變速器（Transmission)又稱變速箱，是用來改變來自發動機的轉速和轉矩的機構，它能固定或分擋改變輸出軸和輸入軸傳動比。
變速器由變速傳動機構和操縱機構組成，有些汽車還有動力輸出機構。傳動機構大多用普通齒輪傳動，也有的用行星齒輪傳動。普通齒輪傳動變速機構一般用滑移齒輪和同步器等。
變速器可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，通過換擋使發動機在最佳的動力性能狀態下工作。
簡史
米爾頓·里夫斯于1879年發明了一種無級變速裝置用于鋸銑。在歐洲，梅賽德斯-奔馳集團與奔馳于1886年注冊了第一個車用摩擦帶式無級變速器專利。
1889年，法國人Louis-René Panhard和Emile Levassor研制成功的齒輪變速箱就是手動變速器的雛形。1894年，這對兄弟向人們展示了3速手動變速箱。
美國人斯特蒂文特兄弟于1904年成功開發自動變速器，具有兩個前進擋。1908年,亨利·福特在T型車上采用了2擋變速器，并且裝備了采用行星齒輪的倒擋。第二次世界大戰前法國人阿道夫·凱格雷斯發明了雙離合變速器。1934年，通用汽車（GM）開發了一款半自動變速器，仍然需要離合器來控制發動機與變速器的齒合。同時，克萊斯勒汽車公司則在研究利用液力耦合的自動換擋裝置，但從未應用。直到1939年、GM才正式第一次量產了名為“Hydra-Matic”的自動變速器，并于1940年裝備在汽車上。
1958年無級變速器開始量產并應用，荷蘭DAF公司的HubvanDoorne博士研制成功了名為Variomatic的雙V形橡膠帶式CVT，并裝備于DAF公司制造的Daffodil轎車上。1995年，DAF公司被德國博世公司公司收購，博世將橡膠帶改成鋼帶，使CVT技術水平得到了飛速提升。豐田汽車、本田技研工業、日產（企業）奧迪和斯巴魯等多款車型上大量配裝了CVT。
20世紀50年代，汽車企業們才開始應用4速手動變速箱。奧迪與保時捷在20世紀80年代開始將雙離合變速器應用于賽車。2002年，采埃孚與寶馬在7系車上推出E65首款6速自動變速器。2003年，梅塞德斯奔馳推出7G-Tronic的7速自動變速器；同年，大眾開始在Golf車型上正式使用雙離合變速器。2007年，豐田在凌志 LS460上應用8速自動變速器。2014年，吉普Cherokee率先量產了世界上首款9速自動變速器。
工作原理
變速器的原理包含齒輪機械和杠桿的原理。降擋時，實際上是將被動齒輪切換成了更大的齒輪，根據杠桿原理，此時變速器輸出的轉速就會相對降低，但轉矩增大；反之升擋時，實際上是被動齒輪切換為小齒輪，此時變速器輸出的轉速就會提高，但轉矩會減小。
基本結構
變速器由殼體、傳動部分和換檔操縱裝置組成
殼體
殼體是基礎件，用以安裝和支承變速器的全部零件以及存放潤滑油，其上有安裝軸承的精確鏡孔。變速器承受變載荷，所以殼體應有足夠的剛度，內壁有加強筋，形狀復雜，多為鑄件（材料為灰鑄鐵，常用HT200）。
為便于安裝，傳動部分和換檔操縱裝置常做成剖分式，箱蓋與殼體用螺栓連接并可靠定位。殼體上有加油、放油口，油面檢查尺口，還應考慮散熱問題。
傳動部分
傳動部分即變速器的齒輪、軸、軸承等傳動件。軸的幾何尺寸通過強度、剛度校核計算確定：其材料的選擇主要取決于剛度是否滿足要求，而碳鋼與合金鋼的彈性模量近乎相等，所以一般用碳鋼（常為45鋼）制造，只有齒輪與軸制成一體或軸承受重載時才用合金鋼。齒輪通常采用低碳合金鋼（如20CrMnTi、20MnCrS等）制造。軸與齒輪多為花鍵連接，其具有對中性好，能可靠傳遞動力，擠壓應力小等優點。軸的花鍵部分和安裝軸承處經表面濃火處理。軸多用滾動軸承支承，其潤滑簡單，效率高，徑向間隙小，軸向定位可靠，潤滑方式多采用飛濺潤滑（u>25m/s，只要黏度適宜即可甩到壁上）。
換檔操縱裝置
在手動變速器中，由駕駛人員操縱實現換檔。自動變速器則依靠大量自動化技術，部分或完全由電子執行系統完成換檔，空檔、倒檔、駐車檔依然由駕駛人員通過操縱換檔操縱裝置完成。換檔操縱裝置中元件的選用與變速器類型和車輛類型有關。乘用車變速器的換檔元件主要包括：
1、內部換檔元件：換檔撥叉、換檔同步器、鎖止裝置、多片離合器、制動器等。
2、外部換檔元件：換檔桿系、拉索機構、變速桿等。
基本分類
