變速器工作原理

手動(dòng)檔變速器工作原理ZT發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，它為車輛的行駛提供源源不停的動(dòng)力，車輛變速器的重要作用就是變化傳動(dòng)比，將合適的牽引力通過(guò)傳動(dòng)軸輸出到車輪上以滿足不一樣車輛在工況下的需求。下面，我們就從構(gòu)造最簡(jiǎn)樸最老式的手動(dòng)變速器說(shuō)起。一般的手動(dòng)變速箱的基本構(gòu)造包括了動(dòng)力輸入軸和輸出軸這兩大件，再加上構(gòu)成變速箱的齒輪，這就是一種手動(dòng)變速箱最基本的組件。動(dòng)力輸入軸與離合器相連，從離合器傳遞來(lái)的動(dòng)力直接通過(guò)輸入軸傳遞給齒輪組，齒輪組是由直徑不一樣的齒輪構(gòu)成的，不一樣的齒輪組合則產(chǎn)生了不一樣的齒比，平常駕駛中的換擋也就是指換齒輪比。輸入軸的動(dòng)力通過(guò)齒輪間的傳遞，由輸出軸傳遞給車輪，這就是一臺(tái)手動(dòng)變速箱的基本工作原理。接下來(lái)，讓我們通過(guò)一種簡(jiǎn)樸的模型來(lái)給大家講講，手動(dòng)變速箱換擋的原理。下圖是一種簡(jiǎn)易的3軸2檔變速箱的構(gòu)造模型輸入軸（綠色）也叫第一軸，通過(guò)離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)相連，軸和上面的齒輪是一種硬連接的部件。紅色齒輪軸叫做中間軸。輸入軸和中間軸的兩個(gè)齒輪是處在常嚙合狀態(tài)的，因此當(dāng)輸入軸旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)帶動(dòng)中間軸的旋轉(zhuǎn)。黃色則是輸出軸，它也叫第二軸直接和驅(qū)動(dòng)軸相連（只針對(duì)后輪驅(qū)動(dòng)，前驅(qū)一般為兩軸），再通過(guò)差速器來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同樣會(huì)帶著花鍵軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，軸上的藍(lán)色齒輪可以在花鍵軸上發(fā)生相對(duì)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止，而車輪仍在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，藍(lán)色齒輪和中間軸出在靜止?fàn)顟B(tài)，而花鍵軸則隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)原理和自行車后軸的飛輪很相似。藍(lán)色齒輪和花鍵軸是由套筒來(lái)連接的，套筒伴隨花鍵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但同步也可以在花鍵軸上左右自由滑動(dòng)來(lái)嚙合齒輪。說(shuō)完這些，換擋的過(guò)程就很好理解了，當(dāng)套筒和藍(lán)色齒輪相連時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力就會(huì)通過(guò)中間軸傳遞到輸出軸上，在這同步，左邊的藍(lán)色齒輪也在自由旋轉(zhuǎn)，但由于沒有和套筒嚙合，因此它不對(duì)花鍵軸產(chǎn)生影響。而假如套筒在兩個(gè)藍(lán)色齒輪之間時(shí)，變速箱在空擋位置，此時(shí)兩個(gè)藍(lán)色齒輪都在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，互不干涉。除了上述的老式三軸手動(dòng)變速箱，目前轎車上廣泛使用的是二軸手動(dòng)變速箱，它的構(gòu)造和三軸變速箱基本類似，只是其輸入軸和中間軸整合為一根軸，因此具有構(gòu)造簡(jiǎn)樸，尺寸小的優(yōu)勢(shì)。此外，它尚有中間檔位傳動(dòng)效率高，且噪音較小等特點(diǎn)，因此更適合一般的前置前驅(qū)家用車，是目前使用最廣的轎車變速器形式，它的缺陷是不能設(shè)置直接擋，且一檔的傳動(dòng)比不能設(shè)計(jì)的太高。