和适应性。一些专家认为，它具有比AT更大的发展优势。AMT在美国和欧洲已实现了商品化。据预测，到2008年，欧洲近50%的MT将被AMT代，部分AT市场也会被AMT占据。

    广义的AMT包含以下几种类型：自动离合手动变速器（Auto-clutch Manual Transmission，简称AcMT）、单离合器手自动一体变速器（Single Clutch Automated Manual Transmission，简称AMT）以及双离合器手自动一体变速器（Dual Clutch Automated Manual Transmission，简称DCT），基本上都是平行轴式齿轮变速结构，无论在设计技术或者生产技术上均有相同的特征。虽然目前产品的换档舒适性仍比传统的自动变速器（AT）逊色，但是传动效率却与MT相近，足足比传统自动变速器高7％以上，生产成本更是比AT低30％以上。

    在标准大规模生产的汽车中，半自动变速器拥有的基本机械构造类似于手动变速器，变速箱里面仍为传统手排构造的离合器则由电脑操控，驾驶人只需换档不需管离合器。但不同于手动变速器传统的“H”型档位，其排档杆只能前后移动进行升档或降档。F1赛车则采用一种改良后的半自动变速器，其换档操作通过方向盘后的两个换档键来实现——按右边的换档键升入高档，按左边的换档键降入低档。少数轿车，如第一代Renault Twingo和90年代的SAAB 900配备了类似的换挡装置。后来又演进出免踩离合器电脑也控制换挡有全自动变速功能的自动手排变速箱，此种手自排变速箱最早出现在意大利法拉利跑车和爱快罗密欧(Alfa Romeo) 156车款。

    霍尔传感器感知换挡请求，同时变速器内还有一个传感器接收当前车速及已选定档位等信息。车辆的各种即时信号传入车载CPU中，这些信号除上述两种传感器信号外还包括发动机转速，电子稳定控制系统，空调，仪表盘设备等。CPU则按照换挡平顺性的要求，选择最佳的换挡时刻及换挡力矩。

    半自动变速器，或自手排变速箱。是车用变速器的一种，可在驾驶员的操纵下，通过电子传感器，处理器和执行器来完成换挡动作。驾驶员无需像驾驶手动档汽车那样在换档前踩离合器踏板，因为离合器在电子设备的驱动下能自动选择适当的换挡时刻和换挡力矩，快速平稳地转换档位。

    由于不存在液力变矩器对能量的损耗，配备AMT变速器的理论油耗可以与MT完全相同。即使是0.8L排量的微型车，AMT也能将传动系中消耗的动力降到最小，更多地发挥小排量发动机的优势。这个“节俭”的设备并没有因为高效而走红，而是在“微车”，“廉价”的阴影下，永远没有抬头之日。来自欧洲的壮士东去兮，不复还。

    AMT用先进的电子技术改造传统的手动变速器,不仅保留了原齿轮变速器效率高,低成本的长处,而且还具备了液力自动变速器采用自动换档所带来的全部优点。它以特有的经济、方便、安全、舒适性而备受所有驾驶者的欢迎,成为各国开发的热点。驾驶员通过加速踏板和操纵杆向电子控制单元（ECU）传递控制信号；电子控制单元采集发动机转速传感器、车速传感器等信号，时刻掌握着车辆的行驶状态；电子控制单元（ECU）根据这些信号按存储于其中的最佳程序，最佳换档规律、离合器模糊控制规律、发动机供油自适应调节规律等，对发动机供油、离合器的分离与结合、变速器换档三者的动作与时序实现最佳匹配。从而获得优良的燃油经济性与动力性能以及平稳起步与迅速换档的能力，以达到驾驶员所期望的结果。
AMT电控系统由三部分组成：

1、执行机构：包括电动机（步进电动机和直流电动机）、电磁阀（普通电磁阀和高速电磁阀）、液压缸（离合器动缸和选、换档油缸）等；

2、传感器：包括速度传感器 (发动机转速传感器、输入轴转速传感器、车速传感器)、油门开度传感器、档位传感器等；

3、电控单元（ECU）：包括 CPU、ROM、RAM、I/ O 接口等。

AMT换档规律的制定：

    换档规律是以相邻两档在换档过程中各油门下加速度与车速关系，牵引力与车速关系，以及油耗与车速关系为基础确定的。动力性最佳换档规律是在同一油门下相邻两档的牵引力曲线的交点速度确定的，即这个油门位置时，在原档位行驶速度达到这个值时就要换档，这样保证牵引力最大。经济性最佳换档规律是相邻两档不同油门时油耗曲线相交点作为换档求出的换档规律。这样保证在油耗小的档位上行驶。

