汽车手动变速器工作原理图解(一)汽车需要变速器,这是由汽车发动机的物理特性决定的。首先,任何发动机都有速度极限,转速超过这个最大值,发动机就会爆炸。
其次,如果读过马力及其应用,您就会知道,在马力和扭矩都达到最大值时,发动机的转速变化范围很小。
例如,发动机可能在5,500转/分时产生最大马力。
在汽车加速或者减速时,变速器的存在使发动机与驱动轮之间的齿比能够发生变化。
通过改变齿比,就能使发动机转速保持在速度极限以下,并且使发动机接近最佳性能转速区。
奔驰Actros重型卡车的手动变速器
汽车内部按钮图解在理想情况下,变速器齿比变化范围非常大,因而发动机总是以单一的最佳性能转速运行。
这就是无级变速器(CVT)的概念。CVT的齿比范围几乎没有任何限制。
过去,CVT在成本、尺寸和可靠性方面都不能与四速和五速变速器抗衡,所以在量产汽车中看不到它们。
目前,设计方面的改善使CVT得到了普及。丰田普锐斯就是使用CVT的混合动力汽车。
变速器通过离合器与发动机连接。
因此,变速器输入轴的转速与发动机相同。
奔驰C级运动型跑车六速手动变速器
五速变速器为输入轴提供五种不同的齿比,以便在输出轴产生不同的转速值。以下是一些典型的齿比:
接下来让我们看看简单的变速器。为了帮助了解变速器的基本原理,下图显示了处于空挡状态的简单两速变速器。
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绿轴将发动机与离合器连接起来。
绿轴和绿齿轮连在一起,形成一个整体。
(离合器是用于连接发动机和变速器或断开其间连接的装置。
踩下离合器踏板时,发动机与变速器断开,此时虽然汽车并不移动,但发动机仍在运转。
而松开离合器踏板时,发动机和绿轴就直接连在一起。绿轴和齿轮的转速与发动机相同。)
红轴及红齿轮称为副轴。
它们也连为一个整体,因此副轴上的所有齿轮和副轴本身作为整体旋转。
绿轴与红轴直接通过各自的啮合齿轮连接起来,所以当绿轴转动时,红轴也会转动。
因此,一旦离合器接合,副轴就直接从发动机获得动力。黄轴是花键轴,通过连接到汽车驱动轮的差速器直接与驱动轴相连。如果车轮转动,黄轴也将随之转动。蓝齿轮连在轴承上,因此会随黄轴转动。
如果发动机已关闭,但汽车还在滑行,则在蓝齿轮和副轴停止运动时,黄轴仍可能在蓝齿轮内部转动。
轴环将两个蓝齿轮中的一个连接到黄驱动轴上。
它通过齿槽直接与黄轴相连,并与黄轴一起转动。
但轴环也可以沿着黄轴左右滑动,从而选择性地接合两个蓝齿轮中的一个。
轴环中的齿称为犬齿,可与蓝齿轮侧面的孔相接合。
一挡齿轮
下图显示了当轴环换到一挡时如何结合右边的蓝齿轮:
图中,发动机的绿轴转动副轴,副轴则转动右边的蓝齿轮。齿轮通过轴环驱动黄驱动轴。同时,左边的齿轮也在转动,但只是在其轴上空转,对黄轴并不产生影响。
当轴环位于两个齿轮之间时(如第一图所示),变速器为空挡状态。
黄轴上以不同速率运转的两个蓝齿轮都通过其与副轴的速比来控制。
通过以上讨论,您可以回答以下几个问题:
在换挡时,如果操作错误,听到可怕的碾磨声,这个声音不是误啮合齿轮发出的。
从图中可以看出,所有轮齿总是处于完全啮合状态。
这种碾磨声是犬齿接合蓝齿轮侧孔失败发出的
这里显示的变速器没有“同步”(在下文中讨论),所以使