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变速器的常识!!

变速器的常识!!

浅谈原理
    变速箱发展至今,已经有手排档,自动排档的设计,其中自排变速箱更发展出无段变速系统,或手自变速系统,然而,它们都一样有共同的功能:

  (1)传递引擎的输出动力(2)能变换齿轮的组合以应付不同需求

  现在我们来看看手排变速箱的基本构造:

  变速箱输入轴 通过离合器,变速箱输入轴跟引擎的曲轴连接在一起,它的功能就是输入引擎的动力。

  变速箱输出轴 变速箱输出轴和汽车的传动装置直接连接在一起,把动力输出使用。

  排档机构 这个机构就是整个变速箱功能的地方,它就是各种齿轮的地方,藉由不同的组合,实现变速箱操作的目的。

  同步器同步器的目的是帮助变速齿轮能同步咬合,确保变速箱换档操作时的平顺。其实,变速箱是一个精密度相当高且复杂的机械,直到今天,大多数的车厂是不自己生产变速箱的,也许你不相信,但是,这些车厂都交给专门在设计变速箱的公司来生产,无论是手排、自排,还是手-自排的变速箱,都有很有名的公司在专司的,如响誉世界的德国ZF,M-Benz全车系阶采该公司的变速箱。

  离合器离合器就是专司动力传递的接合或分离的装置。手排变速箱所使用的是属于”磨擦片离合器”,利用磨擦片的磨擦来产生力矩,来传递动力。

  一片磨擦片与动力输入端连接,另一片与变速箱输出端连接,当两片紧紧接合时,动力就接通了,而两片分开时,动力就切断。

  齿轮比的意义与重要性

  变速箱的重要动作就是更换不同的齿轮组合,我们可以拨动手排档的档位来改变齿轮的相对位子,借着不同齿轮间的咬合与连接,以达到变换“齿轮比”(简称齿比)的目的,完成我们换档的目的。

  我们骑山地自行车时所给我们的实际经验就可以体会的到,当我们想快速起步时,我们可以把前轮换成小齿轮,后轮换成大齿轮,这时我们就可以轻易且快速地起步。随着脚踏车速度的增加,我们会发现脚再怎么用力踩,速度还是增加有限。这时候,我们可以变换后轮的齿轮由大换成小,再把前轮换成较大的齿轮,这时踏板的感觉变重了,但是不必像之前踩的这么多圈,脚踏车的速度可以更快了……

  同样的道理,我们汽车在设计使用上时,并不是直接把引擎的输出接到传动轴上,而是接到变速箱上面,再由变速箱的输出轴接到传动轴上输出。汽车在起步时,需要先克服静摩擦力,然后再推动车身前进,这时是需要较大的扭力来帮忙的;于是低档位(一档)时,是类似脚踏车起步的“前面小齿轮,后面大齿轮”的设计,当车速越来越快时,我们不必需要这么大的扭力输出,在高速档时,变速箱将换成类似骑脚踏车时的“后面小齿轮,前面大齿轮”的设定。

  无论是手排还是自排,都有变换齿轮组合以达成更换齿轮比的动作,而“齿轮比”我们定义成:被动齿轮的大小(半径)/驱动齿轮的大小(半径);我们以一台派里奥1.5来举例:这台车有1070kg重,它有85hp/5500rpm与122.5nm/4500rpm的动力性能,原厂提供的齿比资料是:

  一档(1速)是3.500;二档(2速)1.952;三档(3速)是1.323;四档(4速)是0.972;五档(5速)是0.769,而倒退档是3.643;就一档而言:3.500就是被动齿轮的大小(Out鄄put)/驱动齿轮的大小(Input)是3.500,因此,当引擎在4500rpm时有122.5nm的扭力值,此时真正推动车身上的扭力就是:122.5nm×3.5。