离合器接合规律的制定：

    机械式自动变速器是在原来手动变速器和干式离合器基础上实现自动化的,并取消了离合器踏板，而离合器工作工况众多,且与发动机油门及换档需要协调配合,自动控制系统对它有很高而复杂的要求。解决了它才能保证汽车起步和换档过程的品质,减少传动系统零部件的冲击,提高其使用寿命与乘坐舒适性。根据离合器影响因素,建立离合器接合规律的模型,并通过模糊评判方法实现最优控制。

AMT的控制技术：

    依据换档规律和离合器接合规律,对选、换档、离合器和油门进行协调控制,按司机的意图完成起步和换档。在AMT的控制中, 选、换档控制方法有开环控制、闭环控制、模糊控制等；离合器的接合控制采用的方法有开环控制、PID控制、模糊控制等。模糊控制有比较好的效果。

AMT的可靠性技术：

    在AMT的工作过程中,由于受到干扰,AMT电控系统中的ECU、传感器和执行机构难免会发生故障。适当的抗干扰措施可以在一定程度上减少故障的发生 ,但故障并不能避免。如果电控系统的部件一旦发生故障,汽车的性能就急剧下降,甚至需要立即停车,这对于汽车整体性能的发挥和维修工作的进行是非常不利的。为提高AMT 系统的可靠性和安全性,在AMT随车诊断系统中应增强诊断和容错控制功能。即当有些部件失效时,能及时作出诊断,且故障部分在系统中的功能可用系统中的其它部件完全或部分代替,使系统能继续保持规定的性能或不丧失最基本的功能,或进一步实现故障系统的性能最优,使汽车返回维修点后再维修。

AMT的分类：

    为了提高AMT车辆的性能，改善其选换档操纵控制是一个很重要的方面。目前，按照执行机构动力源的不同，AMT的选换档系统可分为电控气动，电控液动和电控电动（全电式）

三种类型：

1、电控气动AMT 。电控气动选换档系统对于一般车辆，由于没有气动装置，一般不采用，只有在大型或重型车辆等特殊场合使用。

2、电控液动AMT 。电控液动选换档系统具有能容量大、操作简便、易于实现安全保护、具有一定的吸振与吸收冲击的能力以及便于空间布置等优点。但是在利用高速开关阀控制离合器的系统中，其主要的缺点就是温度的变化使离合器的执行机构中液压油的粘度发生变化，因而使离合器回油管路压力损失发生变化。温度降低，阀出口压力增大，回油量减小，离合器的结合速度较慢，导致在汽车刚开始起步时加速度较小。而且温度降低到一定的程度之后，液压油的流动性能大大降低。另外由于受到温度的影响，该系统在北方寒冷地带的使用有一定的限制。其次，液压元件对加工的精度要求非常高，特别是高速电磁阀的加工，因而一般的厂家难以加工，所以电磁阀的造价就非常高。

3、电控电动AMT 。将自动变速控制系统中要直接控制的对象：油门、离合器以及选换档装置的动作采取电动机带动的方式。相对于电控液动AMT而言，电控电动AMT在以下几个方面具有进一步的优势：取消了液压系统，从而使整个控制系统的结构更加简单，重量更轻。由于直接采用易于控制、精度更高的电动机取代液压执行元件，减少了液压元件动作的误差，使得系统的控制方法上更简单，控制的精度进一步提高，反应动作更加准确。在原有的电控液动的基础上，只须对软件和硬件以及控制方法上作少许的改动就能对电控电动AMT系统进行控制。在电控电动AMT中的执行电动机的特点是：可控性好、精度高、反应快、可靠性强、并且对环境的适应性

