汽車在起步、上坡、行駛、倒車等不同駕駛過程中,所需的扭力都是不同的,光靠發(fā)動機(jī)是無法應(yīng)付的,必須與變速器配合才能實(shí)現(xiàn)!
變速器的作用主要表現(xiàn)在三方面:第一,改變齒輪傳動比,擴(kuò)大驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍;第二,在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)向不變的情況下,實(shí)現(xiàn)汽車倒退行駛;第三,利用空檔中斷發(fā)動機(jī)動力傳遞,使發(fā)動機(jī)可以起動、怠速。
汽車變速器按照操控方式可分為手動變速器和自動變速器。其中常見的自動變速器主要有四種,分別是:自動離合變速器(AMT)、液力自動變速器(AT)、機(jī)械無級自動變速器(CVT)、雙離合器變速器(DSG)等。
手動變速器
手動變速器(Manual Transmission,簡稱MT),就是必須通過用手撥動變速器桿,才能改變傳動比的變速器。手動變速器主要由殼體、傳動組件(輸入輸出軸、齒輪、同步器等)、操縱組件(換擋拉桿、撥叉等)。
手動變速器的結(jié)構(gòu):
手動變速器的工作原理:通過撥動變速桿,切換中間軸上的主動齒輪,通過大小不同的齒輪組合與動力輸出軸結(jié)合,從而改變驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。
發(fā)動機(jī)的動力輸入軸是通過一根中間軸,間接與動力輸出軸連接的。如上圖所示,中間軸的兩個齒輪(紅色)與動力輸出軸上的兩個齒輪(藍(lán)色)是隨著發(fā)動機(jī)輸出一起轉(zhuǎn)動的。但是如果沒有同步器(紫色)的接合,兩個齒輪(藍(lán)色)只能在動力輸出軸上空轉(zhuǎn)(即不會帶動輸出軸轉(zhuǎn)動)。圖中同步器位于中間狀態(tài),相當(dāng)于變速器掛了空檔。
當(dāng)變速桿向左移動,使同步器向右移動與齒輪(如上圖所示)接合,發(fā)動機(jī)動力通過中間軸的齒輪,將動力傳遞給動力輸出軸。
一般的手動變速器都有好幾個檔位(如上圖的5檔手動變速器),可以理解為在原來的基礎(chǔ)上添加了幾組齒輪,其實(shí)原理都是一樣的。如當(dāng)掛上1擋時,實(shí)際上是將(1、2擋同步器)向左移動使同步器與1擋從動齒輪(圖中①)接合,將動力傳遞到輸出軸。細(xì)心的朋友會發(fā)現(xiàn),R檔(倒車檔)的主動齒輪和從動齒輪中夾了一個中間齒輪,就是通過這個齒輪實(shí)現(xiàn)汽車的倒退行駛。
自動變速器
常見的自動變速器主要有四種,分別是:液力自動變速器(AT)、自動離合變速器(AMT)、機(jī)械無級自動變速器(CVT)、雙離合器變速器(DSG)等。
1、 AT自動變速箱
AT自動變速箱的結(jié)構(gòu)及工作原理:
現(xiàn)在自動變速箱一般都是液力變矩器式自動變速箱,也就是俗稱的“AT”自動變速箱。它主要由兩大部分構(gòu)成:1、與發(fā)動機(jī)飛輪連接的液力變矩器;2、緊跟在液力變矩器后方的變速機(jī)構(gòu)。
液力變矩器一般是由泵輪、定葉輪、渦輪以及鎖止離合器組成的。鎖止離合器的作用是當(dāng)車速超過一定速度時,采用鎖止離合器將發(fā)動機(jī)與變速機(jī)構(gòu)直接連接,這樣可以減少燃油消耗。
液力變矩器結(jié)構(gòu)如下:
液力變矩器的工作原理:
