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自動變速箱如何工作:液力變矩器、雙離合變速箱、無級變速箱及未來發展

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重點

自動變速箱通過三種主要設計之一來改變齒比,無需駕駛員輸入:液力變矩器自動變速箱、雙離合變速箱或無級變速箱。每種設計使用不同的硬件來連接發動機和車輪,汽車製造商現在正在調整這些設計以適應混合動力,同時手動變速箱在少數幾個車型中的興趣也在上升。

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自動變速箱讓車輛能自動改變齒比,無需駕駛員操作離合器踏板。實現這一目標沒有單一的方法:根據 Motor1 的技術分析,當今市場上銷售的三種不同的機械方式都被貼上「自動」標籤,每種都具有不同的組件、優勢和權衡。

傳統液力變矩器自動變速箱

最古老和最常見的設計使用液力變矩器而不是機械離合器。Motor1 將其描述為發動機和變速箱之間的液力耦合:一個稱為葉輪的泵將變速箱液體拋向渦輪,這個旋轉的液體——而不是直接的機械連接——驅動變速箱。在變速箱內,行星齒輪組與液壓離合器組合來選擇實際的齒比。

因為液體傳遞動力,存在固有的滑轉,這就是為什麼這些變速箱讓汽車在紅綠燈處能夠緩慢前進而不會熄火。現代版本增加了一個鎖止離合器,當汽車達到巡航速度時會消除這種滑轉,提高燃油效率。Motor1 指出該設計的主要弱點是運動感較差且效率低於以下替代方案。

雙離合變速箱 (DCT)

從機械上講,雙離合變速箱比液力變矩器自動變速箱更接近手動變速箱——它只是自動換檔。根據 Motor1 的說法,它使用兩個獨立的離合器:一個控制奇數檔位,另一個控制偶數檔位。當汽車以某一檔位行駛時,下一檔位(升檔或降檔)已經預先選中另一個離合器上,所以換檔只是兩個離合器之間的交接,而不是完整的脫離和重新嚙合過程。

這種交接使得 DCT 換檔感覺幾乎是瞬間的,這個特點使該設計在高性能汽車中受歡迎。權衡出現在低速時:Motor1 報告指出,在 DCT 中堵車時的緩慢前進感覺比液力變矩器自動變速箱更生硬。

無級變速箱 (CVT)

無級變速箱完全放棄了固定檔位。相反,根據 Motor1 的說法,它使用兩個可變直徑的滑輪,通過皮帶或鏈條連接。當滑輪擴大或縮小時,有效傳動比變化平順且連續,而不是像齒輪變速箱那樣的離散步驟——實際上產生無限數量的比率。

這讓發動機在加速時能夠處於最高效的轉速範圍,這就是為什麼無級變速箱在注重燃油經濟性的小型車和混合動力汽車中很常見。駕駛感覺足夠不尋常,以至於如 Motor1 所指出的那樣,許多無級變速箱被編程以模擬虛假換檔點,使汽車的行為更像具有離散檔位的汽車,符合駕駛員的期望。

三種主要自動變速箱類型比較
類型核心機制典型優勢典型弱點
液力變矩器自動變速箱液力耦合 + 行星齒輪組 + 離合器組平順的低速蠕動,不會熄火效率低,運動感較差
雙離合變速箱 (DCT)兩個預先選擇交替檔位的離合器速度很快,換檔爽快低速/堵車時生硬
無級變速箱可變直徑滑輪和皮帶/鏈條強大的燃油經濟性,無縫加速不熟悉的駕駛感覺

變速箱技術的發展方向

變速箱製造商現在正在調整這些設計以適應混合動力系統,而不是完全放棄它們以支持電動汽車。據《汽車世界》報導,在 2025 年 9 月舉行的 2025 IAA 展上,供應商 ZF 推出了其 8HP 八速自動變速箱的升級版本,稱為 8HP evo,專為輕混合、插電式混合和全混合動力汽車而設計。ZF 表示插電式混合版本現在可以處理高達 200 kW 的電力和 600 Nm 的扭矩,比之前的最大 160 kW 和 500 Nm 有所提升,同時減少輸入軸上的損耗約 28%。

