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眾所周知,汽車發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)速通�？梢愿哌_7500rpm甚至更高,我們不能簡單地將這種轉(zhuǎn)速直接傳遞到車輪上,因為那樣會使輪速過高、扭矩過小,無法克服摩擦力驅(qū)動汽車.因此,在這一前提條件下,人們發(fā)明了機械閉鎖機構(gòu)用來按不同比例降低輸出轉(zhuǎn)速增大扭矩,這也就是通常我們所說的變速箱. 在變速箱中配備的齒輪一般可分為直齒輪和斜齒輪兩種.由于斜齒輪輪齒具有一定的角度,更容易分級掛檔,并且切換檔位的比直齒輪更為平順安靜,所以汽車和摩托車基本都采用斜齒輪式變速箱.斜齒輪作為變速箱還具有另外一個優(yōu)點,那便是更利于改變嚙合齒輪的運動方向,因為輪齒角度為45°,那么兩個同樣結(jié)構(gòu)的斜齒輪便可以垂直嚙合. 在變速箱中,各級齒輪間的齒比由齒輪的齒數(shù)決定.例如,嚙合的兩個齒輪輪齒數(shù)分別為20和10,那么前者輸入端轉(zhuǎn)一圈就會帶動后者輸出端轉(zhuǎn)兩圈,變數(shù)比即為2:1.實際上,這也就達到了通常意義上所說的家當?shù)哪康牧?同理,減擋時就是傳遞端為齒數(shù)較少的齒輪,而接受端為齒數(shù)較多的齒輪,當傳遞端齒輪轉(zhuǎn)動一周,接受端齒輪轉(zhuǎn)動半周,因此其速比為1:2 將幾組不同規(guī)格的齒輪嚙合在一起,便可以構(gòu)建一個機構(gòu)來快速地升降擋了.以此類推,假設一套齒輪機構(gòu)傳遞端齒輪為20齒,二級齒輪為40齒,接受端齒輪為50齒,那么第一級變速比為1:2,第二級4:5,最終的變速比為兩級變速比之積,即2:5.因此,變速箱中的一套斜齒輪機構(gòu)是用來將發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速換為變速箱輸出軸的傳遞. //通過變速箱的變速比可以計算出發(fā)動機某一轉(zhuǎn)速下的車速// 值得注意的是,幾乎所有車輛的變速箱都具有一套差速器齒輪,它可以產(chǎn)生終傳比.差速器齒輪由一個小齒輪和一個大齒圈構(gòu)成,前面提到的斯巴魯5速手動變速箱的終轉(zhuǎn)比為4.444:1,這就是變速箱輸出軸到車輪驅(qū)動半軸的最終變速比.我們可以看到,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速在3000rpm時,變速箱處于5擋,那么變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)速就為4065rpm,然后通過終傳比為4.444:1的差速器,最后傳到驅(qū)動半軸的轉(zhuǎn)速則為914rpm.毫不夸張地說,如果知道車輪尺寸,利用上面的比例關系求出這款翼豹在發(fā)動機某一轉(zhuǎn)速下的最高車速也不是不可能的事.例如已知翼豹的車輪尺寸為205/55R16,整個車輪的半徑r為258mm,那么車輪的周長就為2r乘以圓周率3.14,為1620.24mm;已知5擋時的變速箱輸出轉(zhuǎn)速為4065rpm,那么每分鐘行駛距離就用1620.24mm乘以4065rpm即為6586275.6mm,換算成m即為6586.2756m,然后得出發(fā)動機在3000rpm時車速為109.7km/h. 在普通變速箱的內(nèi)部構(gòu)造中,你能看到不同規(guī)格的斜齒輪嚙合在一起.