液力變矩器的作用是將發(fā)動機(jī)的動力輸出傳遞到變速機(jī)構(gòu)。它里面充滿了傳動油,當(dāng)與動力輸入軸相連接的泵輪轉(zhuǎn)動時,它會通過傳動油帶動與輸出軸相連的渦輪一起轉(zhuǎn)動,從而將發(fā)動機(jī)動力傳遞出去。其原理就像一把插電的風(fēng)扇能夠帶動一把不插電的風(fēng)扇的葉片轉(zhuǎn)動一樣。
AT自動變速箱的結(jié)構(gòu):
AT自動變速箱每個檔位都由一組離合片控制,從而實(shí)現(xiàn)變速功能。現(xiàn)在的AT自動變速箱采用電磁閥對離合片進(jìn)行控制,使得系統(tǒng)更簡單,可靠性更好。AT自動變速箱的傳動齒輪和手動變速箱的傳動齒輪并不相同。AT自動變速箱采用的是行星齒輪組實(shí)現(xiàn)扭矩的轉(zhuǎn)換。
AT自動變速箱的換擋控制方式如上圖所示。變速箱控制電腦通過電信號控制電磁閥的動作,從而改變變速箱油在閥體油道的走向。當(dāng)作用在多片式離合片上的油壓達(dá)到致動壓力時,多片式離合片接合從而促使相應(yīng)的行星齒輪組輸出動力。
行星齒輪組包括行星架、齒圈以及太陽輪。當(dāng)上面提到的三個部件中的一個被固定后,動力便會在其他兩個部件之間傳遞。
2、 CVT自動變速箱
CVT的結(jié)構(gòu)及工作原理:
CVT無級變速箱的主要部件是兩個滑輪和一條金屬帶,金屬帶套在兩個滑輪上。滑輪由兩塊輪盤組成,這兩片輪盤中間的凹槽形成一個V形,其中一邊的輪盤由液壓控制機(jī)構(gòu)控制,可以視不同的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速,進(jìn)行分開與拉近的動作,V形凹槽也隨之變寬或變窄,將金屬帶升高或降低,從而改變金屬帶與滑輪接觸的直徑,相當(dāng)于齒輪變速中切換不同直徑的齒輪。兩個滑輪呈反向調(diào)節(jié),即其中一個帶輪凹槽逐漸變寬時,另一個帶輪凹槽就會逐漸變窄,從而迅速加大傳動比的變化。
當(dāng)汽車慢速行駛時,可以令主動滑輪的凹槽寬度大于被動滑輪凹槽,主動滑輪的金屬帶圓周半徑小于被動滑輪的金屬帶圓周半徑,即小圓帶大圓,因此能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩;當(dāng)汽車逐漸轉(zhuǎn)為高速時,主動滑輪的一邊輪盤向內(nèi)靠攏,凹槽寬度變小迫使金屬帶升起,直至最高頂端,而被動滑輪的一邊輪盤剛好相反,向外移動拉大凹槽寬度迫使金屬帶降下,即主動滑輪金屬帶的圓周半徑大于被動滑輪金屬帶的圓周半徑,變成大圓帶小圓,因此能保證汽車高速行駛時的速度要求。
3、 DSG自動變速箱
DSG的結(jié)構(gòu)及工作原理:
手動擋汽車在換擋時,離合器在分離和接合之間存在動力傳遞暫時中斷的現(xiàn)象。這對于一般的民用車影響不大,但對于爭分奪秒的賽車來說,會極大地影響成績。雙離合變速箱能夠消除換擋時動力傳遞的中斷現(xiàn)象,縮短換擋時間,同時換擋更加平順。
下圖是一個大眾6速DSG雙離合變速箱的工作原理圖。兩個離合器與變速箱裝配在同一機(jī)構(gòu)內(nèi),其中一個離合器(1)負(fù)責(zé)掛1、3、5和倒擋;另一個離合器(2)負(fù)責(zé)掛2、4、6擋。當(dāng)駕駛員掛上1擋起步時,換擋撥叉同時掛上1擋和2擋,但離合器1結(jié)合,離合器2分離,動力通過1擋的齒輪輸出動力,2擋齒輪空轉(zhuǎn)。當(dāng)駕駛員換到2擋時,換擋撥叉同時掛上2擋和3擋,離合器1分離的同時離合器2結(jié)合,動力通過2擋齒輪輸出,3擋齒輪空轉(zhuǎn)。其余各檔位的切換方式均與此類似。
-End-
?來源:齒輪傳動
?本文編輯:清荷
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