[自然科学]ABS.doc

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1、ABSABS”中文译为“防锁死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。 ESP 博世是第一家把电子稳定程序（ESP）投入量产的公司。因为ESP是博世公司的专利产品，所以只有博世公司的车身电子稳定系统才可称之为ESP。在博世公司之后，也有很多公司研发出了类似的系统，如丰田的VSC和宝马的DSC等。 ESP全称是

2、：（Electronic Stability Program）。包含ABS及ASR，是这两种系统功能上的延伸。 ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。 有ESP与只有ABS及ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时

3、会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。当然，任何事物都有一个度的范围，如果驾车者盲目开快车，现在的任何安全装置都难以保证其安全。 城市安全系统有数据统计表明，75的追尾事故都发生在大约30km/h的速度下，而Volvo的这项“城市安全”系统，则正是这些事故的克星：当车辆的速度达到30km/h时，这套系统就会自动启动，通过前风挡上的光学雷达系统监视交通状况，尤其是车头前6米内的情况。当前车刹车、停止或者有其它障碍物的时候，这套系统首先会自动在刹车系统上加力，以帮助驾驶员在做出动作前缩短刹车距离；或者它还可以通过调整方向盘

4、，来改变车辆行驶路径，以避开障碍物。当然，如果距离障碍物已经很近，这套系统会自动紧急刹车而无需驾驶员的操作。 电子差速锁简介 电子差速锁英文全称为ElectronicDifferentialSystem， 它是ABS的一种扩展功能，用于鉴别汽车的轮子是不是失去着地摩擦力，从而对汽车的打滑车轮进行控制。工作原理 EDS的工作原理比较容易理解。因为差速器允许传动轴两侧的车轮以不同的转速转动，如果传动轴某一侧的车轮打滑或者悬空时，会造成另一侧车轮完全没了动力，当EDS电子差速锁通过ABS 系统的传感器，自动探测到由于车轮打滑或悬空而产生的两侧车轮转速不同的现象时，就会通过ABS系统对打滑一侧的车轮进

5、行制动，从而使驱动力有效地作用到非打滑侧的车轮，保证汽车平稳起步。当车辆的行驶状况恢复正常后，电子差速锁即停止作用。 当汽车驱动轴的两个车轮分别在不同附着系数的路面起步时，例如一个驱动轮在干燥的柏油路面上，另一个驱动轮在冰面上，EDS电子差速锁则通过ABS系统的传感器会自动探测到左右车轮的转动速度，当由于车轮打滑而产生两侧车轮的转速不同时，EDS系统就会通过ABS系统对打滑一侧的车轮进行制动，从而使驱动力有效地作用到非打滑侧的车轮，保证汽车平稳起步。XDS 在国产的高尔夫GTI上我们听到了一个新名词：XDS电子差速锁。在官方网站上，厂家这样宣传它们的产品：“GTI在弯道上的出色动态平衡还得益于

6、另一项法宝XDS车辆动态电子差速锁，内置于ESP系统内的XDS可以避免内侧驱动轮的打滑，有效改善前驱车的转向不足现象；而大尺寸的刹车盘则提供了极其优异的制动性能，为驾驶者的极致速度提供了更安全的保障”。XDS系统似乎很强大，当然厂家的宣传需要辩证的看待，况且可能还有很多人并不明白：为什么避免内侧驱动轮打滑就能避免转向不足？ 衡量一辆车性能优劣，除了看直线加速能力外，关键还是在弯道中的表现，高性能车型如果装备的是普通差速器的话，在高速过弯时会产生很多问题。在日常行驶中，我们认为四个车轮总是紧贴地面的，左右两侧车轮的抓地力的差异基本可以忽略，差速器将动力平均分配到左右车轮。但在激烈驾驶时情况就变得

7、复杂了。注：以下所说的“内侧轮”、“外侧轮”都指两侧的驱动轮，不包括从动轮。 问题一：动力的损失 细心的驾驶者都会有这样的感觉，那就是影响车辆动态表现的一个重要因素在于所谓的重量转移。举个例子，为什么汽车的前刹车盘都比后刹车盘大？因为车辆在强力刹车时由于惯性导致车体前倾，车身大部分重量移至前轴，所以前轮的刹车力度一定要大，后轴实际上只分担了很少一部分刹车工作。 同样的道理，车辆在高速转弯时会产生很大的离心力，而且转弯速度越快离心力也就越大，离心力会使车身重量转移到弯外的一侧，车里成员能清楚体会到的向外甩的力量，而我们从外面看到的车身表现就是弯外侧的悬挂被压缩，而弯内侧的车轮几乎可以离地，抓地力

