發(fā)動機和變速箱的工作原理

發(fā)動機和變速箱工作原理發(fā)動機和變速箱工作原理（轉(zhuǎn)自汽車之家論壇）先來一個總圖：這就是汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，下面問題就是圍繞這個圖來講解：一、基本理論汽油發(fā)動機將汽油能量轉(zhuǎn)化為動能來驅(qū)動汽車，最簡單方法是經(jīng)過在發(fā)動機內(nèi)部燃燒汽油來取得動能。所以，汽車發(fā)動機是內(nèi)燃機----燃燒在發(fā)動機內(nèi)部發(fā)生。有兩點需注意：1．內(nèi)燃機也有其余種類，比如柴油機，燃氣輪機，各有各優(yōu)點和缺點。2．一樣也有外燃機。在早期火車和輪船上用蒸汽機就是經(jīng)典外燃機。燃料（煤、木頭、油）在發(fā)動機外部燃燒產(chǎn)生蒸氣，然后蒸氣進入發(fā)動機內(nèi)部來產(chǎn)生動力。內(nèi)燃機效率比外燃機高不少，也比相同動力外燃機小很多。所以，當代汽車不用蒸汽機。相比之下，內(nèi)燃機比外燃機效率高，比燃氣輪機價格廉價，比電動汽車輕易添加燃料。這些優(yōu)點使得大部分當代汽車都使用往復式內(nèi)燃機。二、燃燒是關鍵汽車發(fā)動機通常都采取4沖程。（馬自達轉(zhuǎn)子發(fā)動機在此不討論，汽車畫報曾做過介紹）4沖程分別是：進氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個過程，發(fā)動機完成一個周期(2圈)。了解4沖程活塞，它由一個活塞桿和曲軸相聯(lián)，過程以下1．活塞在頂部開始，進氣閥打開，活塞往下運動，吸入油氣混合氣2．活塞往頂部運動來壓縮油氣混合氣，使得爆炸更有威力。3．當活塞抵達頂部時，火花塞放出火花來點燃油氣混合氣，爆炸使得活塞再次向下運動。4．活塞抵達底部，排氣閥打開，活塞往上運動，尾氣從汽缸由排氣管排出。注意：內(nèi)燃機最終產(chǎn)生運動是轉(zhuǎn)動，活塞直線往復運動最終由曲軸轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動，這么才能驅(qū)動汽車輪胎。三、汽缸數(shù)發(fā)動機關鍵部件是汽缸，活塞在汽缸內(nèi)進行往復運動，上面所描述是單汽缸運動過程，而實際應用中發(fā)動機都是有多個汽缸（4缸、6缸、8缸比較常見）。我們通常經(jīng)過汽缸排列方式對發(fā)動機分類：直列、V或水平對置（當然現(xiàn)在還有大眾集團W型，實際上是兩個V組成）。不一樣排列方式使得發(fā)動機在順滑性、制造費用和外型上有著各自優(yōu)點和缺點，配置在對應汽車上。四、排量混合氣壓縮和燃燒在燃燒室里進行，活塞往復運動，你能夠看到燃燒室容積改變，最大值和最小值差值就是排量，用升（L）或毫升（CC）來度量。汽車排量通常在1.5L~4.0L之間。每缸排量0.5L，4缸排量為2.0L，假如V型排列6汽缸，那就是V63.0升。通常來說，排量表示發(fā)動機動力大小。所以增加汽缸數(shù)量或增加每個汽缸燃燒室容積能夠取得更多動力。五、發(fā)動機其余部分凸輪軸控制進氣閥和排氣閥開閉火花塞火花塞放出火花點燃油氣混合氣，使得爆炸發(fā)生。火花必須在適當時候放出。閥門進氣、出氣閥分別在適當時候打開來吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和燃燒時，這兩個閥都是關閉，來確保燃燒室密封。活塞環(huán)在氣缸壁和活塞中提出密封：1．預防在壓縮和燃燒時油氣混合氣和尾氣泄漏進潤滑油箱。2．預防潤滑油進入汽缸內(nèi)燃燒。大多“燒機油”汽車就是因為發(fā)動機太舊：活塞環(huán)不再密封引發(fā)（尾氣管冒青煙）活塞桿連接活塞環(huán)和曲軸，使得活塞和曲軸維持各自運動。