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自动变速器如何工作:液力变矩器、双离合变速器、无级变速器及未来发展
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要点
自动变速器使用三种主要设计之一来改变齿轮比,无需驾驶员输入:液力变矩自动变速器、双离合变速器或无级变速器。每种类型使用不同的硬件来连接发动机和车轮,汽车制造商现在正在调整这些设计以适应混合动力,同时手动变速器在少数几个车型上也重新引起了关注。
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自动变速器允许车辆自动改变齿轮比,驾驶员无需操作离合器踏板。实现这一功能没有单一的方法:根据Motor1的技术分析,今天有三种不同的机械方法以"自动"标签销售,每种都具有不同的组件、优点和权衡。
传统的液力变矩自动变速器
最古老和最常见的设计使用液力变矩器而不是机械离合器。Motor1将其描述为发动机和变速器之间的流体耦合:一个称为叶轮的泵将变速器液推入涡轮,该旋转的液体(而不是直接的机械连接)驱动变速器。在变速器内,行星齿轮组与液压离合器组结合来选择实际的齿轮比。
因为液体传输动力,存在固有的滑动,这就是为什么这些变速器让汽车在红灯处能够缓慢向前移动而不会熄火。现代版本添加了一个锁止离合器,一旦汽车达到巡航速度,该离合器就会消除这种滑动,从而改善燃油效率。Motor1指出该设计的主要弱点是感觉不够运动化,效率低于下面的替代方案。
双离合变速器(DCT)
双离合变速器在机械上比液力变矩自动变速器更接近手动变速器——它只是自动换挡。根据Motor1的解释,它使用两个独立的离合器:一个控制奇数档,另一个控制偶数档。当汽车以一个档位行驶时,下一个档位(上升或下降)已经在另一个离合器上预先选择,所以换挡只是两个离合器之间的切换,而不是完整的分离和重新接合序列。
正是这种切换使得DCT换挡感觉几乎是瞬间完成的,这个特点使该设计在性能车中很受欢迎。权衡出现在低速时:Motor1报告称,在DCT中在交通中缓慢行驶会比在液力变矩自动变速器中感觉更加顿挫。
无级变速器(CVT)
CVT完全放弃了固定档位。相反,根据Motor1的说法,它使用两个可变直径的滑轮,通过皮带或链条连接。当滑轮展开或收缩时,有效的传动比平稳而连续地变化,而不是像齿轮变速器那样在离散的步骤中变化——实际上产生了无限数量的比率。
这让发动机在加速时保持在其最高效的转速范围内,这就是为什么CVT在专注于燃油经济性的紧凑型车和混合动力车中很常见。驾驶感受足够不寻常,以至于正如Motor1指出的那样,许多CVT被编程为模拟假的换挡点,使汽车的行为更像具有离散档位的汽车,符合驾驶员的期望。
| 类型 | 核心机制 | 典型优势 | 典型劣势 |
|---|---|---|---|
| 液力变矩自动变速器 | 流体耦合+行星齿轮组+离合器组 | 平稳的低速缓行,不会熄火 | 效率较低,驾驶感不够运动化 |
| 双离合(DCT) | 两个离合器预先选择交替档位 | 换挡非常快速、清晰 | 低速/交通中顿挫 |
| 无级变速器 | 可变直径滑轮和皮带/链条 | 强大的燃油经济性,无缝加速 | 不熟悉的驾驶感受 |
变速器技术的发展方向
变速器制造商现在正在调整这些设计以适应混合动力传动系统,而不是完全放弃电动汽车。根据汽车世界杂志的报道,在2025年9月的IAA 2025展会上,供应商ZF展示了其8HP八速自动变速器的更新版本,称为8HP evo,专为轻混动、插电式混合动力和全混合动力汽车而设计。ZF表示,插电式混合动力版本现在可以处理高达200 kW的电力和600 Nm的扭矩,高于之前的160 kW和500 Nm的最大值,同时将输入轴处的损失减少了约28%。
ZF将混合动力变速器定位为长期战略,而不是完全电气化前的临时解决方案。根据汽车世界杂志的报道,该公司表示混合动力化"不是临时解决方案,而是答案的一部分",指出混合动力市场预计将在2032年前增长约10%,其中部分由美国和亚太地区的需求推动。
为什么手动变速器再次引起关注
虽然自动变速器设计不断发展,但手动变速器并未消失——少数汽车制造商正在加倍投入。TopSpeed报告称,对于2026款车型,保时捷、迈凯伦、斯巴鲁、丰田、福特和宝马等品牌正在积极保留手动变速器选项,如保时捷911 Carrera S(通过MT软件包,价格约比自动PDK版本高20,000美元)、迈凯伦McL 6GT、配备复活的重型TY85变速器的斯巴鲁WRX、丰田的GR Corolla、GR Yaris和GR86、福特野马和宝马的M2、M3和M4。
TopSpeed将此归因于爱好者的需求而不是销售量:一个声音响亮的买家群体说服了制造商这项投资是值得的,尽管配备手动变速器的新车总体数量在缩水。同一份报告指出,大众、通用汽车和本田正在走另一条路——大众已经从高尔夫R中移除了手动选项,本田在2026款年之后将停止生产手动Civic Si和Integra A-Spec。根据TopSpeed的说法,福特野马的首席工程师表示,公司提供手动变速器是因为爱好者想要它,并表示只要顾客需求存在,就会继续这样做。
Jalopnik自己对2026款年的调查列出了类似的坚守者群体,指出丰田和宝马各自仍在其产品线中提供四款配备手动变速器的车型,而大多数其他保留手动变速器的品牌仅提供一两款——这是一个迹象,表明手动变速器的需求在特定的利基市场中持续存在,尽管在整个行业中逐渐消退。
常见问题
- 自动变速器的三种主要类型是什么?
- 它们是传统的液力变矩自动变速器、双离合变速器(DCT)和无级变速器(CVT),每种都使用不同的机制来改变齿轮比,无需驾驶员操作离合器踏板。
- 液力变矩器如何在没有离合器的情况下传输动力?
- 一个泵(叶轮)将变速器液泼向涡轮,该液体运动驱动变速器;锁止离合器随后在巡航速度时消除滑动以改善效率。
- 为什么CVT的驾驶感觉不同?
- CVT使用可变直径的滑轮和皮带或链条来产生连续变化的比率,而不是固定的档位,这就是为什么许多CVT被编程为具有模拟换挡点,使驾驶员感到更熟悉。
- 手动变速器在2026年会卷土重来吗?
- 不是广泛的回归:TopSpeed将配备手动变速器的新车总体数量描述为在缩水,大众、通用汽车和本田正在放弃手动选项,而包括保时捷、丰田、斯巴鲁、福特和宝马在内的品牌仍在由于爱好者的需求而在特定性能车型中添加或保留手动选项。
- 自动变速器是否被电动汽车传动系统取代?
- 并非完全——供应商(如ZF)反而正在为混合动力汽车更新多速自动变速器(如8HP evo),争辩说混合动力化是一个长期战略,而不是完全电气化前的权宜之计。
来源
- Motor1 — How Automatic Transmissions Work: Torque Converter, Dual-Clutch, And CVT Explained
- TopSpeed — Manual Transmission 2026: Which Automakers Still Offer a Stick
- Automotive World — Further development for hybrid drive: ZF presents 8HP evo transmission update at the IAA 2025
- Jalopnik — These Are The Brands That Are Still Selling Manuals In 2026
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