8、也急剧下降。 这时普通开放差速器的缺点开始暴露出来，那就是永远将扭矩平均分配到左右两半轴并且趋向于阻力较小的那一侧。具体到高速过弯中的车辆，由于内侧驱动轮阻力很小以致几乎悬空使得作用在该侧半轴上的扭矩较直线行驶时大为减小，抓地力的不足甚至可能令车轮开始出现打滑，而另一侧抓地力很大的车轮所获得的扭矩也同样小，对于驾驶者来说就等于动力的损失。这有点类似于我们做四驱系统测试时让一个车轮离地的状态：悬空的车轮疯狂空转而车辆只是停在那里勉强蠕动两下，不同之处是在高速过弯中驱动轮不一定完全离地并且持续的时间非常短暂。也许有人觉得这种现象只会持续区区几秒钟，不会对操控产生什么影响，但在争分夺秒的比赛中每个弯

9、道相差哪怕0.1秒都可能决定胜败。 问题二：前驱车转向不足 现在我们来说说转向过度和转向不足。目前普遍的观点是前驱车倾向于转向不足而后驱车倾向于转向过度，这主要和前后轴的重量分配有关，大部分前驱车由于发动机和传动机构都布置在前轴之前，静态时的前后轴重分配本来就已近“头重脚轻”，弯道中重量前移使得前轴负荷进一步增大，这就很可能令前轮突破抓地极限，失去转向的作用，车身不再朝预定方向转弯而是沿着转弯弧线的切线方向推出去，就是我们平时所说的“推头”。 推头对于提升过弯速度来说显然是不利的，那么能不能尽量降低转向不足的影响呢？对于前驱车来说想改变重量分布的先天不足恐怕难度比较大，可以从另一个角度入手，那

10、就是制造一个横摆力矩。 什么是横摆力矩？举个简单的例子，大家都有划过双桨的小船吧，在转向时我们会怎么做呢？如果是向左转，就要用力划右边的浆，这样就会产生一个向左的横摆力矩，船就向左转了。车辆转弯也可以采用相同的原理。有没有观察过坦克是如何拐弯的？通过两侧履带的差动，坦克甚至可以原地转圈。 回到汽车上，现在已经有了通过施加横摆力矩提升操控性的系统，最典型的有讴歌的SH-AWD系统、瀚德的第四代四轮驱动系统以及奥迪、宝马部分四驱车型后轴装备的主动扭矩分配装置等等。它们都采用相同的原理，那就是在车辆转向时主动将扭矩分配到外侧的车轮从而产生向弯内的横摆力矩帮助车辆过弯。 XDS电子差速锁的作用： XD

11、S电子差速锁就是为了解决以上两个问题而出现的。说白了就是一个电子系统通过刹车模拟出来的限滑差速器。它的工作原理是当车辆极限状态时给抓地力很小的内侧驱动轮施加制动。据厂家人士称，XDS会对刹车盘施加5-15bar的制动力，1bar是每平方毫米是0.1N，折合平方厘米是10N，也就是每平方厘米1公斤出头。它的原理和一些越野车的车轮电子制动辅助类似。 给打滑车轮制动这一动作会产生两个效果： 一、内侧打滑车轮的阻力增大使得发动机传递更多的扭矩，相当于外侧抓地力良好的车轮获得了更多扭矩，提升了车辆的弯道性能；二、由于内侧车轮抓地力很小而外侧车轮抓地力大，所以尽管扭矩依然是平均分配，但对于车辆来说更多的扭

12、矩通过外侧车轮作用到地面，从而产生了一个指向弯内的横摆力矩帮助车辆转弯，一定程度上抑制了转向不足。 XDS真的很神奇？ 客观来讲，XDS确实能提升车辆的操控性，但如果用“神奇”来形容的话显然言过其实了。 首先我们从官方网站的叙述中就可以看出，XDS是基于ESP基础上延伸出来的功能，当今主流的ESP系统已经具备了对四个车轮进行独立制动的功能，也就是说在硬件上已经具备XDS的条件，关键就在于软件的升级了。 电子限速 电子限速的作用是限制车速过高，防止因车速过高造成事故。电子限速器可以实时监测车辆的速度，当车速达到一定值的时候，它就会控制供油系统和发动机的转速，这时即使踏下油门踏板，供油系统也不会供

13、油。 一些汽车由于安全方面的考虑将最高时速进行了限制，比如德国的奔驰、宝马以及奥迪的部分车型都将最高车速限定在250km/h。 陡坡缓降 HDC（陡坡缓降系统）：也被称为斜坡控制系统，这是一套用于下坡行驶的自动控制系统，在系统启动后，驾驶员无需踩制动踏板，车辆会自动以低速行驶，并且能够逐个对超过安全转速的车轮施加制动力，从而保证车辆平稳下坡，此时制动踏板只是用于被动防止打滑。牵引力控制 牵引力控制系统Traction Control System，简称TCS，也称为ASR或TRC。它的作用是使汽车在各种行驶状况下都能获得最佳的牵引力。牵引力控制系统的控制装置是一台计算机，利用计算机检测4个车轮