靠下方的軸稱為動力輸出軸,用來和離合器相連,而離合器則直接與發(fā)動機飛輪相連.靠上方的齒輪軸即為變速箱的輸出軸,其中包括5個斜齒輪和前,中,后3套變速拔叉. 當離合器于飛輪結(jié)合時,動力輸出軸轉(zhuǎn)動,固結(jié)在動力輸出軸上的斜齒輪也隨之轉(zhuǎn)動,它們與輸出軸上一系列可以繞其空轉(zhuǎn)的斜齒輪嚙合,同時我們可以看到變速拔叉可以帶動一系列具有內(nèi)花鍵的結(jié)合套滑動,結(jié)合套通過花鍵與輸出軸相連,并且可以軸向滑動.當我們推動換擋桿換擋時,換擋機構(gòu)帶動變速拔叉軸向推動結(jié)合套. //變速箱的工作原理比想象中的要簡單,一下從4個方面分別說明// 換擋平順性 還是以翼豹的5速手動變速箱為例.當換擋桿推向4擋時,變速拔叉隨之軸向后移,同時推動接合套后移,內(nèi)花鍵與4擋斜齒輪前端的外花鍵接合,通過花鍵的接合將接合套與輸出軸鎖止.當離合器接合時,發(fā)動機曲軸便驅(qū)動動力輸出軸轉(zhuǎn)動,變速箱輸出軸上的其他系齒輪空轉(zhuǎn).剛才被鎖止的4擋斜齒輪即刻起便與動力輸出軸上的齒輪接合,輸出動力至半軸最后到車輪.綜上所述,為了掛上4擋,接合套從3擋斜齒輪滑向4擋斜齒輪,這就是為什么我們需要離合器的原因.同時這也是當我們推動換擋桿換擋時,變速箱摩擦噪聲產(chǎn)生的原因. 在通常情況下,人們會產(chǎn)生一個誤區(qū)—換擋噪音來自齒輪間嚙合時的摩擦.誠然,這實際上是由接合套花鍵與斜齒輪花鍵接合不當時產(chǎn)生的,這種情況通常發(fā)生在換擋時離合器接合過快的情況下.所以過去技術陳舊的汽車通常需要踩兩腳離合才能實現(xiàn)平順換擋.所謂將接合套滑動至與下一級斜齒輪嚙合.而現(xiàn)在的汽車都加入了同步器,加、減擋都只需要一腳離合即可. 齒輪同步嚙合 同步器(同步器齒輪機構(gòu))可以達到同步嚙合的效果,其原理是當與下一級斜齒輪嚙合之前,將接合套的轉(zhuǎn)速提升到一個適宜嚙合的值. 倒擋原理 倒擋的原理其實就是上述變速器換擋原理的一種延伸,不同之處就是多了一個變向的齒輪而已.倒擋功能一般由三個上、中、下嚙合在一起的齒輪實現(xiàn),而非前進擋中的兩個齒輪嚙合.同樣的,上齒輪在變速箱輸出軸上,下齒輪在中間軸上,而在它們之間嚙合著一個用與變向的齒輪. 變速箱的搭檔—離合器 看到這里,或許你已經(jīng)對變速箱的工作原理有了個大致的了解—從速比到各擋位工作關系,再到變速的原理.接下來還有一個汽車變速時起重要作用的機構(gòu)需要了解,他就是離合器. 簡言之,離合器的作用就是使你能夠在汽車行駛時變換擋位,火災紅燈時停車而不用關閉發(fā)動機.因為發(fā)動機一旦起動,就會帶動曲軸始終運轉(zhuǎn),曲軸又與動力輸出軸相連,所以此時就需要一個能夠在發(fā)動機曲軸和變速箱中間軸之間可以切斷動力機構(gòu),自然離合器就充當了這個角色.離合器由壓盤、飛輪和從動盤三個基本部分構(gòu)成.其中飛輪與發(fā)動機曲軸相聯(lián),而從動盤通過花鍵與變速箱中間軸相聯(lián). 順序式手動變速箱--------SMG 如果你是個不折不扣的賽車迷,就不難發(fā)現(xiàn)車手在比賽時操縱的變速箱擋位布置大多數(shù)非傳統(tǒng)的“H”式,取而代之的是前進、后退,或者”藏”在方向的拔片式換擋方式,即順序式變速箱. 拔片式換擋其實與通常的變速桿換擋在功能上大同小異,只是它采用電子而非機械地傳遞換擋信號.