看完AT、CVT、雙離合如何換擋就知道哪種變速箱好

變速箱作為汽車三大件之一，承擔著變速、變扭、分配發動機動力的功能，對汽車的動力性以及行駛質感影響極大。汽車上常用的變速箱大致可以分為手動（MT）、液力機械（AT）、無級（CVT）、雙離合（DCT）這幾種，大家經常會為哪款變速箱好而吵翻了天。隨著家庭汽車在中國越來越普及，國人也越來越懂車了，越來越認識到變速箱對一輛車的重要性。今天我們從變速箱檔位切換過程的角度來給大家分析一下，究竟哪款變速箱更好。

首先我們來看看手動變速箱（MT）的換擋過程。手動變速箱是最簡單的一種變速箱，它的主要結構就是兩根軸，上面安裝著兩套不同齒數的齒輪。透過手動控制不同齒輪的齧合，來改變變速箱的傳動比，實現檔位的切換。比如一檔是11齒的主動齒輪帶動48齒的被動齒輪旋轉，傳動比是4。36；二檔是16齒的主動齒輪帶動41齒的被動齒輪旋轉，傳動比是2。56；以此類推，檔位越高，主動齒輪越大，被動齒輪越小，傳動比越小，一般五速變速箱五檔是傳動比等於1的直接擋，六速變速箱五檔是傳動比等於1的直接擋，六檔是傳動比小於1的超速檔。

手動變速箱換擋過程最重要的是“同步”。換擋過程中有齒輪的強制脫離與齧合，而兩個齒輪要齧合，轉速就必須相等，這個使兩個待齧合的齒輪轉速相等的過程，就叫做“同步”。同步有兩種方法，一種是踩踏油門踏板控制發動機轉速，使主動齒輪與被動齒輪轉速相等，但是這種方法需要駕駛員有極高的操作技巧，整個換擋過程中只有兩個換擋點，很難把握；另一種方法是強制同步，就是使用同步器強制讓待齧合的兩個齒輪轉速相等，這是現在絕大多數手動變速箱使用的方法。而同步器的技術與質量，就直接決定了換擋的手感與順暢程度。比如大眾的MQ200手動變速箱，採用了獨特的同步環結構，待齧合的齒輪同步迅速，檔位切換過程速度快且順暢，吸入感強。

此外，手動變速箱在換擋過程中，還要踩下離合器踏板，斷開發動機與變速箱的連線，讓主動齒輪處於自由狀態，更有利於齒輪的同步。在這個過程中離合器是處於半結合狀態的，磨損量較大，所以離合器也要定期更換。在整個換擋過程中，由於齒輪的強制同步與齧合，必然伴隨著機械磨損，所以手動變速箱是有一定使用壽命的。換擋過程中，由於變速箱傳動比突變，所以油門踏板的踩踏深度、離合器的結合程度、車速這幾個引數要協調配合，以適應發動機負荷的變化，需要較高的駕駛技術，勞動強度也大，在乘用車上使用得越來越少了。

AT變速箱全名是“液力機械變速箱”，它的主要結構大致可以分成三部分：液力變矩器、行星齒輪變速機構、液壓控制機構。現在的AT變速箱基本都是電控的，用電子系統來控制液壓控制機構，所以又叫做“電控液力機械變速箱”。

液力變矩器負責把發動機的動力傳遞給行星齒輪變速機構，液壓控制機構透過控制離合器、制動器的結合與分離，可以改變行星齒輪變速機構的傳動比。一個行星齒輪組是由太陽輪、行星齒輪、齒圈三部分組成的，每個部分都連線一個離合器或者制動器。我們將其中任意一個作為主動輪，然後再固定一個齒輪，就可以從另一個齒輪上輸出動力。在理論上一個行星齒輪組可以組成六種不同的動力傳遞方式，有六個傳動比。我們將幾個行星齒輪組組合起來，就可以組成適合汽車使用的變速箱。比如一個普通的六速AT變速箱，裡面有三個或者四個行星齒輪組。

AT變速箱的換擋過程，其實就是這些行星齒輪組排列組合的過程。變速箱電控單元根據車速、發動機負荷等引數，計算出變速箱應該掛入的檔位，然後發出控制訊號給變速箱機電單元，變速箱機電單元中的電磁閥切斷或者接通相應的油路，控制相應行星齒輪組上的離合器、制動器的結合與分離，就可以組成不同的傳動比，實現檔位的切換。

