汽车为什么会自动换档:图解自动变速器构造与原理

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出版者:机械工业出版社
作者:刘汉涛
出品人:
页数:150
译者:
出版时间:2013-8-6
价格:49.80
装帧:平装
isbn号码:9787111423515
丛书系列:
图书标签:
  • 汽车
  • 汽车技术
  • 自动变速器
  • 汽车维修
  • 机械工程
  • 汽车原理
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具体描述

本书是面向广大汽车爱好者、车主、驾驶人、汽车类专业学生、汽车技术人员及汽车维修人员的图册,书中以150 个问题为主线并配合大量精美的实物图、剖视图、结构图、透视图以及原理示意图和简单的文字介绍,目的是让您看完此书后能对自动变速器构造与原理有基本的概念和认识,从而解开您心中存在已久的谜团——汽车为什么会自动换档?

机械的律动:现代动力传输系统的演进与精妙 一部深入解析机械传动核心的权威指南 本书导言 在现代工业文明的宏伟叙事中,动力传输无疑是驱动一切进步的核心脉络。从蒸汽时代的轰鸣到内燃机的咆哮,再到新能源时代的静谧电流,如何有效地、经济地将能量转化为可控的运动,始终是工程师们孜孜不倦追求的圣杯。本书并非聚焦于某一特定应用领域,而是将视野投向整个机械传动系统的广阔图景,旨在剖析驱动机械世界运转的底层逻辑、核心原理以及历史演变。 本书面向所有对机械原理、动力学以及工业设计抱有浓厚兴趣的读者——无论是经验丰富的机械工程师、充满好奇心的技术爱好者,还是渴望理解身边复杂机器如何运作的普通学习者。我们力求以最严谨的科学态度,辅以清晰直观的图示和深入浅出的文字,揭示那些隐藏在精密外壳之下的机械智慧。 --- 第一部分:传动的基石——机械能的转换与耦合 本部分将为读者打下坚实的理论基础,探讨机械传动系统的基本概念和物理法则。我们将从能量守恒和功率传输的角度出发,阐述机械能是如何被捕获、放大或减小的。 第一章:力、扭矩与功率的统一场论 本章首先界定传动系统的核心要素:力、扭矩(力矩)和功率。我们详细解析了这些物理量在不同工况下的相互关系,并引入了“有效功”和“损耗功”的概念,为后续讨论传动效率做铺垫。重点内容包括如何精确计算负载转矩,以及在瞬态启动与制动过程中转矩的动态变化特性。 第二章:齿轮几何学与啮合的艺术 齿轮作为机械传动最古老而强大的工具,其设计哲学凝聚了数百年来的智慧。本章将深入齿轮箱的核心:齿的形状。我们将详细剖析标准直齿圆柱齿轮的渐开线生成原理,探讨变位齿轮如何解决根切问题并优化接触强度。此外,斜齿轮、人字齿轮以及蜗轮蜗杆等不同类型的齿轮在不同轴向布置和载荷要求下的应用场景与优缺点对比,也将被系统地梳理。 第三章:摩擦、润滑与轴承系统 传动系统效率的损耗大多源于摩擦。本章致力于分析摩擦力的本质,区分滑动摩擦与滚动摩擦。