所以順序式變速箱仍舊屬于手動變速箱范疇,只是它的變速箱內(nèi)部變速(換擋)拔叉與傳統(tǒng)手動變速箱的變速拔叉有區(qū)別-----傳統(tǒng)手動變速箱的每個變速拔叉位置相對自由,而順序式變速箱的每個變速拔叉由一根帶有螺旋槽的變速軸聯(lián)結(jié)在一起.當變速桿或者變速拔片向前、向后移動時,聯(lián)結(jié)變速拔叉的變速軸也隨之轉(zhuǎn)動相應的角度,這種扭轉(zhuǎn)促使軸上的螺旋槽帶動變速拔叉向前或向后移動.因此,每一次換擋就會使變速軸旋轉(zhuǎn)一定的角度,并帶動所有的變速拔叉同時動作. 固然,操作順序式變速箱時你不能從一擋直接升三擋,而是必須一擋一擋向上銜接.賽車手靠雙擊方向盤后的拔片來實現(xiàn)空擋并切斷動力換入下一擋,這樣的換擋方式比普通的變速桿換擋更加迅速.所以目前越來越多的普通轎車也采用這一設計,如三菱Outlander、雪鐵龍C3、雷克薩斯IS300、寶馬6系等等. 自動變速箱-----AT 相對于手動變速箱來說,自動變速箱在操作和基本構(gòu)造上有很大的差別.例如在起動汽車時,你不用踩離合器踏板在轉(zhuǎn)動電門,因為自動變速箱根本不需要傳統(tǒng)意義上的腳踩式離合器,取而代之的是液力變矩器. 液力變矩器主要由泵輪、渦輪以及固定不動的導輪組成.變矩器正常工作時,轉(zhuǎn)動的泵輪通過油腔內(nèi)的循環(huán)油將轉(zhuǎn)矩傳遞到渦輪上.變矩器不僅能傳遞轉(zhuǎn)矩,在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況下,隨著渦輪轉(zhuǎn)速的不同(具體表現(xiàn)為汽車的行駛速度)而改變渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩值,在循環(huán)油流動的過程中,固定不動的導輪給渦輪一個作用力矩,使渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩不同于泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩. 液力變矩器雖然能在一定范圍內(nèi)自動地、無級地改變轉(zhuǎn)矩比和轉(zhuǎn)動比,但卻存在這變矩能力與效率之間的矛盾,這很難滿足汽車的使用要求,故目前的自動變速箱廣泛采用液力變矩器與齒輪相結(jié)合的形式.如果將自動變速箱拆開,你會發(fā)現(xiàn)一套煩瑣而復雜的機構(gòu)”擠”在一個狹小的箱體力,而機構(gòu)的中心就是一套行星齒輪系.在自動變速箱中,僅通過一套行星齒輪系便能提供所有的變速比-----這聽起來似乎有些神奇,不過自動變速箱的復雜程度的確是手動變速箱無法比擬的------因為齒輪太多了! 任何行星齒輪系都是由三個主要部分構(gòu)成,即太陽輪、行星輪以及環(huán)形齒圈.它們都能在適當?shù)奈恢帽绘i止,同時更為重要的是其中任何一部分也能作為動力的輸入或者輸出端.如果將其中的任意兩部分鎖止,它就會產(chǎn)生1:1的速比,不過自動變速箱究竟是怎樣實現(xiàn)一套齒輪機構(gòu)所需要的各級變速比的呢?這里我們通過一套行星齒輪系來說明,其中最外邊的環(huán)形齒圈齒數(shù)為75,最里面的太陽輪齒數(shù)為25. 半自動變速箱------AMT 半自動變速箱實際是由普通手動變速箱派生出的一種形式.其實將它稱為非離合手動變速箱更為確切.半自動變速箱沒有行星齒輪和變矩器,和普通手動變速箱結(jié)構(gòu)一樣,它有中間軸、輸出軸、離合器和變速拔叉等.