    搭载AMT的汽车驾驶相对简单。如果驾驶者想要加速，踩下油门时，变速箱就会自动选择换挡的最佳时机，但是对一些离谱的指令，例如4挡起步，“小机器手”是不会执行的，只有它认为合理时，才会配合。与液力变矩器的AT相比，AMT使用成本低、传动效率高、动力性好、节油，而且变速器油也一样，虽然它的结构与MT相同，但控制难度却比之大得多。

    AMT主要是通过4个步骤来完成工作的，你只要知道它是由传感器、电脑模块和执行器三部分构成，而执行器是电控单元，它的工作原理就会变得很好理解了。

    先是电脑模块通过读取传感器信号，来确定当前车辆工作状况；在手动模式下，变速杆触点得到驾驶者的操作意图，或自动模式下，通过电脑模块计算并给出换挡指令；此时电脑模块并不会立刻执行，而是进行合理性、安全性分析；最后，才是通过执行器的电液控制，使变速器中的齿轮啮合，完成一整套换挡工作。

扩展阅读：

    半自动变速器AMT（Automated Mechanical Transmission）又称为电控机械式自动变速器，该技术是指在不改变原机械变速器主体结构的基础上，通过加装特殊的电控单元控制装置取代原机械变速器由人工操作完成的换挡动作，实现变速器内部换挡过程的自动化。

    半自动变速器是介于手动与自动之间的一种新型变速器，它的挡位设置类似于手动变速器，但不同于手动变速器传统的“H”型挡位结构，其换挡手柄只能前后移动进行升挡或降挡（以“＋”和“-”表示），或是通过方向盘后方的换挡手柄实现升挡和降挡。半自动变速器挡位设置保留了自动变速器的N挡（空挡）和R挡（倒车挡），在驾驶时有自动模式（A挡）和手动模式（M或S挡）可供选择，两种模式在使用时可以自由切换。使用手动模式起步时，如果不拨动换挡手柄升挡，即使油门踩到底变速器也不会自动升挡，这也是与手/自动一体式变速器操作上最大的区别。

    半自动变速器主要优势是实现了自动油离配合，提高了变速器人工换挡操作的便捷性，但同时变速器快速的响应时间又让驾驶者仿佛置身于手动挡驾驶环境。这样一来，半自动变速器在产品搭配上与强调运动素质的高性能跑车和突出灵巧经济的家用小型车不谋而合。

    半自动变速器AMT（Automated Mechanical Transmission）又称为电控机械式自动变速器，该技术是指在不改变原机械变速器主体结构的基础上，通过加装特殊的电控单元控制装置取代原机械变速器由人工操作完成的换挡动作，实现变速器内部换挡过程的自动化。半自动变速器与以往变速器的不同之处在于，由电子系统完成操作离合器和选挡两个动作，在最大程度上解放了驾驶者的操作强度。由于半自动变速器是在传统手动变速器基础上改造得来，因此很容易地继承了手动变速器机械结构简单紧凑、制造成本低的特点，同时在一定程度上弥补了自动变速器响应时间慢的缺点。

    AMT显然更符合小排量车型的需求。购买小排量轿车的车主，主要为了日常代步使用，对用车费用的敏感度要明显比高价格的大批量车型高很多，AT变速器导致的高油耗，常常会让这类车主望而却步。AMT的优势恰好可以将这些问题全部解决。

    AMT的出现，在某种程度上就是为了解决小排量车型配备自动挡问题的，因此它在这一领域的应用要远比中大排量车型要大得多。目前，即使是在偏爱手动挡的欧洲市场，雪铁龙、菲亚特、欧宝、奔驰等多家厂商都在开始将这类变速器应用到小排量车型上。刚刚引进不久的奔驰旗下小车SMART，采用的就是AMT变速器，1.0排量的小车，动力却丝毫不差，AMT居功至伟。

    半自动变速器跟手动变速器一样效率高，现在它和自动变速器一样操作简单，甚至比自动变速器还容易，此外半自动变速器还有重量轻的优点。但是一直以来，半自动变速器的离合器和变速操作都不太方便，而正因为如此，半自动变速器很难进入使用惯自动变速器的日本。然而，最近半自动变速器得到了飞速的进步，变速舒畅度已和自动变速器不相上下。比如大众采用的直接换挡变速器就是一例。