變速器可以按照傳動比變化方式或操縱方式來分類。
按傳動比變化方式分類
1、有級式變速器。有級式變速器是目前使用最廣的一種。它采用齒輪傳動，具有若干個定值傳動比。按所用輪系形式不同，有齒輪軸線固定式變速器（普通齒輪變速器）和軸線旋轉式變速器（行星齒輪變速器）兩種。目前，轎車和輕、中型貨車變速器的傳動比通常有3～5個前進檔和一個倒檔，在重型貨車用的組合式變速器中，則有更多檔位。所謂變速器檔數即指其前進檔位數。
2、無級變速器。無級變速器的傳動比在一定的數值范圍內可無限多級變化，通過無級變速可以得到傳動系與發動機工況的最佳匹配。常見的無級變速器有液力機械式無級變速器和金屬帶式無級變速器（VDT-CVT）。液力式無級變速器的傳動部件為液力變矩器。
3、綜合變速器。綜合變速器是由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成的液力機械式變速器，其傳動比可以在最大值與最小值之間幾個分段的范圍內作無級變化。
按操縱方式分類
1、手動變速器。這種變速器靠駕駛員直接操縱變速桿進行換擋。其換擋機構簡單、工作可靠且節能。
2、自動變速器。其傳動比的選擇和換擋是自動進行的。所謂“自動”，是指機械變速器每個擋位的變換是借助反映發動機負荷和車速的信號系統來控制換擋系統的執行元件來實現的。駕駛員只需操縱加速踏板即可。此種方式因操作簡便，目前運用較多。
3、半自動變速器。這種變速器有兩種形式：一種是幾個常用擋位可自動操縱，其余幾個擋位由駕駛員操縱；另一種是預選式，即駕駛員先用按鈕選定擋位，在踩下離合器踏板或抬起加速踏板時，接通自動控制和執行機構進行自動換擋。
發展趨勢
節能、環保、安全、高效是變速器發展的主題，從消費者角度，追求舒適性、經濟性和安全性；從法規角度，追求高效、低碳、環保。這就要求各變速器公司應用先進、高效的設計技術、制造技術、控制技術及先進的材料，實現變速器的寬傳動比及多檔化、換檔策略的優化、傳動效率的提高、變速器的輕量化。
手動變速器
（1）變速器多檔化和大傳動比化。三軸式結構6檔變速器逐漸取代二軸式結構5檔變速器，由歐洲、美國、日本的一些公司主導的這種更新換代從兩三年前開始。德國采埃孚股份公司向保時捷911卡雷拉及卡雷拉S車型供應7速手動變速器，這是乘用車首次使用7速手動變速器。其低檔傳動比增大，檔位更加合理，實現了動力性與經濟性的綜合優化。
（2）高效化及降低NVH。為了提高變速器的效率，可采取以下措施：變速器的多檔化；降低差速器浸入潤滑油的高度，潤滑方式將由傳統的齒輪飛濺潤滑變為齒輪飛濺潤滑與導油槽引導潤滑相結合的方式，從而降低了潤滑油攪油損失；使用球軸承+滾柱軸承代替傳統圓錐軸承，降低軸承摩擦損失；采用高效變速器潤滑油。對于降低噪聲的要求，除了對變速器本身采取相應措施，如精確控制變速器配合齒輪的齒側間隙、選擇合適的齒輪材料、應用低噪聲軸承、設計階段充分考慮齒輪齒合激勵對變速器結構的影響之外，還應考慮離合器及傳動軸與變速器的最佳匹配。
（3）輕量化和低成本化。采用先進的成形技術以及合理應用塑料等非金屬材料，可實現輕量化和低成本化。基于CAE的變速器殼體輕量化設計，可縮短開發周期長，降低開發成本，提高產品競爭力。
（4）進一步減少變速器占用空間，優化各零部件的空間和尺寸。由于停車起步系統的應用，通過可靠的空檔位置信號的探測，可識別空檔和倒檔的低成本、高可靠性的高度集成性解決方案獲得了應用。
自動變速器
（1）液力變矩器發展趨勢液力變矩器實現扁平化，變矩系數逐漸減小，閉鎖范圍及滑摩范圍擴大，液力變矩器效率得到提高。隨著發動機增壓技術的運用，發動機轉矩不斷提高，對變速器減振提出了更高的要求，出現了帶離心式鐘擺吸振器的變矩器和帶渦輪吸振器的變矩器，顯著地提高了變矩器的減振性能。對液動部分進行優化，提高液力變矩器容量和優化軸向空間。
（2）AT的多檔化。6~9檔自動變速器正逐步取代4檔或5檔變速器的主導地位，檔位增多可以使變速器具有更大的傳動比范圍和合理的傳動比分配。目前德國采埃孚股份公司已成功研發出9AT，一些公司已經開始研發10AT。
（3）AT模塊化設計模塊化設計在AT中體現得非常明顯，主要包括液力變矩器的模塊化、液壓閥體的模塊化、離合器的模塊化、制動器的模塊化等。根據不同用戶的需求，通過不同的模塊組合，即可實現各種方案，減少了設計變動，縮短了開發周期，提高了產品競爭力。