随后,我们将焦点转向轴承技术:从经典的滑动轴承到现代高效的滚动轴承(球轴承、滚子轴承),详细介绍它们的结构、载荷方向适应性、以及动态工况下的寿命计算模型(如 $L_{10}$ 寿命)。润滑剂的选择和油膜的形成机制,即流体动力润滑理论,是本章的另一重点,阐述如何通过润滑来隔离金属接触面,实现接近无损的能量传递。 --- 第二部分:经典机械传动机构的结构与功能 本部分将聚焦于那些构成复杂机械装置的基本骨架——经典的传动机构。我们不仅描述它们的外观,更深入挖掘其背后的运动学设计思想。 第四章:带传动与链传动:柔性连接的张力控制 带传动和链传动以其结构简单、安装灵活著称。本章分析了V型带、同步带等不同带型的受力特性,并重点讨论了“初拉力”对传动效率和带寿命的决定性影响。对于链传动,则详细解析了节距、导向机构以及链条的张紧装置,探讨了如何在高冲击载荷下保持链条的同步性和平稳性。 第五章:凸轮机构:非圆周运动的精确编程 凸轮机构是实现复杂、非线性运动转换的理想选择。本章系统地介绍了盘形凸轮、圆柱凸轮等基本形式,重点解析了凸轮廓线的设计方法——包括最小回转(回推)角设计和刚度优化。我们还会通过实际案例展示,如何通过巧妙的凸轮形状设计,实现如气门正时或复杂自动化流程的精准控制。 第六章:连杆机构与异形运动的转化 连杆机构是实现直线往复运动或特殊轨迹运动的关键。本章深入探讨四连杆机构的瞬心法分析,并讲解了曲柄摇杆机构和双曲柄机构的工作原理。尤其关注死点现象的识别与规避,以及如何利用附加机构(如配重)来平衡往复惯性力,以提升系统运行的平稳性。 --- 第三部分:动力学的优化与控制 任何高效的传动系统都必须面对动态载荷、振动和控制的需求。本部分着眼于提升系统的性能极限。 第七章:振动、噪声与动态平衡设计 机械系统的振动是能量浪费和寿命缩短的主要元凶。本章首先介绍了机械系统的一自由度和多自由度系统的固有频率概念。随后,我们详细探讨了如何通过动平衡技术消除旋转部件的离心惯性力,以及如何设计减振器(如粘滞阻尼器)来抑制特定频率的共振现象。 第八章:离合器与制动器的工作原理 离合器和制动器是实现动力接合与分离、以及能量耗散的关键部件。本章将机械摩擦的理论应用于实际:分析了干式离合器、湿式离合器(多片式)的扭矩传递能力和散热性能。对于制动器,则侧重于分析制动力矩的产生过程、热负荷的分配,以及防抱死系统(ABS理论的机械基础)的控制逻辑。 第九章:液压与气动传动:流体力量的引导 在需要大扭矩或长行程控制的应用中,流体传动占据了不可替代的地位。本章区分了液压系统和气动系统的特性,重点解析了泵、马达、阀门在系统中的作用。我们将解析帕斯卡定律在液压系统中的应用,并展示如何通过流量控制阀和压力调节阀,实现对执行器运动速度和负载的精确、柔性控制。 --- 结语 本书旨在提供一个结构完整、覆盖面广的机械传动知识体系,它不局限于某一个特定的机械装置,而是深入机械设计的底层逻辑。通过对几何、材料、润滑和控制的全面解析,读者将能够从根本上理解机械世界的运行规则,并具备分析和设计更复杂传动方案的能力。现代机械的每一点进步,都建立在对这些基本原理的深刻掌握之上。

