汽車自動變速器深度報告：自動變速器結構複雜，三種路線長期共存

自動變速箱是汽車行業技術含量及單車配套價值量最高的零部件之一，單車配套價值量近萬元，市場規模高達千億，並有望繼續快速增長。

在消費升級、自主品牌崛起等多重因素推動下，自動變速箱滲透率年均提升三個百分點。但受供需錯配等因素限制，國內自動變速箱嚴重供不應求，年進口量高達數百萬台。國產自動變速箱及零部件供應商逐步突破，有望在自主乘用車崛起大潮中收穫豐碩果實。

自動變速箱發展歷史

世界上第一輛汽車是 1886 年卡爾〃本茨(Karl Benz)和戈特利布〃戴姆勒發明的「賓士 1 號」，但這輛車是沒有變速器，只有主減速器，所以它不能掛倒擋後退，也不能換擋，不管路況如何都只能往前跑。時隔 3 年之後的 1889 年，法國標緻發明了世界上首款汽車變速器。到了 1908 年，亨利福特為福特 T 型車裝備了 2 速自動變速器。獲取本文完整報告請百度搜索「樂晴智庫」。

世界上第一台真正用於大規模生產的的全自動變速器是美國通用汽車在 1940年代生產的 Hydra-Matic，這台變速器使用液力耦合器(而不是液力變矩器)和三排行星齒輪，提供四個前進擋和一個倒擋。自動變速器最重要的改進是在二戰期間，別克公司為坦克開發了液力變矩器，到 1948 年，這種液力變矩器與其它部件結合成為液力變速器而定型成為現在通用的自動變速器。

1958 年，荷蘭的 DAF 公司 H.Van Doorne 博士研製成功了名為 Variomatic 的雙 V型橡膠帶式 CVT，並裝備於 DAF 公司製造的 Daffodil 轎車上。

1984 年，日本五十鈴公司將名為 NAVI-5 的電控機械自動變速器投放市場，這是世界上第一種實用的全自動機械變速器， 離合器和選換檔都自動完成。

1940 年，Darmstadt 大學教授 Rudolph Franke 第一個申請了雙離合器變速器專利，該變速器曾經在卡車上試驗過，但是沒有投入批量生產。後來保時捷和奧迪將雙離合器技術應用於賽車場上，但直到 20 世紀 90 年代末期，大眾公司和博格華納才攜手合作生產第一個適用於大批量生產和應用於主流車型的雙離合變速器。

至此，目前主流的自動變速箱技術已逐一亮相。隨著汽車技術的進步，自動變速箱發展越來越快，已經從最初的 2 擋，進化到現在的 10 擋、11 擋等。在控制、油耗、換擋、舒適性等方面也取得了極大的進步。

變速箱分類概述

汽車發動機輸出轉速非常高，不能直接連接車輪，必須有一套變速裝臵，來協調發動機的轉速和車輪的實際行駛速度，這套裝置就是變速器。 變速器以在汽車行駛過程中，在發動機和車輪之間產生不同的變速比，通過換擋可以使發動機工作在合適的性能狀態下。百度搜索「樂晴智庫」，獲得更多行業深度研究報告

傳統汽車動力系統是發動機，變速箱主要有手動和自動等形式。而新能源汽車驅動系統是電機或電機加發動機，變速箱也有所不同。純電動汽車直接電機驅動，因為電機的轉速可調節範圍較高，因此目前使用較多的是單級減速器，未來有望往多級方向發展。混合動力汽車，可以按照動力連接方式分為串聯、並聯和混聯等，對變速箱的需求也各不相同。

傳統汽車的變速器，按操縱方式分類，可以分為手動變速器和自動變速器(含半自動變速器)兩大類。按照結構和原理的不同，自動變速器可以分為四種形式:液力自動變速器(AT)、無級變速器(CVT)、雙離合變速器(DCT)、機械式自動變速器(AMT)。總體而言，手動變速器結構簡單、製造成本低，但操縱複雜;自動變速器的操作舒適性較好，但結構複雜、製造成本較高。