14、的速度和方向盘转向角，当汽车加速时，如果检测到驱动轮和非驱动轮转速差过大，计算机立即判断驱动力过大，发出指令信号减少发动机的供油量，降低驱动力，从而减小驱动轮的滑转率。计算机通过方向盘转角传感器掌握司机的转向意图，然后利用左右车轮速度传感器检测左右车轮速度差；从而判断汽车转向程度是否和司机的转向意图一样。如果检测出汽车转向不足(或过度转向)，计算机立即判断驱动轮的驱动力过大，发出指令降低驱动力，以便实现司机的转向意图。 牵引力控制系统能防止车辆的雪地等湿滑路面上行驶时驱动轮的空转，使车辆能平稳地起步、加速。尤其在雪地或泥泞的路面，牵引力控制系统均能保证流畅的加速性能，防止车辆因驱动轮打滑而发生

15、横移或甩尾。 刹车辅助简介 刹车辅助一般称为EBA或BAS，它的工作原理是传感器通过分辨驾驶员踩踏板的情况，识别并判断是否引入紧急刹车程序。由此该系统能立刻激发最大的刹车压力，以达到可能的最高的刹车效果，达到理想的制动效果以制止交通事故的发生。工作原理 ABS能缩短刹车距离，并能防止车辆在刹车时失控，从而减少了事故发生的可能性。但是在紧急制动的情况下驾驶员往往由于制动不够果断或踩踏力不足而无法快速触发ABS浪费了制动时间，从而达不到预期的效果。为此，汽车工程师们设计了刹车辅助，即让现有的ABS具有一定的智能，当踩刹车时动作快、力量大时，BAS就判断驾驶者在紧急刹车并让ABS工作，迅速增大制动力

16、。 刹车辅助分机械式和电子控制式两种。机械式刹车辅助实际上是在普通刹车加力器的基础上稍加修改而成，在刹车力量不大时，它起到加力器的作用，随着刹车力量的增加，加力器压力室的压力增大，启动ABS。电子控制式刹车辅助的刹车加力器上有一个传感器，向ABS控制器输送有关踏板行程和移动速度的信息，如果ABS控制器判断是紧急刹车，它就让加力器内螺线阀门开启，加大压力室内的气压，以提供足够的助力。 刹车优先简介 刹车优先系统（Brake Override System，BOS）是指一个让驾驶员在踩下加速踏板且油门全开（即油门踩到底）的情况下，仍然能够通过踩下制动踏板将车停下的系统，也就是说刹车优先系统在探测到

17、驾驶员试图实施制动没有成功时，会自动将发动机工作切换到怠速状态。刹车优先的工作原理 “刹车优先系统”的工作原理是：在油门工作状态先于刹车时才能启动，也就是说车辆行驶过程中，我们先踩下油门踏板并保持深度，随后用左脚踏下刹车踏板，此时电脑才会将信号传递到节气门传感器，并将喷油信号降至最低。这套系统分为：配合拉线油门的机械式和电子油门的电控式，但无论是怎样的实现形式，最终的效果都一样，避免刹车和油门打架，导致刹车失灵。以拉线式油门踏板为例，在发动机顶部有油门开关，一个半圆形的上面有钢丝拉着。这个钢丝就直接通往油门脚踏板。当一踩油门踏板，这个钢丝就拉着那个油门开关把油门打开。但实际上连结油门开关的钢丝

18、有两根。其中一个是通往油门踏板的，另一个是被一个油门缓冲器拉着。因为如果没有缓冲器，当脚一放开油门踏板，油门立刻回到怠速，这时在车内就会感到“咯噔”一下窜车，非常影响车的舒适感。所以当松开油门，由于油门缓冲器的作用，油门不会一下子下来，而是缓慢下来。当油门踏板被踩下的力度越大，油门缓冲器的作用越明显。所以当松开油门去踩刹车，刹车刹的不仅仅是车子的惯性，还有高速运转的发动机！因为油门还没有完全回到怠速。刹车优先系统可以让油门的供油系统立刻回到怠速位置，哪怕另一只脚去踩油门，或者油门卡住了，也不会给发动机加油。即使是正常制动（不是同时踩油门条件下制动这种极端条件下），带有刹车优先系统与没有这套系统

