手動變速器工作原理

1、變速箱的工作原理汽車需要變速器，這是由汽車發(fā)動機的物理特性決定的。 首先，任何發(fā)動機都有速度極限，轉(zhuǎn)速超過這個最大值，發(fā)動機就會爆炸。 其次，在馬力和扭矩都達到最大值時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化范圍很小。 例如，發(fā)動機可能在5,500轉(zhuǎn)/分時產(chǎn)生最大馬力。 在汽車加速或者減速時，變速器的存在使發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的齒比能夠發(fā)生變化。 通過改變齒比，就能使發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持在速度極限以下，并且使發(fā)動機接近最佳性能轉(zhuǎn)速區(qū)。 變速器通過離合器與發(fā)動機連接。 因此，變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機相同。 五速變速器為輸入軸提供五種不同的齒比，以便在輸出軸產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速值。 以下是一些典型的齒比： 擋位速比發(fā)動機轉(zhuǎn)速為30

2、00轉(zhuǎn)/分時變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速一擋2.315:11,295二擋1.568:11,913三擋1.195:12,510四擋1.000:13,000五擋0.915:13,278為了幫助了解標(biāo)準變速器的基本原理，下圖顯示了處于空擋狀態(tài)的簡單兩速變速器。 讓我們來看看圖中的每一個部件，以及它們是如何裝配的： · 綠色軸將發(fā)動機與離合器連接起來。 綠色軸和綠色齒輪連在一起，形成一個整體。 （離合器是用于連接發(fā)動機和變速器或斷開其間連接的裝置。 踩下離合器踏板時，發(fā)動機與變速器斷開，此時雖然汽車并不移動，但發(fā)動機仍在運轉(zhuǎn)。 而松開離合器踏板時，發(fā)動機和綠色軸就直接連在一起。 綠色軸和齒輪的轉(zhuǎn)速與發(fā)

3、動機相同。) · 紅色軸及紅色齒輪稱為副軸。 它們也連為一個整體，因此副軸上的所有齒輪和副軸本身作為整體旋轉(zhuǎn)。 綠色軸與紅色軸直接通過各自的嚙合齒輪連接起來，所以當(dāng)綠色軸轉(zhuǎn)動時，紅色軸也會轉(zhuǎn)動。 因此，一旦離合器接合，副軸就直接從發(fā)動機獲得動力。 · 黃色軸是花鍵軸，通過連接到汽車驅(qū)動輪的差速器直接與驅(qū)動軸相連。 如果車輪轉(zhuǎn)動，黃色軸也將隨之轉(zhuǎn)動。 · 藍色齒輪連在軸承上，因此會隨黃色軸轉(zhuǎn)動。 如果發(fā)動機已關(guān)閉，但汽車還在滑行，則在藍色齒輪和副軸停止運動時，黃色軸仍可能在藍色齒輪內(nèi)部轉(zhuǎn)動。 · 軸環(huán)將兩個藍色齒輪中的一個連接到黃色驅(qū)動軸上。 它通過齒槽直

4、接與黃色軸相連，并與黃色軸一起轉(zhuǎn)動。 但軸環(huán)也可以沿著黃色軸左右滑動，從而選擇性地接合兩個藍色齒輪中的一個。 軸環(huán)中的齒稱為犬齒，可與藍色齒輪側(cè)面的孔相接合。 一擋齒輪下圖顯示了當(dāng)軸環(huán)換到一擋時如何結(jié)合右邊的藍色齒輪： 圖中，發(fā)動機的綠色軸轉(zhuǎn)動副軸，副軸則轉(zhuǎn)動右邊的藍色齒輪。 齒輪通過軸環(huán)驅(qū)動黃色驅(qū)動軸。 同時，左邊的齒輪也在轉(zhuǎn)動，但只是在其軸上空轉(zhuǎn)，對黃色軸并不產(chǎn)生影響。 當(dāng)軸環(huán)位于兩個齒輪之間時（如第一圖所示），變速器為空擋狀態(tài)。 黃色軸上以不同速率運轉(zhuǎn)的兩個藍色齒輪都通過其與副軸的速比來控制。 通過以上討論，您可以回答以下幾個問題： 在換擋時，如果操作錯誤，聽到可怕的碾磨聲，這個聲音不是

5、誤嚙合齒輪發(fā)出的。 從圖中可以看出，所有輪齒總是處于完全嚙合狀態(tài)。 這種碾磨聲是犬齒接合藍色齒輪側(cè)孔失敗發(fā)出的。 這里顯示的變速器沒有“同步”（在下文中討論），所以使用此變速器時，您必須雙踩離合。 雙踩離合在老式汽車中很常見，而在一些現(xiàn)代賽車中也仍然很常用。 在雙踩離合時，先合下離合踏板，使發(fā)動機與變速器分離。 這樣可消除犬齒的壓力，從而將軸環(huán)切換至空擋狀態(tài)。 然后松開離合器踏板，使發(fā)動機恢復(fù)“正確速度”。 該速度就是發(fā)動機下一齒輪的運轉(zhuǎn)速度。 這樣做的目的，在于使下一個藍色齒輪與軸環(huán)以相同的轉(zhuǎn)速運行，這樣犬齒就能接合。 然后再次踩下踏板并將軸環(huán)鎖定到新齒輪中。 每換一個齒輪，都必須踩下和松開

6、兩次離合器，因此稱為“雙離合”。 另外，您還可以了解換擋按鈕的微小線性位移怎樣實現(xiàn)齒輪更換。 換擋按鈕移動連接到撥叉的桿。 撥叉使軸環(huán)在黃色軸上滑動，從而與兩個齒輪中的一個接合。 現(xiàn)在我們來看看真正的變速器。 下面的動畫顯示了一個帶倒擋的四速變速器的內(nèi)部工作狀況。 如今，五速手動變速器在汽車上已經(jīng)相當(dāng)普遍了。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示： 注意，換擋桿中部有一個旋轉(zhuǎn)點。 在將旋鈕前推接合一擋齒輪時，實際上是在推動桿和撥叉，以便將一擋齒輪拉回來。 可以看到，左右移動變速桿也是在接合不同的撥叉（從而接合不同的軸環(huán)）。 將旋鈕前后移動也就移動了軸環(huán)，使它們接合一個齒輪。 倒擋齒輪由一個小惰輪（紫色）來操控。 該圖中的藍色倒擋齒輪總是與其他所有藍色齒輪的轉(zhuǎn)動方向相反。 因此，當(dāng)汽車前進時，不可能將變速器切換到倒擋（因為犬齒不能嚙合）。 但它們會產(chǎn)生大量的噪音！ 同步器新式客車的手動變速器采用同步器，這樣就不需要使用雙踩離合。 同步器的作用是，在與犬齒接觸前，使軸環(huán)與齒輪發(fā)生有摩擦的接觸。 這樣，在犬齒接合前，就可以使軸環(huán)和齒輪速度達