ZF 將具有混合動力功能的變速箱視為長期戰略,而不是全面電動化前的臨時措施。根據《汽車世界》報導,該公司表示混合動力化「不是暫時解決方案,而是答案的一部分」,指出預計混合動力市場將在 2032 年增長約 10%,部分由美國和亞太地區的需求驅動。

為什麼手動變速箱再次受到關注

儘管自動變速箱設計不斷發展,手動變速箱並未消失——一小部分汽車製造商正在加倍投入。TopSpeed 報導稱,對於 2026 年型號,Porsche、McLaren、Subaru、Toyota、Ford 和 BMW 等品牌正在積極保留手動選項,在以下車型中:Porsche 911 Carrera S(通過 MT 套件,價格大約比自動 PDK 版本高 $20,000)、McLaren McL 6GT、搭載復興的重型 TY85 變速箱的 Subaru WRX、Toyota 的 GR Corolla、GR Yaris 和 GR86、Ford Mustang 以及 BMW 的 M2、M3 和 M4。

TopSpeed 將此歸因於愛好者的需求而非銷售量:一個聲音響亮的購買者群體已經說服製造商這項投資是值得的,儘管配備手動變速箱的新車總池正在萎縮。同份報告指出 Volkswagen、General Motors 和 Honda 正在往另一個方向發展——Volkswagen 已從 Golf R 中移除手動選項,Honda 將在 2026 年型號年後停產手動 Civic Si 和 Integra A-Spec。根據 TopSpeed,Ford 的 Mustang 首席工程師表示該公司提供手動變速箱是因為愛好者想要它,並表示只要客戶需求存在,公司就會繼續這樣做。

Jalopnik 自己對 2026 年型號的調查列出了類似的堅持者群體,指出 Toyota 和 BMW 在各自的產品線中仍然各提供四個配備手動變速箱的車型,而大多數其他保留手動變速箱的品牌只提供一個或兩個——這表明儘管手動變速箱在整個行業範圍內逐漸消亡,但對其的需求仍在特定利基市場中存在。

常見問題

自動變速箱的三種主要類型是什麼?
它們是傳統液力變矩器自動變速箱、雙離合變速箱 (DCT) 和無級變速箱 (CVT),每種都使用不同的機制在沒有駕駛員操作的離合器踏板的情況下改變齒比。
液力變矩器如何在沒有離合器的情況下傳遞動力?
一個泵(葉輪)將變速箱液體拋向渦輪,該液體的運動驅動變速箱;鎖止離合器稍後在巡航速度時消除滑轉以提高效率。
為什麼無級變速箱的駕駛感覺不同?
無級變速箱使用可變直徑的滑輪和皮帶或鏈條來產生連續可變的比率,而不是固定檔位,這就是為什麼許多無級變速箱被編程以模擬換檔點,使駕駛員感覺更熟悉。
手動變速箱在 2026 年會卷土重來嗎?
沒有廣泛的回歸:TopSpeed 將配備手動變速箱的新車總池描述為正在萎縮,Volkswagen、General Motors 和 Honda 正在放棄手動選項,而包括 Porsche、Toyota、Subaru、Ford 和 BMW 在內的品牌仍在由於愛好者的需求在特定性能車型中添加或保留手動選項。
自動變速箱是否被電動汽車動力系統所取代?
不完全是——供應商如 ZF 正在為混合動力汽車更新多速自動變速箱(如 8HP evo),主張混合動力化是一項長期戰略,而不是全面電動化前的臨時措施。

來源

  1. Motor1 — How Automatic Transmissions Work: Torque Converter, Dual-Clutch, And CVT Explained
  2. TopSpeed — Manual Transmission 2026: Which Automakers Still Offer a Stick
  3. Automotive World — Further development for hybrid drive: ZF presents 8HP evo transmission update at the IAA 2025
  4. Jalopnik — These Are The Brands That Are Still Selling Manuals In 2026

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