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时间:2018-07-19
《汽车传动系的基本工作原理》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、手动变速箱的基本工作原理一、变速箱的作用 发动机的物理特性决定了变速箱的存在。首先,任何发动机都有其峰值转速;其次,发动机最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。比如,发动机最大功率出现在5500转。变速箱可以在汽车行驶过程中在发动机和车轮之间产生不同的变速比,换档可以使得发动机工作在其最佳的动力性能状态下。理想情况下,变速箱应具有灵活的变速比。无级变速箱(CVT)就具有这种特性,可以较好的发挥发动机的动力性能。二、CVT 无级变速箱有着连续的变速比。其一直因为价格、尺寸及可靠性的关系而没有大量装
2、备汽车。现在,改进的设计使得CVT的使用已比较普遍。国产AUDI 2.8 CVT 变速箱通过离合器与发动机相连,这样,变速箱的输入轴就可以和发动机达到同步转速。奔驰C级Sport Coupe 6速手动变速箱 一个5档的变速箱提供5种不同的变速比,在输入轴和输出轴间产生转速差。三、简单的变速箱模型 为了更好的理解变速箱的工作原理,下面让我们先来看一个2档变速箱的简单模型,看看各部分之间是如何配合的:输入轴(绿色)通过离合器和发动机相连,轴和上面的齿轮是一个部件。轴和齿轮(红色)叫做中间轴。它们一起
3、旋转。轴(绿色)旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转,这时,中间轴就可以传输发动机的动力了。轴(黄色)是一个花键轴,直接和驱动轴相连,通过差速器来驱动汽车。车轮转动会带着花键轴一起转动。齿轮(蓝色)在花键轴上自由转动。在发动机停止,但车辆仍在运动中时,齿轮(蓝色)和中间轴都在静止状态,而花键轴依然随车轮转动。齿轮(蓝色)和花键轴是由套筒来连接的,套筒可以随着花键轴转动,同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮(蓝色)。1档挂进1档时,套筒就和右边的齿轮(蓝色)啮合。见下图: 如图所示,输入轴(绿色
4、)带动中间轴,中间轴带动右边的齿轮(蓝色),齿轮通过套筒和花键轴相连,传递能量至驱动轴上。在这同时,左边的齿轮(蓝色)也在旋转,但由于没有和套筒啮合,所以它不对花键轴产生影响。 当套筒在两个齿轮中间时(第一张图所示),变速箱在空挡位置。两个齿轮都在花键轴上自由转动,速度是由中间轴上的齿轮和齿轮(蓝色)间的变速比决定的。四、真正的变速箱 如今,5档手动变速箱应用已经很普遍了,以下是其模型。换档杆通过三个连杆连接着三个换档叉,见下图 在换挡杆的中间有个旋转点,当你拨入1档时,实际上是将连杆和换档叉
5、往反方向推。 你左右移动换档杆时,实际上是在选择不同的换档叉(不同的套筒);前后移动时则是选择不同的齿轮(蓝色)。 倒档 通过一个中间齿轮(紫色)来实现。如图所示,齿轮(蓝色)始终朝其他齿轮(蓝色)相反的方向转动。因此,在汽车前进的过程中,是不可能挂进倒档的,套筒上的齿和齿轮(蓝色)不能啮合,但是会产生很大的噪音。同步装置 同步是使得套筒上的齿和齿轮(蓝色)啮合之前产生一个摩擦接触,见下图 齿轮(蓝色)上的锥形凸出刚好卡进套筒的锥形缺口,两者之间的摩擦力使得套筒和齿轮(蓝色)同步,套筒的外部
6、滑动,和齿轮啮合。 汽车厂商制造变速箱时有各自的实现方式,这里介绍的是一个基本的概念!离合器的作用1、保证汽车平稳起步 这是离合器的首要功能。在汽车起步前,自然要先起动发动机。而汽车起步时,汽车是从完全静止的状态逐步加速的。如果传动系(它联系着整个汽车)与发动机刚性地联系,则变速器一挂上档,汽车将突然向前冲一下,但并不能起步。这是因为汽车从静止到前冲时,产生很大惯性力,对发动机造成很大地阻力矩。在这惯性阻力矩作用下,发动机在瞬时间转速急剧下降到最低稳定转速(一般300-500RPM)以下,发动机
7、即熄火而不能工作,当然汽车也不能起步。 因此,我们就需要离合器的帮助了。在发动机起动后,汽车起步之前,驾驶员先踩下离合器踏板,将离合器分离,使发动机和传动系脱开,再将变速器挂上档,然后逐渐松开离合器踏板,使离合器逐渐接合。在接合过程中,发动机所受阻力矩逐渐增大,故应同时逐渐踩下加速踏板,即逐步增加对发动机的燃料供给量,使发动机的转速始终保持在最低稳定转速上,而不致熄火。同时,由于离合器的接合紧密程度逐渐增大,发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加,到牵引力足以克服起步阻力时,汽车即从静止开始运
8、动并逐步加速2、保证传动系换档时工作平顺2:实现平顺的换档 在汽车行驶过程中,为适应不断变化的行驶条件,传动系经常要更换不同档位工作。实现齿轮式变速器的换档,一般是拨动齿轮或其他挂档机构,使原用档位的某一齿轮副推出传动,再使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前必须踩下离合器踏板,中断动力传动,便于使原档位的啮合副脱开,同时使新档位啮合副的啮合部位的速度逐步趋向同步,这样进入啮合时的冲击可以大大的减小,实现平顺的换档。 3、防止传动系过载 当汽车进行紧急制动
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