  一档时高达3.5的齿轮比,原厂的用意就相当明显:起步时会很有力。在市区行驶,走走停停的,这样的设计是有助于起步冲刺;而各档位的齿轮比或档位间齿比的差异,都是影响车子的运动性能,高齿比是为了扭力,而高档(四档或五档)的低齿比就是为了高速行驶与引擎提速的发挥了。

  此外还要考虑换档时的动力差异不致于过大。那到底要如何设定齿轮比呢?因为齿比过高,就转的慢;齿比太低又有扭力不足的可能,各档齿比又不能差异过大。

  怎么办呢?你一定想的到:那就发展更多的档位,各档间可以调整成更缜密的齿比变化。而紧密的齿比变化就是动力衔接顺畅,拉转速换档快速的优点,因此,高性能车款都是采用多档位且紧密度良好的变速箱,如五档位的自排变速箱,或六档位甚至于七档位的手排变速箱。


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CVT变速箱原理及使用方法

  随着轿车的普及化和家庭化,更多的厂家为了提高驾者适应性和舒适性,不断推出了更能满足不同驾驶者的变速箱型式。近年除了大部分采用自动变速器之外,还不断采用科技含量高、燃油经济性好、驾驶性能更舒适的CVT变速器。比如国产的Audi、Fit、Fiat车型都装备了此种结构的变速器。

  无级变速系统(CVT--continuously variable transmission)。它的内部并没有传统变速箱的齿轮传动结构,而是以两个可改变直径的传动轮,中间套上传动带来传动。基本原理是将传动带两端绕在一个锥形带轮上,带轮的外径大小靠油压大小进行无级的变化。起步时,主动带轮直径变为最大直径,而被动带轮变为最小,实现较高的传动比。随着车速的增加和各个传感器信号的变化,电脑控制系统来断定控制两个带轮的控制油压,最终改变带轮直径的连续变化,从而在整个变速过程中达到无级变速。

  而锥形带轮之间的传动带。在过去的一段时间,由于材质的原因,所受的拉力有限,所能承受的扭矩有限,只能用在摩托车式小排量车上。近些年来,随着材料技术、加工工艺的不断提高,生产出特殊材料制造的刚制传动带和锥型带轮。彻底实现了大功率、大扭矩轿车的要求。

  CVT最大的特点是无级控制输出的速比,在行驶中达到行云流水的感觉,从而没有了换档的感觉。乘员感觉不到换档冲击,动力衔接连贯。这样CVT在行驶时增加了舒适性,加速也会比自动变速器快。由于行驶中减少了转速的不必要波动,对省油也大有好处。比如像广州本田方庄所采用CVT的平均油耗与手动变速器的油耗基本一致。

  对于装备CVT变速器的车型,在换档模式中有许多分类。比如手/自一体化功能(其中有5档域控制,7档域控制),或S档(运动模式)功能。都是为了满足不同驾驶者的驾驶习惯。对于正确的使用CVT还应注意以下几点:

  1 行驶时,不要将变速杆拉到“N”档。

  2 从前进变后退,从后退变前进档时,要完全停住车,在踩住制动踏板的同时操作变速杆,否则有可能使变速箱损坏。

  3 下坡时,应使用“S”档或手动模式的低档,利用发动机制动作用,避免长时间制动时使制动蹄片产生热衰退性,使制动性能变差。

  4 由于CVT的结构和工作原理,所有的控制都是靠内部油压来进行完成的。所以应按照生产厂家指定的期限检查CVT的油质、油量,并定期进行更换符合厂家规定的油品。

  5 为了最大限度的提高其燃油经济性,行驶中最好使用CVT变速箱的自动模式。这样可以使发动机和变速器全程保持达到最佳匹配的状态,最大限度利用发动机的扭矩和功率输出,达到经济的车速,从而提高燃油的经济性。

  6 由于CVT的结构,假如对其相关的零部件或电路进行检修或断电之后,都要对内部进行一种特殊的设定程序才能使CVT发挥正常的状态。所以,相对于CVT变速箱的维修应去专业的修理单位进行维修

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变速箱图




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(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。


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