19、的车辆相比，制动距离也会有明显缩短，所以对车辆安全性能有很大提高。 上坡辅助上坡辅助 上坡辅助系统（Hill-start Assist ControL，HAC），是在ESP系统基础上衍生开发出来的一种功能，它可让车辆在不适用手刹情况下在坡上起步时，右脚离开制动踏板车辆仍能继续保持制动几秒，这样便可为让驾驶者轻松的将脚由刹车踏板转向油门踏板，以防止溜车而造成事故，并且还不会让驾车者感到手忙脚乱。 接下来，我们再看看上坡辅助系统的启动条件：首先，排挡杆未处于P挡位置(自动档车型)并且不要踩下油门踏板；此时车辆还需处于静止状态；操控者未将手刹（脚刹或电子制动）开启。满足以上这些条件时，操控者进一步踩

20、下制动踏板上车辅助系统便会自动启动。另外，在坡路上倒车时该系统同样起作用。自动驻车 自动驻车英文名称为AUTOHOLD，是一种自动替你拉手刹的功能，启动该功能之后，比如在停车等红绿灯的时候，就相当于不用拉手刹了，这个功能特别适应于上下坡以及频繁起步停车的时候。 传统的手刹在斜坡起步时需要依靠驾驶者通过手动释放手制动或者熟练的油门、离合配合来舒畅起步。而AUTOHOLD自动驻车功能通过坡度传感器由控制器给出准确的驻车力,在起动时,驻车控制单元通过离合器距离传感器,离合器捏合速度传感器,油门踏板传感器等提供的信息通过计算,当驱动力大于行驶阻力时自动释放驻车制动,从而使汽车能够平稳起步。就算平时在市

21、区行驶的塞塞停停,只要你启用AUTOHOLD功能,便会启动相应的自动驻车功能。聪明的AUTOHOLD自动驻车功能可使车辆在等红灯或上下坡停车时自动启动四轮制动,即使在D挡或是N挡,你也无需一直脚踩刹车或使用手刹,车子始终处于静止状态。当需要解除静止状态,也只需轻点油门即可解除制动。这一配置对于那些经常在城市里走走停停的车主来说确实实用,同时也减少了大家由于麻痹大意造成的一些不必要的事故。 制动力分配简介 制动力分配的英文全称为Electronic Brake force Distribution，简称EBD。 EBD实际上是ABS的辅助功能，是在ABS的控制电脑里增加一个控制软件，机械系统与A

22、BS完全一致。它只是ABS系统的有效补充，一般和ABS组合使用，可以提高ABS的功效。当发生紧急制动时，EBD在ABS作用之前，可依据车身的重量和路面条件，自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率，如发觉此差异程度必须被调整时，刹车油压系统将会调整传至后轮的油压，以得到更平衡且更接近理想化的刹车力分布。原理介绍 在刹车的时候，车辆四个车轮的刹车卡钳均会动作，以将车辆停下。但由于路面状况会有变异，加上减速时车辆重心的转移，四个车轮与地面间的抓地力将有所不同。传统的刹车系统会平均将刹车总泵的力量分配至四个车轮。从上述可知，这样的分配并不符合刹车力的使用效益。EBD系统便被发明以将刹车力做出最佳的应用

23、。 EBD的功能就是在汽车制动的瞬间，高速计算出四个轮胎由于附着不同而导致的摩擦力数值，然后调整制动装置，使其按照设定的程序在运动中高速调整，达到制动力与摩擦力(牵引力)的匹配，以保证车辆的平稳和安全。当紧急刹车车轮抱死的情况下，EBD在ABS动作之前就已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力，可以防止出现甩尾和侧移，并缩短汽车制动距离。CVT传动系统里，传统的齿轮被一对滑轮和一只钢制皮带所取代，每个滑轮其实是由两个椎形盘组成的V形结构，引擎轴连接小滑轮，透过钢制皮带带动大滑轮。玄机就出在这特殊的滑轮上：CVT的传动滑轮构造比较奇怪，分成活动的左右两半，可以相对接近或分离。锥型盘可在液压的推力作用下

24、收紧或张开，挤压钢片链条以此来调节V型槽的宽度。当锥型盘向内侧移动收紧时，钢片链条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，钢片链条带动的圆盘直径增大，传动比也就发生了变化。 CVT变速箱有哪些优点？ 1、由于没有了一般自动挡变速箱的传动齿轮，也就没有了自动挡变速箱的换挡过程，由此带来的换档顿挫感也随之消失，因此CVT变速箱的动力输出是线性的，在实际驾驶中非常平顺。 2、CVT的传动系统理论上挡位可以无限多，挡位设定更为自由，传统传动系统中的齿轮比、速比以及性能、耗油、废气排放的平衡，都更容易达到。 3、CVT传动的机械效率、省油性大大优于普通的自动挡变速箱，