鄭重變速箱通常有三種換擋方式,其中兩種采用拔片式換擋,第三種則采用傳統(tǒng)換擋桿的形式(回顧前面提到的順序式變速箱,這就是為什么你并不能從換擋桿或者換擋拔片來判斷它是什么形式的變速箱),SMG和AMT一樣都沒有離合器踏板. 那么半自動變速箱是怎樣工作的呢?以第一種和第二種拔片換擋形式為例,當你拔動換擋拔片時,一套液力裝置用來分離離合器,在其接合之前推動變速拔叉選取下一級擋位齒輪.由于系統(tǒng)采用諸如節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器等設備來采集換擋信號,通過ECU直接控制其換擋動作,所以它比普通手動變速箱的人為換擋迅速且平順.第三種變速桿形式,除了同樣采用液力裝置外,還增設了與換擋桿連接的”霍爾”傳感器.通過這種方式,人為的換擋動作可以由此傳感器來采集.且通過與電腦配合來控制離合器“離合”.因此除了不用踩離合器踏板外,我們還能像普通的”手動換擋”一樣來駕駛我們的車輛.目前隸屬于意大利菲亞特集團的瑪涅蒂-馬瑞利公司就是世界上先進的AMT供應商,像自主品牌奇瑞QQ3就裝備了它供應的AMT變速箱. 無級變速箱----CVT 無級變速箱這一理念最早由荷蘭達夫(DAF)卡車公司于1958年首先提出.起初,CVT只是應用在一些小排量的兩沖程機動車上,知道2005年當日產(chǎn)汽車公司在旗下的轎車和SUV上推出”無沖擊變速”這一概念的變速箱時,無級變速箱即CVT才得以真正在量產(chǎn)車上采用.除了結(jié)構(gòu)上的簡單外,無級變速箱還有一個最大的優(yōu)勢在于:它可以通過不間斷地連續(xù)變速來獲得發(fā)動機的最大扭矩.因此,無級變速箱能使發(fā)動機總是處于最佳工作狀態(tài).在此插句題外話-----1994年國際汽聯(lián)禁止在F1比賽中采用無級變速箱,原因很簡單，就是因為它能讓賽車太過于“瘋狂”！ 所謂無級變速,簡而言之就是力矩傳遞無頓挫感的變速.無級變速箱的原理其實比想像的要簡單,沒有互相嚙合的齒輪,沒有離合器,沒有摩擦盤等等,取而代之的是“兩輪一帶”機構(gòu)。 “兩輪一帶”結(jié)構(gòu)傳遞著動力,不過結(jié)構(gòu)其實很簡單 無級變速箱究竟是如何工作的呢？絕大多數(shù)CVT是由兩個可變半徑滑輪和一條鋼芯橡膠帶組成。其中一個滑輪與發(fā)動機飛輪相連，而另一個則與輸出軸相聯(lián),它們之間通過皮帶聯(lián)結(jié)。 兩個滑輪通過轉(zhuǎn)動力大小的變化來改變幾何半徑.發(fā)動機端旋轉(zhuǎn)的越快,它的半徑就越大。在它們自動運轉(zhuǎn)的過程中,滑輪的半徑由一套ECU控制的液壓活塞來改變.滑輪本身由一根帶有第一隊圓錐楔結(jié)構(gòu)的花鍵軸構(gòu)成。當這對圓錐楔越接近，纏繞在它們上面的皮帶旋轉(zhuǎn)半徑就越大：同理,當它們隔得越開，纏繞在他們上面的皮帶的旋轉(zhuǎn)半徑就越小。 根據(jù)介紹的齒輪嚙合原理,如果飛輪端滑輪半徑大而輸出端滑輪半徑小，那么就相當于齒輪變速箱的低速檔.當汽車開始加速，兩個滑輪通過皮帶不斷地改變旋轉(zhuǎn)半徑,最終使飛輪端半徑最大而輸出端半徑最小，通過這樣的方式便能達到兩需無級的變速.不過隨著技術的不斷進步，目前CVT中的橡膠帶已由鋼帶代替，其好處在于防止打滑，可以避免由于磨損的原因造成的驅(qū)動帶斷裂,如日產(chǎn)琦君、天籟，以及奧迪A6都采用了可高的鋼帶式CVT。

回答者：qzmwu2016-03-22 00:00