變速系統

汽車在起步加速時須要比較大的驅動力，此時車輛的速度低，而引擎卻必須以較高的轉速來輸出較大的動力。當速度逐漸加快之後，汽車所須要的行駛動力也逐漸降底，這時候引擎只要以降低轉速來減少動力的輸出，即可提供汽車足夠的動力。汽車的速度在由低到高的過程中，引擎的轉速卻是由高變到低，要如何解決矛盾現象呢？於是通稱為「變速箱」的這種可以改變引擎與車輪之間換轉差異的裝置為此而生。

變速箱為因操作上的需求而有「手動變速箱」與「自動變速箱」二種系統，這二種變速箱的做動方式也不相同。來由於消費者的需求以及技術的進步，汽車廠開發稱為「手自排變速箱」的可以手動操作的自動變速箱；此外汽車廠也為高性能的車輛開發出稱為「自手排變速箱」的附有自動操作功能的手動變速箱。的F1賽車全面使用「自手排變速箱」，因此使用此類型手動變速箱的車輛均標榜採用來自F1的科技。

變速器是能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動比的齒輪傳動裝置，又稱變速箱。變速器由傳動機構和變速機構組成，可製成單獨變速機構或與傳動機構合裝在同一殼體內。

自動變速器之所以能夠實現自動換擋是因為工作中駕駛員踏下油門的位置或發動機進氣歧管的真空度和汽車的行駛速度能指揮自動換擋系統工作，自動換擋系統中各控制閥不同的工作狀態將控制變速齒輪機構中離合器的分離與結合和制動器的制動與釋放，並改變變速齒輪機構的動力傳遞路線，實現變速器擋位的變換。

傳統的液力自動變速器根據汽車的行駛速度和節氣門開度的變化，自動變速擋位。其換擋控制方式是通過機械方式將車速和節氣門開度信號轉換成控制油壓，並將該油壓加到換擋閥的兩端，以控制換擋閥的位置，從而改變換擋執行元件(離合器和制動器)的油路。這樣，工作液壓油進入相應的執行元件，使離合器結合或分離，制動器制動或鬆開，控制行星齒輪變速器的升擋或降擋，從而實現自動變速。

電控液力自動變速器是在液力自動變速器基礎上增設電子控制系統而形成的。它通過感測器和開關監測汽車和發動機的運行狀態，接受駕駛員的指令，並將所獲得的信息轉換成電信號輸入到電控單元。電控單元根據這些信號，通過電磁閥控制液壓控制裝置的換擋閥，其打開或關閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和擋位的變換，以實現自動變速。

自動變速器的核心控制裝置是液壓控制裝置，液壓控制裝置由油泵、閥體、離合器、制動器以及連接所有這些部件的液體通路所組成。關鍵部件是閥體，因此它是自動變速器的控制中心。閥體的作用是根據發動機和底盤傳動系的負載狀況(節氣門開度和輸出軸轉速)，對油泵輸出到各執行機構的油壓加以控制，以控制液力變矩器，控制各離合器和制動器的結合與分離實現自動換檔。

以上是自動變速器的基本控制形式，如果是電子控制自動變速器，就要在上述基礎上增加電磁閥，ECU(電控單元)藉助電磁閥控制自動變速器工作過程。ECU輸入電路接受感測器和其它裝置輸入的信號，對 信號進行過濾處理和放大，然後轉換成電信號驅動被控的電磁閥工作。因此，電子控制自動變速器就要增加節氣門位置感測器、車速感測器、水溫感測器、液壓溫度感測器、發動機轉速感測器、檔位開關、剎車燈開關等數字信號匯入ECU，從而使得ECU精確控制電磁閥，使換檔和鎖止時間準確，令汽車運行更加平穩和節省燃油。

在手動變速系統裡面含有離合器、手動變速箱二個主要部分。

離合器：是用來將引擎的動力傳到變速箱的機構，利用摩擦片的摩擦來傳遞動力。一般車型所使用的離合器只有二片摩擦片，而賽車和載重車輛則使用具有更摩擦片的離合器。離和器還有乾式與濕式二種，濕式離合器幾乎不再被使用於汽車上面。

手動變速箱：以手動方式操作變速箱去做變換檔位的動作，使手動變速箱內的輸入軸和輸出軸上的齒輪嚙合。多組不同齒數的齒輪搭配嚙合之後，便可產生多種減速的比率。手動變速箱均是使用同步齒輪的嚙合機構，使換檔的操作更加的簡易，換檔的平順性也更好。

為了使汽車的操作變得簡單，並讓不擅於操作手動變速箱的駕駛者也能夠輕易的駕駛汽車，於是製造一種能夠自動變換檔位的變速箱就成為一件重要的工作，因此汽車工程師在1940年開發出世界首具的自動變速箱。從此以後駕駛汽車在起步、停止以及在加減速的行駛過程中，駕駛者就不需要再做換檔的動作。

現代的自動變速系統裡面含有液體扭力轉換器、自動變速箱、電子控制系統三個主要部分。在電子控制系統裡面加入手動換文件的控制程序，就成了具有手動操作功能的「手自排變速箱」。