25、仅次于手动挡变速箱，燃油经济性要比好很多。 奥迪A6L的CVT变速箱解剖图奥迪A6L的CVT变速箱钢带 既然有这么多优点，为什么不让所有的汽车都采用CVT变速箱呢？有两方面因素： 1、相比传统自动挡变速箱而言，它的成本要略高；而且操作不当的话，出问题的概率更高。 2、CVT变速箱本身还有它的缺点，就是传动的钢制皮带能够承受的力量有限，一般而言超过2.8L排量或者280NM以上的动力是它的上限，不过我们也看到现在有越来越多的车型，诸如奥迪或者日产，都已经打破了这个上限，相信钢带的问题会逐步得到解决。Multitronic Multitronic是奥迪研制开发的一款无级变速箱,它融合了手动变速箱的

26、动态性和经济性以及自动变速箱的便利性。虽说是手自一体无级变速箱，但它非同于一般的CVT，它是奥迪独创的变速技术。其V型钢片链条是奥迪multitronic无级变速技术领域的标志之一。 Multitronic在原有的无级变速箱的基础上进行了多项技术上的创新、改进和提高，比如说，在变速器上安装了一种称为多片式链带的传动组件，这种组件能够传递和控制峰值扭力高达280Nm的动力。因此多片式链带大大拓展了无级变速器的应用范围，而且这种无级变速器的传动比远远超过了以前各种自动变速器的传动比极限值。另外，Multitronic还利用了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压变矩器。这种

27、离合器的明显优势是耗能少，反应更快。 奥迪Multitronic变速箱原理视频 Multitronic的电子控制系统包含了DRP动态控制程序，它可以对驾驶员踩下油门踏板的方式进行评估，从而确定驾驶员的意图是注重动力性还是强调经济性；若是强调经济性，当车速低至60km/h以下时，变速箱会根据事先设计好的以经济性为主的特性图，通过调低速比，将发动机的转速转化成车辆前进的动力；如果驾驶员把油门踩到底，该程序会认为驾驶员要突出动力，它会立即切换到用于驱动的特性图，并转换到低速挡，这时即使行车速度很低，发动机也会以输出大功率所需的高转速运转，提高加速性。在正常驾驶条件下，它会在这两个模式之间选择最合适的

28、速比。与齿轮传动的自动变速器不同的是，Multitronic的速比变化十分顺畅，并没有像传统自动变速器那样的顿挫感。 怀档 汽车的变速杆布置形式有地档和怀档两种，汽车变速杆位于方向盘下方的，称之为怀档。美国车怀档较多。 因换挡时将变速杆往怀中拨所以形象的称之为怀档，档位排列模式与普通自动挡的相同。怀档一般都是自动挡，中国常见的美国怀档车有别克GL8以及老君威等，德国奔驰也多有采用怀档的，比如R、E、S、ML、GL等。 手动变速箱简介 手动变速器，也称手动挡，英文全称为manual transmission，简称MT，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

29、。踩下离合时，方可拨得动变速杆。手动变速箱的工作原理 手动变速箱是有不同齿比的齿轮组构成的，它工作的基本原理就是通过切换不同的齿轮组，来实现齿比的变换。作为分配动力的关键环节，变速箱必须有动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮，就是一个手动变速箱最基本的组件。动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮比例所达到的动力传输效果是完全不同的，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。 手动变速箱原理 接下来，让我们通过一个简单的模型来给大家讲讲，手动变速箱换挡的原理。下图是一个简易的3轴2档变速箱的结构模型。 输入轴（绿色

30、）也叫第一轴，通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个硬连接的部件。红色齿轮轴叫做中间轴。输入轴和中间轴的两个齿轮是处于常啮合状态的，因此当输入轴旋转时就会带动中间轴的旋转。黄色则是输出轴，它也叫第二轴直接和驱动轴相连（只针对后轮驱动，前驱一般为两轴），再通过差速器来驱动汽车。 当车轮转动时同样会带着花键轴一起转动，此时，轴上的蓝色齿轮可以在花键轴上发生相对自由转动。因此，在发动机停止，而车轮仍在转动时，蓝色齿轮和中间轴出在静止状态，而花键轴则随车轮转动。这个原理和自行车后轴的飞轮很相似。蓝色齿轮和花键轴是由套筒来连接的，套筒随着花键轴转动，但同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮。