作者简介

目录信息

前言
第一章初识自动变速器................................1
1.为什么安装变速器?.....................................................1
2.变速器如何分类?.........................................................2
3.什么是自动变速器?.....................................................4
4.自动变速器因何而生?.................................................4
5.自动变速器如何分类?.................................................5
6.自动变速器有多少个零部件?.....................................6
7.自动变速器的构造有哪些?.........................................8
8.自动变速器有何优点?.................................................9
9.自动变速器车辆省油?.................................................9
10.自动变速器没有档?................................................10
11.变速杆位置与档有何区别?.....................................12
12.自动变速器最多可以实现几个档?.........................13
13.为何设计有多个前进档位置?.................................14
14.何为驻车档?............................................................15
15.自动档车有离合器吗?.............................................16
16.变速杆大同小异?....................................................16
17.直通式更好?............................................................17
18.为什么取消前进低档位置?.....................................18
19.手自动一体是怎么回事?.........................................19
20.在N位能起动?.......................................................20
21.如何正确驾驶自动档车?.........................................21
22.自动变速器使用注意事项?.....................................21
23.AT、AMT、DCT、DSG、CVT、KRG是什么?.....22
24.前置前驱自动变速器的特点是什么?......................24
25.前置后驱自动变速器的特点是什么?......................25
26.后置后驱自动变速器的特点是什么?......................26
27.四轮驱动自动变速器的特点是什么?......................27
第二章液力变矩器.....................................28
28.液力变矩器是何物?.................................................28
29.液力变矩器构造有哪些?.........................................29
30.液力变矩器有何作用?.............................................30
31.液力变矩器中有两台“电风扇”?.........................31
32.液力变矩器内的油液如何流动?.............................31
33.液力变矩器可以放大发动机转矩?.........................32
34.机械传动的好处?....................................................33
第三章油泵.................................................35
35.自动变速器的心脏?.................................................35
36.油泵有什么作用?....................................................36
37.油泵的类型?............................................................37
38.什么是内啮合齿轮泵?.............................................38
39.什么是转子泵?........................................................39
40.什么是叶片泵?........................................................40
41.变量叶片泵有何优势?.............................................41
42.自动变速器车最忌讳什么?.....................................42
43.自动变速器如何进行拖车?.....................................42
44.自动变速器车能推着?.............................................42
第四章齿轮变速机构................................43
45.齿轮变速机构有何作用?.........................................43
46.齿轮变速机构有几种形式?.....................................44
47.行星齿轮式变速机构有何部件?.............................45
48.行星齿轮是小角色?.................................................46
49.什么是辛普森式行星齿轮机构?.............................47
50.拉维萘尔赫式行星齿轮机构什么样?......................48
51.普通齿轮式变速器是什么形式?.............................50
52.离合器有什么作用?.................................................51
53.离合器如何工作?....................................................52
54.单向球阀有什么作用?.............................................53
55.离心平衡式离合器有何优势?.................................54
56.制动器有什么作用?.................................................55
57.为什么称为带式制动器?.........................................56
58.带式制动器的结构?.................................................56
59.带式制动器如何工作?.............................................57
60.单向离合器的结构形式?.........................................58
61.差速器因何而生?....................................................60
62.差速器如何差速?....................................................61
63.自动变速器的档如何形成?.....................................63
64.动力如何传递?........................................................64
65.何为发动机制动?....................................................65
66.D1档与L1档有何区别?.........................................66
67.自动变速器如何超车?.............................................67
68.为何自动变速器不能应用在重型车上?..................68
69.凯越4HP-16自动变速器的结构特点?.................69
70.4HP-16变速器1档如何工作?...............................70
71.4HP-16变速器2档如何工作?...............................70
72.4HP-16变速器3档如何工作?...............................71
73.4HP-16变速器4档如何工作?...............................71
74.4HP-16变速器倒档如何工作?..............................72
75.奥迪A6都配备哪些自动变速器?...........................72
76.01V变速器D1、41档动力如何传递?...................73
77.01V变速器2档动力如何传递?..............................73
78.01V变速器3档动力如何传递?..............................74
