关键词：手动变速器；自动变速器；无级变速器；双离合变速器
一、汽车变速器的现状与前景
随着国内汽车保有量持续快速增长，公路交通所消耗的石油资源占全国石油消耗总量的份额不断攀升。提供给用户低油耗并具备良好动力性能的汽车产品成为目前汽车企业追求的主要目标之一。对汽车的动力性和燃料经济性影响最大的是发动机的运行特性以及传动系统的速比和效率。
目前，汽车市场上装备性能更佳、功能更多的自动变速器(AT)轿车迅速增加。为解决AT油耗高、动力性能低的问题，汽车厂商为AT设计可供选择的多种使用模式，使其智能化适应不同驾驶需要。在经挤模式下，电控单元控制变速器的执行机构在发动机转速较低时即按设定的规律曲线完成换档，以减少功率输出达到降低油耗的目的。在运动模式下，其设计的换档规
律曲线是控制变速器在发动机转速较高时换档，获取发动机最多的功率，达到提高整车动力性能的目的。在变扭器锁止离合器的控制上，尽量采取合理的工况锁止条件方式选择，以优化设计达到提高传动效率的目的(目前正在开发一种浸油离合器来替代液体变扭器式的AT，避免油介质在动能传递中能量的损失)。但上述智能化设计，还是不能最终解决AT油耗高传动效率低的问题。因为，无论采用哪种模式，都会对发动机功率或油耗作出选择取舍。尽管普通手动齿轮变速器(MT)，存在许多不足，但因其结构简单、效率高、功率大的优点，现在仍大量使用。为解决上述矛盾，在动力性和经济性上超过MT的汽车变速器是CVT (Continuouly Variable Transmission)无级变速技术。汽车变速器是汽车的主要装置之一，汽车行驶速度随工况、负荷的反复变化而不断变化，因此需要汽车变速器传动比的适应范围尽量宽。只有选择无级变速才能满足，因为无级变速可实现传动比的连续变化，使汽车行驶条件与发动机负载实现最佳匹配，充分发挥发动机的潜力，使发动机具有理想的动力性能，提高汽车的经济性，降低排放污染及噪音。
从现代汽车变速器的市场状况和发展来看，全世界的各大厂商都对提高AT的性能及研制无级变速器(CVT)表现积极，汽车业界非常重视CVT在汽车上的实用化进程。目前世界上装车较多的汽车变速器是手动变速器(MT)、电控液力自动变速器(ECT)、金属带(链)式无级变速
器(CVT)汽车缓冲器、电控机械式自动变速器(AMT)、双离合器变速器(DCT)及环形锥盘滚轮牵引式无级变速器(IVT)等数种，并具有各自优势，但其中金属带式无级变速器前景看好。ECT变扭器中的自动变速器油(ATF)在高速运动中，由于油液分子间的内摩擦和油液分子与各工作轮叶片表面间的摩擦所消耗的部分能量及泵轮、涡轮窄隙处油液剪切等原因会产生油液温度升高造成功率损失，存在传动效率低油耗较大的不足，另外还存在结构复杂、成本高及维修难度大等较明显缺点。欧洲格特拉克(GETRAG)变速箱公司开发的电控机械自动变速器(AMT)则克服了AT效率低等缺点，与AT相比，具有更大的发展优势。可是，AMT依旧需要复杂的电控系统来控制。
二、汽车变速器传动技术
（一）手动变速器MT
自汽车发明以来，手动变速器一直得到广泛应用。直到20世纪60年代，大部分的汽车变速器只有3个档位，只有高速档具备同步器。当时驾驶员驾驶车辆时，必须有很好的技术，才能平顺地换档。发展至今，大多数手动变速器也搭载有5档，甚至6档速率。低档速率对节约燃料有好处，加快速度需要变高速档。
（二）自动变速器AT
自动变速器自上世纪40年代开始使用，南美国制造商发展起来。当时，由于电子装置还没有发展起来，只有通过液压系统才能控制有关的操纵装置。随着时代的发展，自动变速器的档位数就像手动变速器一样逐渐增加了。由于电子操纵装置和增大齿轮的速比范围，液力变扭器仅限于在车辆启动的阶段使用。这不但对降低燃料消耗有好处，而且也改善了轿车的性能。
新型的5档或6档自动变速器，采用新的控制系统，与老一代产品相比，重量相当，但传递的扭矩大大增加。为了降低内部损耗，采用多档位、小速比差可以减少燃料消耗，增加车辆行驶的平顺性。从燃油经济性、运动性能和舒适性雨言，当自动变速器的档位不断增多，速比差不断减小，就很接近连续变速的CVT变速器了。
