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手动变速箱的基本工作原理


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)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!



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