（4）多電磁閥的應用采用多電磁閥控制換檔，可明顯改善換檔質量。在采埃孚公司的6AT中，為了控制系統壓力實現換檔，設置了6個高流量特點的PWM電磁閥，簡化了閥體結構，提高了變速器的綜合性能。若使用無泄漏電磁閥或近無泄漏電磁閥，則可進一步提高變速器的效率。
（5）零部件集成化以減小質量例如，ZF6H26變速器采用一種名為Lepetler的齒輪，整個變速器齒輪組質量減小了11kg；豐田汽車A750E/A750F變速器把3個離合器合成一體，裝入同一離合器轂內；ZF9HP采用犬牙式離合器，該離合器比普通離合器長，但其直徑小，看起來像花鍵：有的變速器公司采用鎂合金變速器箱體，進一步減輕了變速器的重量。
（6）采用新材料、新工藝新型輕質高強度材料的應用、沖壓成形技術的應用，在降低成本及減輕重量方面均有很大的貢獻。
無級變速器
1、提高CVT效率
（1）減少錐盤壓緊損失。通過應用轉矩傳感器，對施加的壓緊力進行優化，對調節和壓緊面積加以優化，可有效降低調節過程中液壓系統的流量，從而可以采用更小的液壓泵，既減少了泵的油耗，又減少了相關的能量損失。
（2）減少鏈條損失。采用連接片和擺動銷設計，它具有效率高、尺寸小、工作可靠、噪聲低的特點。
（3）減少液壓泵損失，采用低能耗電動液壓泵。
（4）減少CVT軸承損失，利用離合器代替液力變矩器等。
2、降低CVT成本、從加工工藝上，使用鋼板沖壓成形的錐盤組作為主要零件，可以降低成本和重量，使用冷擠壓加工成形的軸也可以降低成本；根據市場需求的不同，可以采用干式離合器或濕式離合器代替液力變矩器，以降低成本；對CVT殼體進行優化設計，也可以減輕重量，降低成本。
3、發動機與CVT精確控制綜合優化轉矩傳感器已經有了廣泛應用，尤其是對于小批量增壓發動機，它能夠對壓緊力進行優化，實現CVT的精確控制；將它與發動機集成在一起進行綜合控制，可進一步降低油耗和排放
4、增大傳動轉矩，增大CVT傳遞轉矩一直是其研發的重點，新結構CVT傳動系統的研發，如博世公司公司應用新的柔性環材料設計出的鋼帶動力性更好、成本更低、效率更佳、中心距更小，可傳遞更大的轉矩。模塊化設計可以滿足快速發展市場下客戶的特殊要求，縮短研發周期，提高市場競爭力。CVT是混合動力汽車發動機與驅動電機的耦合機構之一，采用CVT傳動系統的混合動力汽車油耗可以降低30%，排放可以降低50%。
雙離合自動變速器
（1）寬傳動比、多檔化、輕量化。在保證傳動效率的前提下，實現寬傳動比、多檔化、輕量化。
（2）模塊化設計。如電機控制式DCT雙離合器的電液執行機構、選換檔執行機構和濕式雙離合器等。
（3）集成控制。將DCT控制同發動機、ABS、ESP、EPS、ACC控制相結合，實現動力傳動系統一體化控制，提高傳動系統性能，優化控制效果。
（4）混合動力傳動。DCT與電動機/發電機相結合，形成混合動力傳動，可以實現發動機單獨驅動、電機單獨驅動、發動機和電機聯合驅動，制動時電動機/發電機處于發電狀態，汽車動能轉化為電能儲存起來。此種方案為混合動力汽車提供了易于實現的動力耦合裝置。
（5）集成化、智能化。變速器所有功能被集成在一個單元內，通過一體化，減少故障源，提高可靠性。在控制策略上，采用自適應控制、模糊控制等智能控制方法，提高DCT的自適應能力。
機械式自動變速器
（1）動力傳動系統一體化應用集成控制將AMT控制同發動機、ABS、ESP、EPS、ACC控制相結合，實現動力傳動系統一體化控制，提高傳動系統性能，優化控制效果。
（2）采用新結構例如，英國Zeroshift公司發明了一種新的AMT技術，通過使用一系列滑動爪和齒槽來實現換檔時兩齒輪在同一時間齒合，它擁有雙離合器的全部優點，設計簡單、成本低廉。
（3）混合動力傳動AMT與輪邊電動機/發電機結合，形成混合動力傳動，可以實現發動機單獨驅動、電動機單獨驅動、發動機和電動機聯合驅動。換檔期間由電動機驅動汽車，提高汽車動力性；制動時電動機/發電機處于發電狀態，汽車動能轉化為電能儲存起來。此種方案為混合動力汽車提供了易于實現的動力耦合裝置。
（4）集成化、智能化變速器所有功能被一體化在一個單元內，通過一體化，減少故障源，提高可靠性；在控制策略上采用自適應控制、模糊控制等智能控制方法，提高AMT的自適應能力。
參考資料 >
用一部山地車，讓你了解手動變速箱.搜狐網.2023-11-17