變速箱工作原理
變速箱的工作原理是利用不同齒數(shù)的齒輪嚙合和傳動(dòng)的組合來改變轉(zhuǎn)速和扭矩。
變速箱分為手動(dòng)和自動(dòng)。手動(dòng)變速箱主要由齒輪和軸組成,不同的齒輪組合產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速和扭矩。自動(dòng)變速器AT由液力變矩器、行星齒輪和液壓控制系統(tǒng)組成,通過液力傳動(dòng)和齒輪組合實(shí)現(xiàn)變速和變扭矩。
變速器是內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車的必要部件。安裝在汽車上的變速器通常有多個(gè)不同的轉(zhuǎn)速/扭矩轉(zhuǎn)換比,通常稱為“檔位”或“檔位”,以適應(yīng)不同行駛速度下轉(zhuǎn)速/扭矩組合的不同要求。啟動(dòng)時(shí),需要低速大扭矩;而高速行駛需要高轉(zhuǎn)速低扭矩。
一般來說,需要手動(dòng)操作來換擋的變速器稱為“手動(dòng)變速器”或“手動(dòng)擋”,通過機(jī)械自動(dòng)換擋的變速器稱為“自動(dòng)變速器”或“自動(dòng)擋”。最近出現(xiàn)了可以連續(xù)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速/扭矩轉(zhuǎn)換比的無級(jí)變速器,也是自動(dòng)變速器的一種。
手動(dòng)變速器(也叫手動(dòng)變速器)是汽車變速器最基本的類型。它的作用是改變傳動(dòng)比(傳動(dòng)比),傳動(dòng)比是變速器檔位放大的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的倍數(shù)。車輛靜止和剛起步時(shí),由于質(zhì)量較大,需要較大的牽引力驅(qū)動(dòng)。根據(jù)杠桿原理,扭矩利用半徑最長(zhǎng)的低速檔放大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩,幫助車輛開始前進(jìn)。
車輛行駛后,慣性會(huì)一直向前,所以車輛可以用較小的扭矩繼續(xù)向前行駛。所以換成扭矩放大倍數(shù)更小但轉(zhuǎn)速更快的小齒輪,可以用更少的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)速,不僅省油,而且更快。
在手動(dòng)變速器中,飛輪安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上,并隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。離合器位于壓盤和飛輪之間,在壓盤的壓力下壓在飛輪上。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)且離合器接合時(shí),飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)離合器片,從而轉(zhuǎn)動(dòng)變速箱。
踩下離合器踏板時(shí),甩軸承被激活,導(dǎo)致壓盤停止向離合器片施壓。這導(dǎo)致離合器片停止從發(fā)動(dòng)機(jī)接收動(dòng)力,以便它可以在不損壞變速器的情況下?lián)Q檔。松開離合器踏板后,軸承松開,離合器片再次保持緊貼飛輪,從而開始接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。
現(xiàn)代汽車手動(dòng)變速器通常使用四到六個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔。重型卡車等重型裝備的變速箱通常有8至25個(gè)檔位,檔位范圍廣,傳動(dòng)比接近,使發(fā)動(dòng)機(jī)能在動(dòng)力帶運(yùn)行。
駕駛員可以通過踩下離合器踏板和操作變速桿來選擇任何檔位。還有少數(shù)手動(dòng)變速器,比如摩托車變速器和一些賽車變速器,只允許順序換擋。這些變速器被稱為順序換檔變速器。
對(duì)于手動(dòng)或順序變速器,動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸到離合器,然后到變速箱,變速箱直接輸出到傳動(dòng)軸,傳動(dòng)軸又進(jìn)入差速器,最后到達(dá)差速器中的最后一個(gè)傳動(dòng)軸,到達(dá)車輪。手動(dòng)變速器順序:發(fā)動(dòng)機(jī)離合器傳動(dòng)軸差速器傳動(dòng)軸車輪。
手動(dòng)變速器的工作原理如下圖所示(從左到右,從上到下分別是:倒檔、靜止檔、一檔、二檔、三檔、四檔)。
離合器用于連接或分離發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力傳輸系統(tǒng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火的情況下,安全平穩(wěn)地?fù)Q擋。離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)的部分扭矩和轉(zhuǎn)速傳遞給傳動(dòng)系統(tǒng)的其余部分,將傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)解耦,最后,當(dāng)它們完全鎖定時(shí),整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速直接并物理地傳遞給傳動(dòng)系統(tǒng)的其余部分。
差速器是一種使左右驅(qū)動(dòng)輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)彎時(shí),轉(zhuǎn)彎外側(cè)的車輪比內(nèi)側(cè)的車輪行駛更遠(yuǎn)的距離,這意味著外側(cè)的車輪比內(nèi)側(cè)的車輪行駛更遠(yuǎn)的距離。差速器是調(diào)節(jié)左右車輪速度差的裝置。例如,當(dāng)汽車陷入泥或雪中時(shí),一個(gè)車輪可以自由旋轉(zhuǎn),因?yàn)樗鼪]有足夠的抓地力,而另一個(gè)車輪可以在地面上保持靜止。
自動(dòng)變速器的傳動(dòng)順序略有不同,因?yàn)殡x合器和手動(dòng)變速器換成了變矩器和自動(dòng)變速器。自動(dòng)變速器順序:減速箱分動(dòng)箱前驅(qū)動(dòng)軸和后驅(qū)動(dòng)軸或中央差速器或錐齒輪減速箱。
另一種變速箱是雙離合變速箱,通過兩組離合器工作。最初裝配在賽車上,可以消除換擋離合器時(shí)動(dòng)力傳遞的停滯?,F(xiàn)在,這種雙離合器已經(jīng)從賽車廣泛應(yīng)用于一般家用車。
大眾全系車型均配備6速或7速雙離合變速箱,部分國(guó)產(chǎn)汽車品牌甚至將雙離合作為新車型的賣點(diǎn)。這些車配備了雙離合變速箱,是為了換擋比自動(dòng)變速箱更平穩(wěn),沒有遲滯。
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