你不懂换挡：在你销魂动作的背后，变速箱都忙活些啥？

我是舒克

（小型黄色出租面包车/文）你现在开车是怎么换挡的？是1、3、5向前，2、4、6（如果有的话）向后的手动换挡？还是P-R-N-D序列的自动挡汽车？

我的变速器与《速度与激情》中的变速器

就像《速度与激情》中随处可见的各种飙车镜头中，总是少不了驾驶者快速打方向过弯后，一脚离合踩到底向上推挡杆完成升档，然后车子快速冲出的镜头。这些电影中飙车用的手动挡（MT）车型，频繁快速的换挡过程看起来操作起来都紧张刺激充满乐趣。然而当我们操纵手动变速箱的时候，变速器是怎样工作的呢？手动档的档位设置为啥是上上下下左左右右的形态呢？

从手动变速箱的结构上看（下图），排档杆通过机械结构与变速箱直接相连，换挡时，控制不同档位的同步器与相应档位的齿轮相连，使原本空转的齿轮带动输出轴旋转以传递动力。像下图的5速变速箱，有三根换挡拨叉，所以我们在换挡时，纵向切换的是相同拨叉上的两个档位，横向切换的则是不同的换挡拨叉。由于发动机转速太快，若直接换挡容易损坏同步器与齿轮之间的接合机构，故先踩下离合器，使发动机与变速箱之间的动力连接暂时断开，再操纵排档杆完成换挡，这也是为什么换挡的时候转速会迅速下降。

这种坐上去自己动的纯机械手动控制方式固然很有乐趣，但是遇到堵车的话，长时间踩离合左腿会特别受罪。

手动变速箱的结构示意图

自动变速箱（AT）的画风则完全不一样，比如在各种情形喜剧的车上镜头，驾驶者基本会一直手握方向盘几乎不管换挡，操作要轻松得多。然而在一个轻松的驾驶人背后，自动变速箱的原理其实更为复杂。

《生活大爆炸》中的开车镜头，几乎不管换挡

相比手动变速箱，自动变速箱的排档杆并不直接控制档位，它只用来切换自动工作的模式，传统的自动变速箱的排档杆相当于一个单刀多掷开关，控制变速器的换挡电路。在结构上，自动变速箱并没有手动变速箱的脚踩离合器，而是普遍采用液力变矩器传递动力。液力变矩器通过与发动机曲轴相连的泵轮旋转带动内部工作液运动向与变速箱相连的涡轮运动来传递扭矩，原理类似于两台电风扇相对，一台风扇工作产生的风带动另一台风扇一起运动。

液力变矩器利用流体运动传递扭矩和转速

变速部分，自动变速箱主要通过行星齿轮机构实现，如下图所示，内中外三组齿轮可以固定其中任意一个而另外两种齿轮运动产生不同的传动组合，在变速箱内，通过液压控制系统根据情况自动控制多片离合器、单向离合器和制动器等执行机构对不同齿轮的运动进行控制，来达到不同的档位。这种利用液压和电控自动控制变速箱的方式液体传动自身运动会消耗一部分能量，传动效率较低，所以油耗相比手动档会有所增加，但是操作相比手动变速箱更加简单，所以得到了越来越广泛的应用。

行星齿轮中固定不同的部分则会有不同的传动效果

那……你说的改变换挡习惯是不是老美国车的怀挡？

采用怀档的90年代的别克路霸，看方向盘后面那根黑又长

当然不是，怀档只不过排档杆的形状和位置不同而已，并没有太多的不同。而换档逻辑改变带来的使用上的变化就很大了，比如一种R-N-‘P’-D序列的自动变速箱，区别于传统的P-R-N-D序列，这种变速箱从P档切换到D档无需再经过R、N两个档位，换档效率更高。

有人肯定要问：我有时候会接近红灯时空挡溜车从D档换入N档，用这种排挡岂不是会先进入P挡？

以采用这种换挡序列的别克新君越为例，其全系都搭载了名为ETRS的电子排档，这根排档杆很像一根游戏手柄的拨杆，中间的P档位置并不是驻车档，只是拨杆的中心初始位置，在换挡时只需按照排档杆上的方向提示拨动排档杆即可，换档之后排档杆依旧回到初始位置，这样从D档换入N档仅需再向前拨动一下排档杆即可，并且在每次换当时都可以减少操作，效率进一步提高。而真正的P档则是由排档杆上方的实体按键控制，这样在任何档位下都可以直接进入P档。

采用“R-N-‘P’-D”顺序的ETRS电子排档杆

从任何档位下都可以直接进入P档听起来还是有误操作的可能，毕竟那么大一颗按键在上面，不按一下哪能满足好奇心……

使用电子排档杆除了不需要机械结构节省空间外，另一个好处就是可以通过程序设置来尽量避免误操作。比如如果在高速状态下误换入P档，系统会先对车速进行判断，然后先将变速箱档位切换到N档，待车辆经过空档滑行将速度降至合适的条件后，再切换到P档，减少因为误操作对变速箱造成的损害。除此之外，在任何非P档下停车熄火后，都会自动切换至P档；在D档怠速或是启停功能启用中，驾驶员解开安全带、打开车门或松开刹车时，变速箱会自动切换到P档；当车辆在坡道停车并切换到P档时，则自动启动EPB电子手刹，以防止变速箱过载。通过这样的程序设计，来防止行驶过程中的因为误操作等情况造成的安全隐患。

另外，还有一款DSS智能启停变速箱，搭载在2.0T君越上面，其在原理上与普通的液力变矩器自动变速箱相似，依旧由液力变矩器将转矩传递至变速箱，并通过控制多片式离合器和制动器等切换不同的齿轮组合来实现换挡，区别在于DSS变速箱内有一个蓄能装置，可以将油压转化为能量储存起来，当发动机自动启停结束重新启动时，蓄能装置会释放能量，使整个动力总成更快更平稳的恢复到工作状态。

像R-N-‘P’-D序列电子排档杆以及DSS智能启停变速箱这样使驾驶操作效率更高的变化，在未来会越来越多，工程师总是不断地改进汽车各方各面的结构和功能，汽车就是这样一步步发展过来的，未来也将这样继续发展下去。

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