比如第一個行星齒輪太陽輪輸入動力，行星齒輪固定，齒圈輸出動力到第二個行星齒輪組，傳動比為8。1：1；第二個行星齒輪行星架為輸入，齒圈固定，太陽輪輸出動力到第三個行星齒輪組，傳動比為1：2。6；第三個行星齒輪齒圈和行星架都固定，太陽輪輸出動力，傳動比為1。這樣總的傳動比就是

（8。1：1）×（1：2。6）×1=3。1

即這個檔位的傳動比是3。1：1。

同樣的道理，液壓控制機構如果改變了行星齒輪的輸入與輸出齒輪，傳動比就隨之改變。多個行星齒輪組排列組合，就可以組合出很多種不同的傳動比。我們選取其中有意義的部分，就組成了多檔位的AT變速箱。有趣的是：現在有些多檔位AT變速箱，其實並不需要增加機械部分的零部件，只要改變控制邏輯，就可以增加檔位數量。

在AT變速箱的換擋過程中，沒有任何機械齒輪的齧合與脫離，只有液壓控制機構在動作，所以檔位的切換過程是非常柔和、平順的。在檔位切換完成後，為了提高傳動效率，會在液力變矩器中使用鎖止離合器，將發動機與變速箱完全鎖止，二者成一個整體對外輸出動力，此時的變速箱就是一個剛性齒輪傳力機構。需要切換檔位時，鎖止離合器分離，液力變矩器會吸收變速箱與發動機負荷突變引發的衝擊與振動，降低換擋衝擊，實現檔位平順切換。

CVT變速箱的基本結構與AT變速箱類似，只是將行星齒輪換擋機構換成了鋼帶與錐輪。控制邏輯也類似，變速箱電控單元根據車速、發動機負荷等引數，計算出變速箱的傳動比，然後發出控制訊號給變速箱機電單元，變速箱機電單元中的電磁閥控制相應油路的通斷，控制主動錐輪與被動錐輪的直徑大小，就可以改變傳動比，實現檔位的變化。

在理論上，CVT變速箱可以有無限多個傳動比，鋼帶可以在錐輪上任意位置停留傳遞動力。但是在實踐中，為了降低控制邏輯的複雜度，通常是選取幾個固定的傳動比，讓鋼帶在這些位置停留。比如常見的模擬十速CVT變速箱，就是在錐輪上選取十個點，再根據車速以及發動機負荷等引數，讓鋼帶在這十個點中的某一個位置上停留傳遞動力。只不過在鋼帶改變位置的過程中（比如從1點到2點），傳動比是連續變化的，不會出現突變。所以CVT變速箱換擋過程是極為平順的。

最後再來說說雙離合變速箱的檔位切換過程。雙離合變速箱在結構上與手動變速箱類似，其內部齒輪的齧合過程與手動變速箱基本也是一致的。只是雙離合變速箱把離合器與變速箱組合在一起了，同時離合器的分離與結合、變速箱內部齒輪的脫離與齧合，都由電控系統來完成，不需要人工控制了。

雙離合變速箱可以看做是兩個手動變速箱串聯組合在一起的。使用兩組離合器，分別帶動兩組齒輪運轉。當一組齒輪傳遞動力時，另一組齒輪已經掛入相應的檔位待命了，換擋過程事實上只是離合器的分離與結合，所以換擋速度才非常快。而在換擋過程中為了不中斷動力輸出，會有短暫的兩個離合器同時結合的情況。此時兩個離合器都處於半離合打滑狀態，二者的轉速比稱為“滑移率”。

雙離合變速箱的控制邏輯是不太好編制的，離合器片磨損會導致間隙經常變化，頓挫與異響是最大的問題。特別是低速行駛時，由於頻繁在低速擋之間切換，離合器長期處於半離合狀態，離合器的熱量無法及時散發出去，會導致離合器燒蝕，進而導致換擋頓挫、抖動等。而中高速行駛時，發動機與變速箱剛性連線，傳動效率非常高，並且動力傳遞直接，效能是非常好的。