31、说完这些，换挡的过程就很好理解了，当套筒和蓝色齿轮相连时，发动机的动力就会通过中间轴传递到输出轴上，在这同时，左边的蓝色齿轮也在自由旋转，但由于没有和套筒啮合，所以它不对花键轴产生影响。而如果套筒在两个蓝色齿轮之间时，变速箱在空挡位置，此时两个蓝色齿轮都在花键轴上自由转动，互不干涉 一个传统的5速手动变速箱换挡的原理也是一样的，只是变速箱结构中增加了套筒和齿轮组的数目，使之拥有更多的挡位。而倒档则是通过在中间轴（红色）和输出轴（蓝色）之间增加一个齿轮来实现的。由于增加了一个啮合齿轮，因此倒挡的齿轮始终会朝其他齿轮相反的方向转动。这个齿轮由于只起到改变齿轮旋转方向的作用，因此也称为惰轮。 5挡二

32、轴变速器结构，输入轴与主动齿轮整合为一体，简化了结构也节省了空间 除了上述的传统三轴手动变速箱，目前轿车上广泛使用的是二轴手动变速箱，它的结构和三轴变速箱基本类似，只是其输入轴和中间轴整合为一根轴，因此具有结构简单，尺寸小的优势，另外，它还有中间档位传动效率高，且噪音较小等特点，因此更适合一般的前置前驱家用车，是目前使用最广的轿车变速器形式，它的缺点是不能设置直接挡，且一档的传动比不能设计的太高。而在后驱车上，使用较多的仍是传统的三轴式变速箱。斜齿齿轮和直齿齿轮 一般的手动变速箱的齿轮组都是处于常啮合状态的，这些常啮合状态的齿轮组分为斜齿和直齿两种，两种齿形相比较，斜齿齿轮在结构上具有天生的优

33、势，倾斜布置的齿形能够提高两个齿轮啮合的重合度，使齿轮传动平稳，降低噪音，并且可以提高齿根的弯曲强度、齿面的接触强度，从而提高齿轮的使用寿命。与之相比，直齿齿轮也并不是一无是处，其传动效率高的特点，可以使车辆获得更强大的轮上功率，因此在赛车变速箱领域应用广泛。关于换挡动作的控制形式 上图为推杆连接的换挡方式的4速手动挡变速箱模型 一般的手动变速箱，都是通过推杆连接或者是拉线来控制换挡的。推杆连接的换挡控制方式，更为直接但是传递的振动会很大；而拉线式的虽然没有振动，但是挡位显得不是很清晰，可谓是各有优劣。除了这两种纯机械式的换挡控制，此外，还有使用电控装置换挡的手动变速箱，它可以很好的结合推杆和

34、拉线换挡之间的优点。这种变速箱在换挡的时候，挡拨动变速杆到相应的挡位，在变速器里就会有电机驱动相应的拨叉控制套筒与齿轮咬合，因此不存在挡位不清晰的问题，而且换挡的行程也可以控制在很理想的范围。同步器的作用 手动变速器的换挡机构形式有直齿滑动齿轮，啮合套和同步器三种，在轿车变速器上，前两种形式已经很少使用，同步器换挡已经得到了非常广泛的应用。 由于换挡的时候，想要顺利的换挡，换挡前后两组主动齿轮的转速就要保持一致，就算不一致，也至少保证速度相近，但是由于前后两组齿轮比是不同的，所以在行驶过程中是不可能出现这样的情况的。如果没有同步器，司机可以采用空挡时加一脚油，两脚离合的方式来逼平两个挡位间的转

35、速，这就是为什么以前没有同步器的手动挡车型都需要换挡时都需要两脚离合的原因了。 对于采用了同步器换挡的变速箱来说，换挡顺畅与否，很大程度需要取决于同步器优劣。同步器其实说白了就是在结合套和齿轮组上布置的摩擦片，与一般摩擦片不同的是，它的摩擦面是锥形的。这组摩擦片的作用是在直齿和圆盘的立齿相接触以前，提前进行摩擦，来将转速较大的一方的能量传递给转速较小的一方，使得转速较小的一方提升转速，达到与转速较大的一方转速同步。这样不仅可以保证正常换挡，还能起到缓冲的作用，而锥面摩擦片组的数目与材质则直接影响到了同步器性能的优劣。 而大众经典的MQ200手动变速箱的同步器拥有三组锥面摩擦片，这也造就了这台变

36、速箱出色的入挡手感。 那么，一台优秀的手动变速箱需要具备哪些特点呢？首先变速箱必须要拥有良好的挂档手感，每个挡位清晰，拥有合理的横向和纵向行程，入挡的阻力小并带有吸入感。除此之外更重要的是，各挡位之间的齿比排布必须合理。因为各个挡位间的传动比分布，直接影响车辆行进中动力衔接的畅顺性，通常要求低挡能有力加速，高挡能达致高速同时省油，且各挡间的距离要均匀，不然就会很容易造成换挡时窜车的情况。手动变速箱的优缺点分析 优点显而易见，它结构简单，性能可靠，制造和维护成本低廉，且传动效率高（理论上会更省油），另外，由于是纯机械控制，换挡反应快，且可以更直接的表现驾驶者的意愿，因此也更富驾驶乐趣，这些都是手

