自动变速器:为什么有这么多齿轮?

作者：: 约翰布洛克

约翰是一个热情的作家，游戏玩家和吉他情人。前自动传动修理，焊机和爱好者游戏开发商。

人们很容易忘记自动变速器是有齿轮的，但它们确实有，而且齿轮的数量还在增加。

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自自动变速器成为一件事以来，有一直在增加自动变速箱中的齿轮数量的稳定趋势。显然有一个原因;汽车制造商不仅仅花钱研究和开发，为他们的产品添加更多组件（和费用），没有理由。我们可以从车辆行业的纯资本主义方面得出结论，更多的齿轮更好。

所以这可能是一篇很短的文章，但让我们更深入地探讨。为什么齿轮越多越好?

齿轮的工作原理

为了理解为什么有更多的齿轮是有益的驾驶体验，你首先需要了解一点齿轮传动比。但也没那么多，所以如果你对齿轮如何工作有一个基本的了解，比如说，山地车，你可能可以跳过这一点。如果不是，准备听一个超级简单的解释。

想象一下前面提到的山地车。如果你的脚踏板上的齿轮与车轮上的齿轮大小相同，那么每一个完整的脚踏板旋转将导致车轮完整的旋转。这是一个一对一(1:1)齿轮比率。现在，如果踏板上的齿轮大小是车轮齿轮大小的一半(2:1)，那么踏板每转一圈，车轮就转两圈。这意味着自行车每转一个完整的踏板就能有效地覆盖两倍于1:1比例的地面。

不同变速器的构建方式变化大大变化，但齿轮和齿轮比的基本概念在整个方面都是相同的。

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听起来不错，但这是一个权衡。在2:1的比例下转动方向盘比在1:1的比例下要困难得多。或者，你可以改变这个比例，使踏板齿轮的大小是车轮齿轮的两倍，这样踏板就更容易踩了。权衡是你为每个踏板覆盖更少的土地-现在踏板需要完成两圈，以使车轮完成一圈。

查看下面的视频，以便视觉承担齿轮比率以及它们的工作方式。

齿轮比解释

为什么汽车需要齿轮？

上面的例子本质上是如何齿轮传动工作，尽管它比不同大小的齿轮有点复杂。汽车变速器是这样使用的，在较低的速度，齿轮传动比使发动机更容易让车辆移动。一旦车辆有动量，变速器可以切换到更高的档位，以更有效地利用产生的动力，并实现更高的速度。这在传统的内燃机中是必不可少的，因为它们通常缺乏使车辆从静止状态开始运动而不失速的扭矩。

标准内燃机车辆（用于全电动车的东西有点不同）需要维持RPM（每分钟转速）以运行。如果rpm降得太低，则发动机将失速。如果RPM变得太高，它会对发动机造成严重损坏。传输允许您在该操作范围内保留该RPM而无需改变车辆的实际速度。

那么，为什么更多的齿轮更好？

具有更多齿轮的两个主要原因是更好的 - 当使用适当的时 - 是效率和驾驶舒适性。现在知道车辆动力总成的齿轮系数如何，想象两个是相同的节省的车辆。一个有三个速度传输，另一个七速传输。无论有多少齿轮都有，达到1：1的扭矩和动量所需的扭矩和动量是相同的。不同之处在于，虽然一辆车只有三个齿轮来获得1：1，但另一只有三个档位，另一个有五个或六个齿轮（1：1很少是现代变速箱中最高档位）。这意味着车辆可以通过齿轮更平滑地移动，不需要将发动机转换为高，以便获得下一个档位。对于自动变速器，驾驶员不需要实际改变档位本身，这是特别需要的。

现代汽车几乎不会给驾驶者任何关于它们有档位的提示，更不用说有多少档位了。

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问题是什么？

现在我们知道齿轮越多越好，那么为什么我们没有一直使用八速变速箱呢?简单的答案是技术。有一个明显的问题是，有更多的组件来控制，这使得事情比只有较少的齿轮更复杂，因此，更少的事情可能出错。但也许更重要的是尺寸和重量的问题。在早期的车辆中，制造过程和技术根本不能胜任制造现代变速箱中使用的小部件的任务。使用1970年的制造技术制造的8个齿轮的自动变速器将变得沉重和庞大，以至于一个额外的4或5个齿轮的好处完全被变速器本身增加的负担盖过了。更不用说上世纪70年代的工程技术，这可能意味着八速变速器的可靠性要低于当时的三种变速变速器。

向前移动到最近的时间，消费者的费用是一个更大的因素。制造商可以将齿轮的自动变速箱进入双数据（并且它们），这是可行的，可以在普通车辆中使用，但是涉及的昂贵的成本如此意味着该类型的传输的市场将受到限制。然而，与所有技术一样，制造成本随着时间的推移而下降。

如今，具有十个或更多齿轮的自动变速器正在成为现实，并且这些传输带来的效率和驾驶舒适性增加是滤除到平均消费者的效率和驾驶舒适性。当然，这种工程奇迹的复杂性也会增加。用于控制这些传输的计算机更复杂（昂贵），如果您必须处理越野车，您可能会欣赏这些复杂的控制器介绍的问题。