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解密汽车变速器之原理(一)
2013年03月22日 14:16 来源: 凤凰网汽车 编辑:艾雨 打印 手机阅读
[导读]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。

《凤凰解密》汽车变速器之原理(一)(2)

       差速器齿轮由一个输入端小齿轮和一个大齿圈构成,我们以一台斯巴鲁翼豹的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4065rpm,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1620.24mm。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6586275.6mm,换算成米即为6586.2756m,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。

《凤凰解密》汽车变速器之原理(一)(2)

       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?

《凤凰解密》汽车变速器之原理(一)(2)

       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。

       

斯巴鲁翼豹5速手动变速器速比示意图
档位 速比 发动机3000rpm时各级齿轮的转速
1 3.166:1 947
2 1.882:1 1594
3 1.296:1 2314
4 0.972:1 3086
5 0.738:1 4065
制表:凤凰汽车

       
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