37、动变速箱的优点。不过相比自动变速箱，它操作繁琐，而且在挡位切换时顿挫明显的劣势也是无法弥补的。 双离合变速箱 双离合变速箱简称DCT，英文全称为Dual Clutch Transmission，中文翻译过来应该为“直接换挡变速器”，因为其有两组离合器，所以也有不少人干脆就叫它双离合变速器。 起源 双离合变速箱起源来自赛车运动，它最早的实际应用是在80年代初的保时捷Prosche 962C和1985年的奥迪Audi sport quattro S1 RC赛车上，但是因为耐久性等问题经过了十余年的改进后，才真正被普通量产车所应用。时至今日DSG这项技术已经有20余年的历史，在技术方面已经非常成熟了

38、。技术介绍 双离合变速箱结合了手动变速箱和自动变速箱的优点，没有使用变矩器，转而采用两套离合器，通过两套离合器的相互交替工作，来到达无间隙换挡的效果。两组离合器分别控制奇数挡与偶数挡，具体说来就是在换挡之前，DSG已经预先将下一挡位齿轮啮合，在得到换挡指令之后，DSG迅速向发动机发出指令，发动机转速升高，此时先前啮合的齿轮迅速结合，同时第一组离合器完全放开，完成一次升挡动作，后面的动作以此类推。 因为没有了液力变矩器，所以发动机的动力可以完全发挥出来，同时两组离合器相互交替工作，使得换挡时间极短，发动机的动力断层也就非常有限。作为驾驶者我们最直接的感觉就是，切换挡动作极其迅速而且平顺，动力传输

39、过程几乎没有间断，车辆动力性能可以得到完全的发挥。与采用液力变矩器的传统自动变速器比较起来，由于DSG的换挡更直接，动力损失更小，所以其燃油消耗可以降低10%以上。不足之处 不过与传统的自动变速器比起来，DSG也存在一些固有的弊端，首先就是由于没有采用液力变矩器，又不能实现手动变速器“半联动”的动作，所以对于小排量的发动机而言，低转速下的扭矩不足的特性就会被完全暴露出来；其次，由于DSG变速器采用了电脑控制，属于一款智能型变速器，它在升/降挡的过程中需要向发动机发出电子信号，经发动机回复后，与发动机配合才能完成升/降挡。大量电子元件的使用，也增加了其故障出现的机率。 目前常见的双离合有大众的D

40、SG、福特的Powershift、三菱的SST以及保时捷的PDK等。DSG DSG（Direct Shift Gearbox）中文表面意思为“直接换挡变速器”，DSG只是大众对自己买断的双离合技术专有称谓而已。 起源 DSG的起源就如其他汽车高科技一样，其设计都来自赛车运动，而其实际应用早在80年代初的保时捷Prosche 962C和1985年的奥迪Audi sport quattro S1 RC赛车上，并为他们赢取多项冠军立下汗马功劳！双重离合器的概念是非常先进，但作为新科技都存在着耐用性不佳的问题，耐用性的好坏同样决定了其成本的多寡，于是，其经过十余年的发展后，才真正被普通街车所用。 工作

41、原理1：如图，离合器1负责1档、3档、5档和倒档，离合器2负责2档、4档和6档；挂上奇数档时，离合器1结合，输入轴1工作，离合器2分离，输入轴2不工作，即在DSG变速器的工作过程中总是有2个档位是结合的，一个正在工作，另一个则为下一步做好准备；手动模式下可以进行跳跃降档：如果起始档位和最终档位属于同一个离合器控制的，则会通过另一离合器控制的档位转换一下，如果起始档位和最终档位不属于同一个离合器控制的，则可以直接跳跃降至所定档位。 AMT的结构较自动变速箱效率更高，而DSG除了拥有手动变速箱的灵活及自动变速箱的舒适外，它更能提供无间断的动力输出，这完全有别于两台自动控制的离合器。DSG基本由几个

42、大项组成：两个基本3轴的6前速机械波箱、一个内含两套多瓣式离合片的电子液压离合器机构、一套波箱ECU。不同于普通的双轴波箱，或者单输入轴系统，DSG波箱除了具有双离合器外，更具备同轴的双输入轴系统，而且将6个前进档分别置于两边各自的从动轴上。传统的手动变速箱使用一台离合器，当换挡时驾驶员须踩下离合器脚踏，令不同挡的齿轮作出齿合动作，而动力就在换挡其间出现间断，令输出表现有所断续。 DSG则可以想象为将两台手动变速箱的功能合二为一，并建立在单一的系统内。DSG内含两台自动控制的离合器，由电子控制及液压推动，能同时控制两组离合器的运作。当变速箱运作时，一组齿轮被齿合，而接近换挡之时，下一组挡段的齿