在主動葉輪與被動葉輪之間，利用液壓油做為傳送動力的介質。將動力自輸入軸傳送到對向的輸出軸，經由輸出軸再將動力傳送到自動變速箱。

由於液壓油在主動葉輪與被動葉輪之間流動時會消耗掉部分的動力。為了減少動力的損失，在主動與被動葉輪之間加入一組不動葉輪使能量的傳送效率增加；以及在液體扭力轉換器內加入一組離合器，並在適當的行駛狀態下利用離合器將主動與被動葉輪鎖定，讓主動與被動葉輪之間不再有轉速的差異，進而提高動力的傳送效率。

以行星齒輪組構成換檔機構，利用油壓推動多組的摩擦片，去控制行星齒輪組的動作，以改變動力在齒輪組的傳送路徑，因而產生多種不同的減速比率。Toyota Celsior(Lexus LS430)在2003年起用六速自動變速箱，使Toyota成為第三家採用六速自動變速箱的汽車製造廠。

電子控制系統：早期的機械式自動變速箱的換檔控制是以油壓的壓力變化去決定何時做換檔的動作，即使經過多年的研究及改良，機械式自動變速箱的換文件性能仍然不盡人意。於是電子式自動變速箱便因應而出了。為了使換檔的時機更加的精確，以及獲得更加平順的換文件質量，各汽車製造廠均投入大量的資源，針對自動變速箱的電子控制系統做研究。例如在Toyota汽車的自動變速箱都具有Lup-s、ECT-i的電子控制機能，在較新型式的自動變速箱中還加入了「N文件控制」系統。

一般來說變速系統分為兩大類，Shimano和Campagnolo。這是根據手變的選擇來分的，那麼基本上公路車都會配備手變，沒有手變的公路在加速、發力的時候都顯得過於危險，即使SHIMANO的入門級SORA手變也高達八百多塊，仍然推薦為自己的公路車裝一個，那是要比撥桿好太多的東東了。

來看看兩款手變：

SHIMANO的7701

Campagnolo的Record

俗稱手變頭的這個東西，是將變速機構與剎把做在一起，左手控制前撥，右手控制后撥，這樣車手在騎行中手不需要離開剎把就可以完成變速，非常方便，並且精度也來得更高。一般手變要與飛輪個數相匹配，比如使用9速的飛輪，就應該配套使用9速的右手手變。

前撥

前撥，怎麼說好呢，這個東西高端跟低端的差別就是重量，所以我也不是太關心。甚至很多公路車都開始拆除前撥減輕重量。在坡度變化不大的情況下，這樣的做法還是可行的。

后撥

后撥算是一個比較重要的東西了，影響到變速的精確程度與變速的快速性。好的后撥張力大，耐用，引導輪和張力輪都進行了處理以減低磨損。比如dura-ace的后撥，兩個輪子都採用了軸承設計，並將重量減到了最低。當然其價格也是很高的。入門級公路車推薦使用SORA，也能得到相當不錯的效果，關鍵是SORA的價錢僅一百多點。

Campagnolo的變速系統則有其自己的手變，前撥，后撥。入門級零件國內比較少，先擱一擱吧。

公路車的夾器基本都是雙軸設計了，這樣的設計可以很容易調整到居中位置，並且剎車力度也比較好。入門推薦使用Tektro的雙軸夾器，價錢跟SORA一樣，但是感覺要好不少。剎車手感這個東西要自己去體會，我的體會不深，也說不上幾句了。

（1）故障特徵

一輛電動汽車液控自動變速箱每次加油到標準線，只行駛10 km，油就漏到危險線，反覆檢修不能排除故障。該車自動變速箱從車上拆、裝反覆數次，前端油封反覆更換，漏油依舊。檢查時發現，油封完好未見損壞，但見到有漏油痕迹。開始懷疑是變矩器軸擺差過大引起，於是將變矩器單獨安裝在發動機後端，檢查變矩器隨發動機轉動時，前端軸跳動量有0.05 mm，誤差大於規定值。經校正調整鋼片法蘭盤，使跳動量達0.10 mm，更換新油封裝復，漏油不見好轉。仔細分析，毛病可能還是在自動變速箱內部。拆檢自動變速箱，拆掉油泵，即發現油泵外圈O型油封破裂，終於找到了漏油的真正原因，更換換O型圈，裝復使用，漏油故障得到徹底根治。

（2）故障原因

常見引起變速器漏油的因素有：變速器各部密封襯墊不良、油封損壞，或緊固螺栓鬆動，變速器殼破裂，齒輪油過多，變速器通氣孔堵塞，油封或凸緣磨損，各軸端間隙過大，座孔及軸承松曠、襯墊損壞，各密封件表面的加工質量沒有達到產品圖紙要求。另外潤滑油使用不當也會造成漏油。總值，造成上述漏油的原因主要有兩方面：一是密封面上有間隙，而是密封兩側有壓力差，消除或減少任一因素都可阻止或減少滲漏。

（3）預防措施

預防電動汽車變速箱漏油的措施主要有：一是採用耐油石棉墊作蓋端面襯墊，不會因其老化裂損而密封失效。二是改用大截面通氣塞，避免因其箱內壓力增大，導致齒輪油滲出。三是根據不同地區不同季節，選用規定牌號的齒輪油。一般選用150號工業齒輪油，以免加油不當會產生過多泡沫，從而使腔內油壓急劇升高造成滲油。用密封膠塗在螺栓部位及襯墊兩面，以保證密封良好。齒輪油劑量不宜過多，應嚴格按規定加註，最好控制在加油口下沿平齊，以及往下10 mm範圍。