　　目前为止见到的半自动变速器在自动变速模式下变速时动力会中途切断，这并非司机所愿，所以让人感觉很不好。但直接换挡变速器使用两组离合器，一组停止时另一组马上开动，变速时动力也不会中断。直接换挡变速器是种与自动变速器一样顺畅、与手动变速器同样高效的变速器。

    这种设计过去在普通民用轿车上不多见，而更多地出现在赛车和高性能跑车上，设计师看重的是它超高的传动效率，可以大幅度提升赛车的加速成绩。在标榜全世界最高科技和最高速度的F1赛场中，赛车使用的就是半自动变速器。

    由于AMT在传动效率上的优势极为明显，近年来一些注重技术研发的厂商开始着手将这类变速器民用化，并取得了显著的成果。最具代表性的就是大众DSG变速器，这种目前被看做最先进的变速器其结构本质与AMT变速器是一样的，只不过它通过两组离合器控制，来进一步提升换挡速度和应对大马力发动机。而在中国，AMT技术却用在名不见经传的“QQ”身上。虽然不能拿来F1赛车的变速器和QQ想比，但令人吃惊的是机械原理完全相同，QQ和F1？这两个词如果不是事实，那么永远都别想联系起来。
史：

    AMT技术的第一次应用，是在1986年的F1法拉利赛车上，便使得这支车队的成绩大幅提升——仅在1992至2007年中，一共获得了15次F1赛车的总冠军。虽然法拉利的夺冠，不能完全归功于变速箱技术的进步，但其中肯定有它的功劳。

    AMT英文名为：Automated Mechanical Transmission,意为电控机械式自动变速箱，是当今被广泛应用于F1赛车或跑车上的一种变速箱。它起源于1986年，第一个使用它的是F1赛车的代表车型—法拉利，在******它被使用在了IVECO轻型卡车上，而轿车的第一个使用者为Alfa Romeo 156，时间为1992年，这是一款运动型跑车，当时没有被批量生产。1997年由于法拉利F355的使用，这种变速箱被小批量生产，而大批量生产的时间为1999年，也就是五年前这种变速箱被大量使用在Alfa Romeo156上。可以看出这种类型的变速箱从诞生到现在主要被用在一些赛车和跑车等运动型车上，这也充分显示了这种变速箱领先的技术和优越的性能。2001年Renault Twingo使用了这种变速箱，开辟了低级别车使用AMT的先河，并且由于这种变速箱的使用，Renault Twingo取得了骄人的业绩。奇瑞则是中国大陆第一个使用此种变速箱的整车生产厂家。

    1993年，绅宝首先推出半自动变速器（Sensonic），但顾客反映冷淡于1998年退出市场。在A、B级车中，由于成本问题，装备AT很困难，因而半自动变速器在此获得成功。1998年福特在全顺厢式车中搭载相似的系统，因为该系统能够为城市中的商业运输司机提供极大的便利。若半自动变速器的规模上升到经济平衡点，并且能够面对新型AT技术的挑战而幸存，则仍能在市场上占有一定位置。宝马首先推出双换档变速器（SMG），一种结合跑车司机呼吁的手动“热换档”操作的双模式的特殊单元。热换档就是在没有放松加速踏板的情况下加、减档。这种呼吁是一级方程式技术的反映。宝马将6档SMG安装在高性能的3系列的M3车型上，具有两种操作模式：第一种是变速器完全自动控制，与传统AT一样；另一种是驾驶员通过推拉变速杆来加、减档。SMG比相同容量的传统AT更轻、更紧凑、机械效率更高。但是比搭载了5档AT的同系列车价格高得多，与开始提出的这种变速器是以低成本出现去挤压传统AT市场有很大差距。雷诺开发出BVR（boite de vitesses robotise）系统采用电─液控制的5档MT。BVR具有两种操作模式：自动模式和半自动模式。在后一种情况，可以进行顺序热换档。在自动模式下，BVR的操作像5档AT一样自动适应换档，具有考虑驾驶风格和路况的换档模式图。雷诺声称该系统“具有MT的机械原理，避免了传统AT损失和摩擦，具有良好的经济性。与MT相比，BVR在自动模式中，由于它的自适应控制模式，燃油消耗降低10%”。

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