79.01V变速器4档动力如何传递?..............................74
80.01V变速器5档动力如何传递?..............................75
81.01V变速器倒档动力如何传递?..............................75
82.迈腾09G自动变速器的特点?................................76
83.09G自动变速器1档动力如何传递?......................77
84.09G自动变速器2档动力如何传递?......................77
85.09G自动变速器3档动力如何传递?......................78
86.09G自动变速器4档动力如何传递?......................78
87.09G自动变速器5档动力如何传递?......................79
88.09G自动变速器6档动力如何传递?......................79
89.09G自动变速器倒档动力如何传递?......................80
第五章控制系统..........................................81
90.控制电脑有什么作用?.............................................81
91.控制电脑如何识别当前所处的档位?......................82
92.控制系统都有哪些传感器?.....................................83
93.为何要有节气门位置传感器?.................................84
94.车速传感器为主控信号?.........................................84
95.变速器油温传感器有何作用?.................................85
96.电磁阀有何作用?....................................................86
第六章阀体.................................................87
97.阀体起什么作用?....................................................88
98.阀体的结构是怎么样的?.........................................88
99.主调压阀有什么作用?.............................................89
100.为什么要有次调压阀?...........................................89
101.节气门阀如何动作?..............................................90
102.速控阀起什么作用?..............................................90
103.手控阀提供档位?..................................................91
104.断流阀如何协调工作?...........................................92
105.换档阀是什么?......................................................92
106.单向球阀的好处是什么?.......................................93
107.为什么需要蓄压器?..............................................94
第七章油和冷却器....................................95
108.自动变速器有“血液”?.......................................95
109.血液也有A型、O型?..........................................96
110.为什么ATF不能混加?..........................................96
111.ATF脏了会出现什么后果?....................................97
112.如何更换ATF?.....................................................97
113.滤清器有何作用?..................................................97
114.自动变速器为何要冷却?.......................................98
第八章检测与试验..................................100
115.如何进行“血液”检查?.....................................100
116.为什么称失速试验?............................................101
117.什么是油压试验?................................................102
118.时滞试验有什么用?............................................103
119.手动换档试验如何进行?.....................................104
第九章典型自动变速器.........................105
120.何为CVT无级变速器?.......................................105
121.无级变速器如何实现无级?.................................106
122.双质量飞轮有何优势?.........................................107
123.为何采用不同长度的链节?.................................108
124.可移动链轮为何位于两侧?.................................109
125.Multitronic变速器D位的动力传递?...................111
126.何为双离合变速器?............................................113
127.双离合变速器的技术优势?.................................117
128.双离合变速器如何分类?.....................................118
129.湿式双离合器的构造如何?.................................120
130.三件式同步器的优越性?.....................................122
131.换档执行机构有什么作用?.................................124
132.DSG6速湿式双离合变速器如何工作?..............125
133.DSG双离合变速器1档工作过程?.....................127
134.DSG双离合变速器2档工作过程?.....................128
135.DSG双离合变速器3档工作过程?.....................128
136.DSG双离合变速器4档工作过程?.....................129
137.DSG双离合变速器5档工作过程?.....................129
138.DSG双离合变速器6档工作过程?.....................130
139.DSG双离合变速器倒档工作过程?.....................130
140.DSG7速干式双离合变速器的构造如何?..........131
141.干式双离合器的构造如何?.................................132
142.干式双离合器如何动作?.....................................134
143.DSG7速干式双离合变速器如何工作?..............136
144.DSG7速湿式双离合变速器如何工作?..............139
145.什么是AMT式变速器?.......................................140
146.AMT式变速器如何换档?.....................................144
147.什么是KRG式变速器?......................................145
148.KRG式变速器如何可靠传递动力?.....................147
149.KRG式变速器是如何动作的?.............................148
150.KRG式变速器是如何润滑的?.............................150
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本《汽车为什么会自动换档:图解自动变速器构造与原理》简直是为我这种对汽车机械结构充满好奇的“门外汉”量身定做的。我一直以为自动挡的车就是踩下油门它自己就能搞定,完全没想过里面到底藏着什么样的“魔法”。这本书的厉害之处就在于,它没有一开始就抛出那些晦涩难懂的专业术语,而是用一种非常生活化的语言,把我带入了一个奇妙的机械世界。比如,它解释液力变矩器的工作原理时,那种“像两个风扇相对放置,靠着油液传递动力”的比喻,我一下子就明白了。我特别喜欢它在讲解行星齿轮组时采用的图示,每一个齿轮的咬合、每一个离合器的结合与分离,都被绘制得极其清晰,仿佛我真的能伸手进去触摸到那些精密的零件。阅读过程中,我发现自己对于那些曾经在路上听到的“换挡冲击”或者“顿挫感”也有了更深层次的理解——原来这不单单是车子“毛病”,而是复杂的油压控制和机械配合的结果。这本书不仅解答了“为什么会自动换档”的问题,更重要的是,它让我对汽车的传动系统有了一种全新的、建立在扎实知识基础上的敬畏感。要说缺点,可能就是对于一些更深层次的电控模块(如TCU的算法优化)涉及得还不够深入,但对于一本以“构造与原理”为核心的书来说,它已经做到了极致的通俗易懂和直观展示。我强烈推荐给所有想把车开明白,而不是仅仅会开的人。

