变速箱维修报价工作原理

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-07-07 00:29 标签： 变速器
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变速箱的工作原理
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变速箱的工作原理
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　　太平洋汽车自媒体每天为大家推荐一些鲜货，欢迎前来围观。　　● 为什么变速器是必要的?　　汽车作为一种交通工具，必然会有起步、上坡、高速行驶等驾驶需要。而这期间驱动汽车所需的扭力都是不同的，光靠发动机是无法应付的。　　因为发动机直接输出的转矩变化范围是比较小的，而汽车起步、上坡却需要大的转矩，高速行驶时，只需要较小的转矩，如直接把发动机的动力来驱动汽车的话，就很难实现汽车的起步、上坡或高速行驶。另外，汽车需要倒车，也必须要用到变速器来实现。　　● 变速器为什么能变速?　　变速箱为什么可以调整发动机输出的转矩和转速呢?其实这里蕴含了齿轮和杠杆的原理。变速箱内有多个不同的齿轮，通过不同大小的齿轮组合一起，就能实现对发动机转矩和转速的调整。用低转矩可以换来高转速，用低转速则可以换来高转矩。　　变速器的作用主要表现在三方面：第一，改变传动比，扩大驱动轮的转矩和转速的变化范围;第二，在发动机转向不变的情况下，实现汽车倒退行驶;第三，利用空档，可以中断发动机动力传递，使得发动机可以起动、怠速。　　● 变速器有哪些种类?　　汽车变速器按照操控方式可分为手动变速器和自动变速器。常见的自动变速器主要有三种，分别是液力自动变速器(AT)、机械无级自动变速器(CVT)、双离合器变速器(DSG)。　　● 手动变速器的结构　　手动变速器(Manual Transmission，简称MT)，就是必须通过用手拨动变速器杆，才能改变传动比的变速器。手动变速器主要由壳体、传动组件(输入输出轴、齿轮、同步器等)、操纵组件(换挡拉杆、拨叉等)。　　● 手动变速器工作原理　　手动变速器的工作原理，就是通过拨动变速杆，切换中间轴上的主动齿轮，通过大小不同的齿轮组合与动力输出轴结合，从而改变驱动轮的转矩和转速。下面先看一下简化的手动变速器(2档)的构造图。　　发动机的动力输入轴是通过一根中间轴，间接与动力输出轴连接的。如上图所示，中间轴的两个齿轮(红色)与动力输出轴上的两个齿轮(蓝色)是随着发动机输出一起转动的。但是如果没有同步器(紫色)的接合，两个齿轮(蓝色)只能在动力输出轴上空转(即不会带动输出轴转动)。图中同步器位于中间状态，相当于变速器挂了空档。　　当变速杆向左移动，使同步器向右移动与齿轮(如上图所示)接合，发动机动力通过中间轴的齿轮，将动力传递给动力输出轴。　　一般的手动变速器都有好几个档位(如上图的5档手动变速器)，可以理解为在原来的基础上添加了几组齿轮，其实原理都是一样的。如当挂上1挡时，实际上是将(1、2挡同步器)向左移动使同步器与1挡从动齿轮(图中①)接合，将动力传递到输出轴。细心的朋友会发现，R档(倒车档)的主动齿轮和从动齿轮中夹了一个中间齿轮，就是通过这个齿轮实现汽车的倒退行驶。　　● 同步器起什么作用?　　变速器在进行换档操作时，尤其是从高档向低档的换档很容易产生轮齿或花键齿间的冲击。为了避免齿间冲击，在换档装置中都设置同步器。　　同步器有常压式和惯性式两种，目前大部分同步式变速器上采用的是惯性同步器，它主要由接合套、同步锁环等组成，主要是依靠摩擦作用实现同步。　　当同步锁环内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触后，在摩擦力矩的作用下齿轮转速迅速降低(或升高)到与同步锁环转速相等，两者同步旋转，齿轮相对于同步锁环的转速为零，因而惯性力矩也同时消失，这时在作用力的推动下，接合套不受阻碍地与同步锁环齿圈接合，并进一步与待接合齿轮的齿圈接合而完成换档过程。　　车图腾：让你涨知识的汽车自媒体。专注有意思的干货汽车相关知识分享，包括车企车型知识、行业数据、购车用车知识、汽车媒体与车企营销观察等。车图腾于2014年由暮四先生创办，微信公众号id：chetuteng-com 。　　这篇文章来自第三方人士，太平洋汽车网获作者授权转载，文中所持观点不代表太平洋汽车网。文中所涉图片及视频资料均由作者提供，在此感谢！若您有投稿或者合作需求，请联系：.cn。
