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手动档变速器原理
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2017-11-14
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一、
变速箱
的作用 发动机的物理特性决定了变速箱的存在。首先,任何发动机都有其峰值转速;其次,发动机最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。比如,发动机最大功率出现在5500转。变速箱可以在汽车行驶过程中在发动机和
车轮
之间产生不同的变速比,换档可以使得发动机工作在其最佳的动力性能状态下。理想情况下,变速箱应具有灵活的变速比。无级变速箱(CVT)就具有这种特性,可以较好的发挥发动机的动力性能。 二、CVT 无级变速箱有着连续的变速比。其一直因为价格、尺寸及可靠性的关系而没有大量装备汽车。现在,改进的设计使得CVT的使用已比较普遍。国产AUDI 2.8 CVT 变速箱通过
离合器
与发动机相连,这样,变速箱的输入轴就可以和发动机达到同步转速 奔驰C级Sport Coupe 6速手动变速箱一个5档的变速箱提供5种不同的变速比,在输入轴和输出轴间产生转速差。见下表:三、简单的变速箱模型 为了更好的理解变速箱的工作原理,下面让我们先来看一个2档变速箱的简单模型,看看各部分之间是如何配合的:输入轴(绿色)通过离合器和发动机相连,轴和上面的齿轮是一个部件。 轴和齿轮(红色)叫做中间轴。它们一起旋转。轴(绿色)旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转,这时,中间轴就可以传输发动机的动力了。 轴(黄色)是一个花键轴,直接和驱动轴相连,通过
差速器
来驱动汽车。车轮转动会带着花键轴一起转动。 齿轮(蓝色)在花键轴上自由转动。在发动机停止,但车辆仍在运动中时,齿轮(蓝色)和中间轴都在静止状态,而花键轴依然随车轮转动。 齿轮(蓝色)和花键轴是由套筒来连接的,套筒可以随着花键轴转动,同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮(蓝色)。 1档挂进1档时,套筒就和右边的齿轮(蓝色)啮合。见下图:如图所示,输入轴(绿色)带动中间轴,中间轴带动右边的齿轮(蓝色),齿轮通过套筒和花键轴相连,传递能量至驱动轴上。在这同时,左边的齿轮(蓝色)也在旋转,但由于没有和套筒啮合,所以它不对花键轴产生影响。 当套筒在两个齿轮中间时(第一张图所示),变速箱在空挡位置。两个齿轮都在花键轴上自由转动,速度是由中间轴上的齿轮和齿轮(蓝色)间的变速比决定的。 四、真正的变速箱如今,5档手动变速箱应用已经很普遍了,以下是其模型。换档杆通过三个连杆连接着三个换档叉,见下图在换挡杆的中间有个旋转点,当你拨入1档时,实际上是将连杆和换档叉往反方向推。 你左右移动换档杆时,实际上是在选择不同的换档叉(不同的套筒);前后移动时则是选择不同的齿轮(蓝色)倒档 通过一个中间齿轮(紫色)来实现。如图所示,齿轮(蓝色)始终朝其他齿轮(蓝色)相反的方向转动。因此,在汽车前进的过程中,是不可能挂进倒档的,套筒上的齿和齿轮(蓝色)不能啮合,但是会产生很大的噪音。 同步装置同步是使得套筒上的齿和齿轮(蓝色)啮合之前产生一个摩擦接触,齿轮(蓝色)上的锥形凸出刚好卡进套筒的锥形缺口,两者之间的摩擦力使得套筒和齿轮(蓝色)同步,套筒的外部滑动,和齿轮啮合。 汽车厂商制造变速箱时有各自的实现方式,这里介绍的是一个基本的概念!
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