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作为一名热衷于拆解和组装模型的老玩家,我习惯于通过动手来理解事物。这本书给了我一个“精神上的拆解”过程。我发现它在讲解行星齿轮组的啮合关系时,所采用的示意图,简直就像是为搭建乐高科技组精心设计的说明书。作者巧妙地利用了“太阳轮、行星架、齿圈”这三个核心元件,通过不同的组合,演示了如何实现减速、增速乃至反转。这种通过“组合逻辑”来理解复杂功能的叙事方式,极大地迎合了我的学习习惯。这本书的排版也值得称赞,文字和图示的留白处理得当,阅读起来不感到拥挤和疲劳。我特别关注了关于“锁止离合器”的部分,它解释了为什么在高速巡航时,液力变矩器会“锁死”以提高传动效率,避免了传统液力耦合带来的功率损失。这种对效率提升细节的关注,让这本书的深度非常耐人寻味。它成功地将一个复杂的机电液压一体化系统,分解为了可以被逻辑推演的部件,对于任何喜欢探究事物内在逻辑的人来说,都是一次非常充实的阅读体验。

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我是一个机械设计专业的学生,平时接触的都是更偏向于理论分析的教材。坦白讲,我最初翻阅这本书只是抱着“看看科普书是怎么解释我的专业知识”的心态。结果却让我有些惊讶。这本书的高明之处在于,它能够精准地在“科普的趣味性”和“工程学的严谨性”之间找到一个绝佳的平衡点。它没有为了追求趣味性而牺牲关键细节,比如在讲解换挡电磁阀(Solenoid Valve)的工作特性时,它不仅描述了其开关状态,还涉及到了脉宽调制(PWM)对油压控制的精细调节作用,这对于我们专业人士来说是非常有价值的参考。更让我眼前一亮的是,它对“故障诊断的初步思路”也进行了概述,虽然不是详尽的维修手册,但它引导读者思考“如果某个档位打滑,可能与哪个部件的压力不足有关”,这极大地提高了对变速箱运行逻辑的理解深度。这本书与其说是一本入门读物,不如说是一本优秀的“桥梁书”,它成功地将学院派理论与实际应用场景做了有效的对接。对于我来说,它补足了课本中过于抽象的动态过程描述,让抽象的压力曲线和扭矩传递变得“触手可及”。

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说实话,我本来是对这种技术手册类的书籍抱有很大抵触情绪的,总觉得它们要么是翻译腔十足的冷冰冰的教科书,要么就是充斥着让人眼花缭乱的工程图纸。然而,这本书的叙事节奏拿捏得非常好。它不像某些教材那样,上来就要求你掌握复杂的数学公式,而是像一位经验丰富的技师在耐心指导你拆解一台引擎一样,步骤清晰,循序渐进。我尤其欣赏作者在描述不同类型自动变速器(比如传统的液力自动变速箱AT和后来的CVT、DCT)演变过程时所体现出的历史观。这让我明白,技术的发展从来不是一蹴而就的,每一次革新都是为了解决上一个阶段的痛点。举个例子,当它解释CVT如何通过钢带和锥轮实现“无限速比”时,那种“没有固定档位”的理念冲击了我对传统换挡的认知。这本书的语言风格非常平实,没有过多的浮夸,但字里行间透着一股严谨的专业精神。读完之后,我再去观察路上的车辆换挡瞬间,脑海里立刻浮现出内部液压系统对摩擦片施加压力的画面,那种“洞察本质”的感觉非常棒。如果非要挑刺,也许是插图的配色可以再丰富一些,让视觉体验更加愉悦,但内容上的扎实程度,绝对是五星。

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坦白说,我买这本书之前,对汽车的了解仅限于“能开就行”的层面。我住在老城区,每天堵车严重,自动挡的便利性让我心动,但又害怕维修成本高昂,因为不懂原理。这本书的出现,彻底打消了我的疑虑。它最大的贡献是“去神秘化”。作者用最朴素的逻辑,把一个看似高深复杂的“盒子”拆解成了清晰的几大功能模块。我最喜欢它对“油液”角色的阐述,油液不再仅仅是润滑剂,而是整个系统的“能量传递介质”和“压力控制核心”,这个概念的建立非常关键。通过阅读,我明白了为什么保养时必须使用特定规格的变速箱油——因为不同的粘度和特性直接影响到离合器的接合精度和液力变矩器的效率。这种知识层面的提升,让我对汽车的“健康”有了更主动的关注。它不仅让我知道了“它怎么换档”,更让我明白了“我该怎么去爱护它”。对我这样一个普通的车主而言,这本书的价值已经远远超过了它的定价,它赋予了我对自己的座驾更深一层的掌控感。

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