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变速器就是一种聪明的机械闭锁机构，它可以按照不同的齿轮比例来降低输出转速，增大扭转力矩，而力矩又通过齿轮与齿轮的传递让汽车跑得更快，同时使发动机更省力，这就是变速器存在的意义。
网通社12月8日报道 变速器又被称为变速箱，它的作用就是转换力矩。在普通的发动机中，曲轴的额定转速最高可达8000rpm甚至更高，如果直接将曲轴力矩传递给车轮，难免会发生轮速过高、扭矩过小的冲突，使得发动机的负担增大，难以克服摩擦力驱动汽车。骑过自行车的人都知道，普通的无变速器自行车骑行速度通常很慢，而且遇到上坡就尤其费劲;换作一台可前后变速的山地自行车就轻松多了，其实这个道理跟汽车变速器一样。齿轮的秘密变速器的构成其实看上去很简单，无非就是一堆齿轮和一组拨叉，这几乎也是所有手动变速器的构成部件。但是齿轮看起来小巧而简单，实际上也有大学问。一般来说，变速器里的齿轮可分为直齿轮和斜齿轮两种。由于斜齿轮具有一定的角度，更容易分级挂挡，并且切换挡位时比直齿轮更为平顺安静，所以在汽车上基本都采用斜齿轮式变速箱。此外，斜齿轮还具有另外一个优点，那就是利于改变啮合齿轮的运动方向，因为它的齿轮角度为45°，那么当两个同样结构的斜齿轮啮合时，便可以很轻松的垂直咬合在一起。弄清楚了齿轮问题，我们继续深入在汽车的变速器中，各级齿轮间的齿比由齿轮的齿数决定。例如相互啮合的两个齿轮齿数分别为20个和10个，那么前者输入端转一圈就会带动后者输出端转两圈，变速比即为2:1。实际上这也就达到了通常意义上所说的加挡的目的了——大齿轮带动小齿轮，就是一组高速挡位。同理，减挡时就是将力传递端给齿数相对较多的齿轮，假设输入端齿轮仍为20个，而输出端变为15个，这么一来，齿比则变为了1.33:1，力矩增大，爬上坡会更有劲。如果把几组不同规格(齿数)的齿轮组合在一起，便可以构建一个变速机构来快速地升降挡了。这样一来，假设一套齿轮机构输入端齿轮为20齿，二级齿轮为40齿，输出端齿轮为50齿，第一级变速比为1:2，第二级为4:5，最终的变速比为两级变速比之积，即2:5。以此类推，再多增加几组齿轮，再弄清楚它们的齿数前提下，便能很轻松算出速比，知道变速器的能力范围了。变速的基本原理值得注意的是，在汽车的变速器中不仅有常规的变速齿轮，几乎所有车辆都还有一套差速齿轮(差速器)，它把守着汽车动力传递到车轮这一最后关口，一般位于前桥或者后桥的中部位置，它的作用是产生终传比。差速器齿轮由一个输入端小齿轮和一个大齿圈构成，我们以一台的5速手动变速箱为例，假设它的终传比为4.444:1，这也就是变速器输出轴到车轮驱动半轴的最终变速比。我们可以看到，当发动机转速在3000rpm时，变速箱处于5挡，那么变速箱输出轴的转速就为5rpm，通过终传比为4.444:1的差速器，最后传到驱动半轴的转速则为914rpm。不夸张地说，如果知道车轮尺寸，利用上面的比例关系公式，甚至可以计算出这款翼豹在发动机某一转速下的最高车速。又例如，已知翼豹的车轮尺寸为205/55R16，整个车轮的半径r为258mm，那么车轮的周长就为2r乘以圆周率3.14，即1.24mm。目前，已知推算出的变速箱5挡时输出转速为4065rpm，那么每分钟行驶距离就用1620.24mm乘以4065rpm，即为mm，换算成米即为m，然后除以每小时60分钟，最后得出4065rpm转速下的车速为109.7km/h，也可以说是110km/h。当然，我们只是理论计算，实际上翼豹在110km/h的车速下，发动机转速大大低于4000rpm。在普通变速箱的内部构造中，我们能看到不同规格的斜齿轮啮合在一起。与前端离合器相连接的轴被称为动力输出轴(发动机输出轴)，而在离合器之前则是直接与发动机飞轮相连。一般紧挨着输出轴的一侧，就是变速箱的输出轴(传递至差速器)，在这根轴上包括5个斜齿轮和前、中、后3套变速拨叉，一般的手动变速器很容易识别，那么它又是如何工作的呢?简单说，就是当离合器与飞轮结合在一起时，动力输出轴开始转动，固定在动力输出轴上的斜齿轮也随之转动，它们与变速器输出轴上一系列可以绕其空转的斜齿轮啮合。此外，变速器的换挡拨叉可以带动一系列具有内花键的接合套滑动，接合套通过花键与输出轴上的齿轮相连，这样一来就可以拨动齿轮达到切换挡位的目的。我们所讲的原理，是通过理解之后的简化产物，真正的变速器在换挡时其复杂程度并非如此。
本文来源：网通社
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