（三）无级变速器CVT
无级变速齿轮传动装置，是在上世纪中叶出现的。当时，由于没有合适的自动化控制操纵装置，在电子时代之前，所有的机械控制装置，最终都没有能够成功地安装在汽车上。这
时，发动机的效率及行车条件都由驾驶者的行车能力来决定。直到上世纪80年代术期，CVT才首次运用在批量生产的汽车中。
利用链条传送动力的装备的CVT，需要起动机离合器或液力变扭器。为了倒车．还需要一套额外的倒车齿轮组。能量是通过和链子之间产生的摩擦从轴轮传到另一个轴轮。这就是问题的关键所在，因为只能用专用的润滑剂才可以避免在轴与轴之间会发生打滑或点蚀。CVT对扭矩是非常敏感的。同其他传动系统相比，升级为更大能量的发动机需要进行更多详细的检查。发动机速度和车速度没有固定的比率。此外，音响效果与手动变速器有很大的不同。由于这个原因，无级变速传动有时小受客户欢迎。噪声的问题有时可导致另外叫做“橡皮筋儿作用”的问题。以上指的是，随着车速度的增加，有可能发动机速度减低下来。为了同避这个问题，有些制造商提供以固定比率为7的CVT，这样很像齿轮传动。若软件不仔细地被起动，轴轮就容易会破坏到极限。在这种条件下，无级变速传动的作用无非是保证两个齿轮良好地啮合起来而已。由于动力传递完全取决于和链子之间的摩擦力，目前，使用CVT变速器的发动机扭矩极限大约为350到400 Nm。
（四）自动变速的手动变速器AMT
起初AMT很受人喜欢，因为价格比AT和CVT便宜得多。特别是在多档位重型卡车上，这种自动化的变速器在欧洲、北美洲占有很大市场份额。就小轿车而言，AMT却得不到广泛认可。这主要是由于换档时，会造成动力中断，这被视为不利之处。决定是否使用AMT，主要要考虑车的重量和动力传递的特性的要求。
（五）双离台变速器传动DCT
降低成本是发展任何一种变速器的主要驱动力。在AMT杀被广泛采用之后，双离合器变速器(OCT)成为了一个在AT和CVT之外的有趣选择。双离合器变速器中的零部件与手动变速器很相似。
到目前为止，干式离合器的DCT，由于成本低，一直被认为是一种对小发动机有利的选择。而湿式离合器则需要一套由油泵和油压回路来驱动离合器和换档同步器。所以，湿式离合器DCT比MT的内部损耗要多，但低于AT，更大大地低于CVT。特别是对于横置发动机传动系统更是如此。
（六）混合动力传动
混合传动是指，车上有两个可交替或混合使用的动力源。在许多情况下，一台动力源是内燃机，另一台是由电池驱动的电动机。一般说来，混合动力的目的是减少燃料消耗和排放。这里，混合动力的关键问题是电动机的大小和它是从哪儿得到所需的能量。设计混合传动的主要任务是从制动中获得再生能源。所以可以获得的再生电力的多少取决于车辆载荷循环因数(即车辆停止和行驶的比例)、电动机的大小和它的特征。可以想见，最近几年有很多相关的新颖设计还在进行中。混合传动在长途运输中没有太多的好处。
在混合传动系统中，电动机是个薄弱环节。因为能量和电流这两方面的限制，并且电动机的重量大、体积大、价格也高。再说，到现在对它的寿命和可靠性的研究也只处于萌芽状态而已。
三、汽车变速器的特点
（一）手动变速器
手动变速器是最常见的变速器．其换档操作遵从驾驶者的意志、结构简单、故障率相对较低，价廉枋美。近年来．随着汽车工业的发展、车辆设备性能、结构变化导致车辆传动部的润滑条件较过去更为苛刻：
1、齿轮箱体积更小。由于使用者对燃油经济性要求提高、汽车制造商提高了后桥及变速器传动功率密度、使齿轮箱内润滑油容量变小．齿轮温度和负荷提高。
2、空气动力学设计改进。采用空气动力学设计可以有效握高燃油经济性．但同时使后桥爱变速器周围的空气溘速降低。有OEM报道．采用空气动力学设计可能使重负荷卡车手动变速器的工作温度提高25–30℃。
3、缓冲器的使用。容易在齿轮齿尖产生剥坑。
4、同步器的广泛应用。在同步耐久性、抗点蚀、杭擦伤性能上对变速器油提出了更高的要求。
（二）自动变速器（AT）的运行特点
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