手動變速箱

手動變速器(Manual Transmission，簡稱 MT)，就是必須通過用手撥動變速器桿，才能改變傳動比的變速器，其結構主要包括傳動組件(輸入輸出軸、齒輪、同步器等)、操縱組件(換擋拉杆、撥叉等)、殼體等。

手動變速器的工作原理，就是通過撥動變速桿，切換中間軸上的主動齒輪，通過大小不同的齒輪組合與動力輸出軸結合，從而改變驅動輪的轉矩和轉速。以下圖 5 檔手動變速器為例，當掛上 1 擋時，實際上是將 1、2 擋同步器向左移動使同步器與 1 擋從動齒輪(圖中1)接合，將動力傳遞到輸出軸。其它檔位切換依次類推。

手動變速器的工作原理，就是通過撥動變速桿，切換中間軸上的主動齒輪，通過大小不同的齒輪組合與動力輸出軸結合，從而改變驅動輪的轉矩和轉速。以下圖 5 檔手動變速器為例，當掛上 1 擋時，實際上是將 1、2 擋同步器向左移動使同步器與 1 擋從動齒輪(圖中1)接合，將動力傳遞到輸出軸。其它檔位切換依次類推。

AT 自動變速箱

自動變速箱種類較多，一般狹義的 AT 自動變速箱指的是液力變矩器式自動變速箱。它主要由兩大部分構成:和發動機飛輪連接的液力變矩器，以及變速機構，包括齒輪、傳動軸等。

AT 自動變速箱工作原理主要由兩部分組成，首先是液力變矩器將發動機的動力輸出傳遞到變速機構。液力變矩器原理就像一把插電的風扇能夠帶動一把不插電的風扇的葉片轉動一樣，裡面充滿了傳動油，當與動力輸入軸相連接的泵輪轉動時，它會通過傳動油帶動與輸出軸相連的渦輪一起轉動，從而將發動機動力傳遞出去。

其次是換擋。AT 自動變速箱每個檔位都由一組離合片控制，從而實現變速功能。AT 自動變速箱的傳動齒輪和手動變速箱的傳動齒輪並不相同，一般採用行星齒輪組實現扭矩的轉換。

CVT 自動變速箱指的是無級變速器(Continuously Variable Transmission，簡稱 CVT)，通過改變驅動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑進行變速，可以實現傳動比的連續改變。它主要由兩組帶輪(主動輪、從動輪)和傳動帶(鋼帶)、油泵、液力變矩器或離合器、執行機構(閥體、油路)、感測器、控制器等構成。

CVT 無級變速箱的主要部件是兩個滑輪和一條金屬帶，金屬帶套在兩個滑輪上。滑輪由兩塊輪盤組成，這兩片輪盤中間的凹槽形成一個 V 形，其中一邊的輪盤由液壓控制機構控制，可以視不同的發動機轉速，進行分開與拉近的動作，

V 形凹槽也隨之變寬或變窄，將金屬帶升高或降低，從而改變金屬帶與滑輪接觸的直徑，相當於齒輪變速中切換不同直徑的齒輪，起到換擋的效果。

DCT 自動變速箱

DCT 變速箱(double clutch transmission，簡稱 DCT)，顧名思義，也就是包含兩個離合器的自動變速器，其結構主要包含雙離合器、傳統齒輪變速器、傳動軸、控制器等。

DCT 分為濕式雙離合變速器和乾式雙離合變速器，濕式用的變速箱油比較多，體積較大，可以承受較大的扭矩。乾式用的變速箱油較少，體積更緊湊，效率更高，適合小型車，但能承受的扭力不如濕式大。

AMT 指的是機械式自動變速箱(Automatic Mechanical Transmission)，俗稱半自動變速箱，其結構包括齒輪傳動機構、換擋執行機構、自動離合器等。

AMT 的箱體及內部結構和傳統手動變速器一樣，只是增加了自動機械執行機構和換檔程序，只是它沒有離合器踏板，只有制動和油門兩個踏板。

與原來的換檔過程不同的是，AMT 相當於有一個電腦控制的機器人來替代人的操作。因此 AMT 實際上是由一個電腦來控制一個機器人系統來完成操作離合器和選檔的兩個動作。AMT 的核心技術是微機控制，電子技術及質量將直接決定 AMT的性能與運行質量。

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