43、轮已被预选，但离合器仍处于分离状态；当换挡时一具离合器将使用中的齿轮分离，同时另一具离合器齿合已被预选的齿轮，在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，令动力没有出现间断的状况。 要配合以上运作，DSG的传动轴被分为两条，一条是放于内里实心的传动轴，而另一条则是在外面套着的空心传动轴；内里实心的传动轴连接了1、3、5及后挡，而外面空心的传动轴则连接2、4及6挡，两具离合器各自负责一条传动轴的齿合动作，引擎动力便会由其中一条传动轴作出无间断的传送，考虑到零件使用寿命，设计人员选择了油槽膜片式离合器，离合器动作由液压系统来控制。 由于使用2套离合器并且在换挡之前下一档位已被预选齿合，因此DSG

44、的换挡速度非常的快，只需不到0.2秒的时间，下一档已经进去了，比最好技术的专业车手的手动变速还快，因此使用同一辆车使用DSG比使用MT的加速成绩来得要快。 在实际驾驶中，DSG给人的感觉是在整个换挡过程感觉不到一点点顿挫或推拉，仅仅是从转速表上可以反映出挡位在变动。此外，DSG还有多种驾驶模式，比如运动模式，在电子程序的帮助下该模式的加挡明显迟缓而减挡则有了很大的改进，换挡时间也调得更短，犹如驾驶跑车一般。驾驶员还可以通过搬动换挡杆或按一下方向盘上的按钮随时将自动模式切换到手动模式，提供富有动感的驾驶方式。方向盘两边的换挡按钮能使驾驶员在不触动换挡杆的情况下就可以进行加挡或减挡的动作，就像F1

45、车手驾驶F1赛车一样。在激烈的驾驶环境下，例如高速弯道时，手动换挡往往显得非常有必要，在DSG的帮助下，驾驶员在换挡的过程中还能体验到油门自动增加的特殊乐趣。Powershift Powershift双离合器变速箱是由福特集团与变速箱大厂格特拉克(Getrag)共同研发。目前在国内装备有Powershift有沃尔沃C30、XC60、S60以及福特蒙迪欧致胜的部分车型。 Powershift在沃尔沃C30、XC60、S60以及福特蒙迪欧致胜上都有配备 Powershift双离合变速箱于2008年问世，是以手动变速箱所用的技术为基础。该变速箱拥有6个前进挡，有两个相互独立的湿式离合器，最大可以承受

46、450牛米的扭矩。 与其他厂家的双离合器变速箱相比，Powershift双离合器变速箱最大的特点不是换挡速度快，而是拥有堪比CVT的极佳换挡平顺性。并且由于可以承受较大的扭矩，因此该变速箱可以使用在一些大马力车上，尤其是柴油车的绝配。不过由于该变速箱追求的不是换挡速度，因此在加速性上并不见得十分理想。 6挡的PowerShift双离合变速箱重量在14公斤左右，比目前市面上大多数4挡变速箱还要轻。轻量化设计和极小的动力损失能为驾驶者节省大约9%的燃油消耗。PDK PDK：Porsche Doppel Kupplung（保时捷双离合变速箱），双离合器变速箱为保时捷公司的独创技术，近来年因为大众汽车

47、的大力推行，而在市场上获得了极高的知名度。但事实上，保时捷在1983年便已经将PDK双离合器变速箱用于956赛车上，并在1984年与1985年以962赛车在赛道上获得了极大的成功。 保时捷PDK变速箱 虽然保时捷已经掌握双离合技术多年，但由于当时的电子控制系统和计算机运算能力有限，不足以满足行驶舒适性和平稳性方面的要求，导致保时捷将双离合技术压箱25年。而随着电子控制技术与液压控制组件的成熟后，才正式在997的小改款中推出，以7速的PDK双离合器变速箱，全面取代Tiptronic变速箱，应用于市售产品。 PDK双离合器变速箱由一个传统手动变速箱和一个分为2个独立变速箱的液压控制系统组成。2个沿径向布置的湿式离合器可以通过液压控制，并使用变速箱油提供冷却和润滑。目前PDK变速箱在911、Boxster、Cayman以及Panamera都有装备。SST 双离合器SST 三菱的新型手自一体变速器使用了双离合器系统来实现动力传输的高效性，使车子不仅拥有手动变速器的效果，而且还能够实现非常顺畅自如的挡位变换。在快速的升降挡过程中，由于双离合器所拥有的高效动力传输机构，使得它们不仅可以快速的加速，而且也能够保证良好的经济性。新的变速器还有三个不同的操控设置用