而在后驅(qū)車上，使用較多的仍是老式的三軸式變速箱。民用手動(dòng)變速箱使用的都是斜齒的設(shè)計(jì)當(dāng)然賽車上的手動(dòng)變速箱則使用了傳動(dòng)效率更高的直齒一般的手動(dòng)變速箱的齒輪組都是處在常嚙合狀態(tài)的，這些常嚙合狀態(tài)的齒輪組分為斜齒和直齒兩種，兩種齒形相比較，斜齒齒輪在構(gòu)造上具有天生的優(yōu)勢(shì)，傾斜布置的齒形可以提高兩個(gè)齒輪嚙合的重疊度，使齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，減少噪音，并且可以提高齒根的彎曲強(qiáng)度、齒面的接觸強(qiáng)度，從而提高齒輪的使用壽命。與之相比，直齒齒輪也并不是一無(wú)是處，其傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)，可以使車輛獲得更強(qiáng)大的輪上功率，因此在賽車變速箱領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。一般的手動(dòng)變速箱，都是通過(guò)推桿連接或者是拉線來(lái)控制換擋的。推桿連接的換擋控制方式，更為直接不過(guò)傳遞的振動(dòng)會(huì)很大；而拉線式的雖然沒有振動(dòng)，不過(guò)擋位顯得不是很清晰，可謂是各有優(yōu)劣。除了這兩種純機(jī)械式的換擋控制，此外，尚有使用電控裝置換擋的手動(dòng)變速箱，它可以很好的結(jié)合推桿和拉線換擋之間的長(zhǎng)處。這種變速箱在換擋的時(shí)候，擋撥動(dòng)變速桿到對(duì)應(yīng)的擋位，在變速器里就會(huì)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的撥叉控制套筒與齒輪咬合，因此不存在擋位不清晰的問(wèn)題，并且換擋的行程也可以控制在很理想的范圍。手動(dòng)變速器的換擋機(jī)構(gòu)形式有直齒滑動(dòng)齒輪，嚙合套和同步器三種，在轎車變速器上，前兩種形式已經(jīng)很少使用，同步器換擋已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。由于換擋的時(shí)候，想要順利的換擋，換擋前后兩組積極齒輪的轉(zhuǎn)速就要保持一致，就算不一致，也至少保證速度相近，不過(guò)由于前后兩組齒輪比是不一樣的，因此在行駛過(guò)程中是不也許出現(xiàn)這樣的狀況的。假如沒有同步器，司機(jī)可以采用空擋時(shí)加一腳油，兩腳離合的方式來(lái)逼平兩個(gè)擋位間的轉(zhuǎn)速，這就是為何此前沒有同步器的手動(dòng)擋車型都需要換擋時(shí)都需要兩腳離合的原因了。在理解了手動(dòng)變速箱的大體構(gòu)造之后，我們?cè)倏纯此惺裁吹膬?yōu)缺陷。長(zhǎng)處顯而易見，它構(gòu)造簡(jiǎn)樸，性能可靠，制造和維護(hù)成本低廉，且傳動(dòng)效率高（理論上會(huì)更省油），此外，由于是純機(jī)械控制，換擋反應(yīng)快，且可以更直接的體現(xiàn)駕駛者的意愿，因此也更富駕駛樂(lè)趣，這些都是手動(dòng)變速箱的長(zhǎng)處。不過(guò)相比自動(dòng)變速箱，它操作繁瑣，并且在擋位切換時(shí)頓挫明顯的劣勢(shì)也是無(wú)法彌補(bǔ)的。那么，一臺(tái)優(yōu)秀的手動(dòng)變速箱需要具有哪些特點(diǎn)呢？首先變速箱必須要擁有良好的掛檔手感，每個(gè)擋位清晰，擁有合理的橫向和縱向行程，入擋的阻力小并帶有吸入感。除此之外更重要的是，各擋位之間的齒比排布必須合理。由于各個(gè)擋位間的傳動(dòng)比分布，直接影響車輛行進(jìn)中動(dòng)力銜接的暢順性，一般規(guī)定低擋能有力加速，高擋能達(dá)致高速同步省油，且各擋間的距離要均勻，否則就會(huì)很輕易導(dǎo)致?lián)Q擋時(shí)竄車的狀況。在國(guó)內(nèi)各大都市路況越發(fā)擁堵的今天，堵車時(shí)走走停停的狀態(tài)下，手動(dòng)擋的操作繁瑣的劣勢(shì)更為突出，因此，目前國(guó)內(nèi)轎車市場(chǎng)