潤滑油槽包圍著曲軸，里面有相當數(shù)量油.通常發(fā)動機外觀下面說下集中常見汽缸結(jié)構(gòu)不一樣發(fā)動機直列4缸（A3就是這么結(jié)構(gòu)）V6（中高檔轎車）水平對置（比如斯巴魯翼豹）變速箱一、變速箱作用發(fā)動機物理特征決定了變速箱存在。首先，任何發(fā)動機都有其峰值轉(zhuǎn)速；其次，發(fā)動機最大功率及最大扭矩在一定轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)。比如，發(fā)動機最大功率出現(xiàn)在5500轉(zhuǎn)。變速箱能夠在汽車行駛過程中在發(fā)動機和車輪之間產(chǎn)生不一樣變速比，換檔能夠使得發(fā)動機工作在其最好動力性能狀態(tài)下。理想情況下，變速箱應具備靈活變速比。無級變速箱（CVT）就具備這種特征，能夠很好發(fā)揮發(fā)動機動力性能。（1）CVT無級變速箱有著連續(xù)變速比。其一直因為價格、尺寸及可靠性關系而沒有大量裝備汽車?，F(xiàn)在，改進設計使得CVT使用已比較普遍。國產(chǎn)AUDI2.8CVT（2）這個是手動變速箱飛馳C級SportCoupe6速手動變速箱變速箱經(jīng)過離合器與發(fā)動機相連，這么，變速箱輸入軸就能夠和發(fā)動機達成同時轉(zhuǎn)速通常都是5速，參數(shù)僅供參考一個5檔變速箱提供5種不一樣變速比，在輸入軸和輸出軸間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差。見下表：二、簡單變速箱模型為了愈加好了解變速箱工作原理，下面讓我們先來看一個2檔變速箱簡單模型，看看各部分之間是怎樣配合：?輸入軸（綠色）經(jīng)過離合器和發(fā)動機相連，軸和上面齒輪是一個部件。?軸和齒輪（紅色）叫做中間軸。它們一起旋轉(zhuǎn)。軸（綠色）旋轉(zhuǎn)經(jīng)過嚙合齒輪帶動中間軸旋轉(zhuǎn)，這時，中間軸就能夠傳輸發(fā)動機動力了。?軸（黃色）是一個花鍵軸，直接和驅(qū)動軸相連，經(jīng)過差速器來驅(qū)動汽車。車輪轉(zhuǎn)動會帶著花鍵軸一起轉(zhuǎn)動。?齒輪（藍色）在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動。在發(fā)動機停頓，但車輛仍在運動中時，齒輪（藍色）和中間軸都在靜止狀態(tài)，而花鍵軸依然隨車輪轉(zhuǎn)動。?齒輪（藍色）和花鍵軸是由套筒來連接，套筒能夠伴隨花鍵軸轉(zhuǎn)動，同時也能夠在花鍵軸上左右自由滑動來嚙合齒輪（藍色）。掛進1檔時，套筒就和右邊齒輪（藍色）嚙合。見下列圖：如圖所表示，輸入軸（綠色）帶動中間軸，中間軸帶動右邊齒輪（藍色），齒輪經(jīng)過套筒和花鍵軸相連，傳遞能量至驅(qū)動軸上。在這同時，左邊齒輪（藍色）也在旋轉(zhuǎn)，但因為沒有和套筒嚙合，所以它不對花鍵軸產(chǎn)生影響。當套筒在兩個齒輪中間時（第一張圖所表示），變速箱在空擋位置。兩個齒輪都在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動，速度是由中間軸上齒輪和齒輪（藍色）間變速比決定。三、真正變速箱（A3變速箱原理亦如此）如今，5檔手動變速箱應用已經(jīng)很普遍了，以下是其模型。換檔桿經(jīng)過三個連桿連接著三個換檔叉，見下列圖在換擋桿中間有個旋轉(zhuǎn)點，當你撥入1檔時，實際上是將連桿和換檔叉往反方向推。你左右移動換檔桿時，實際上是在選擇不一樣換檔叉（不一樣套筒）；前后移動時則是選擇不一樣齒輪（藍色）四、倒檔倒檔經(jīng)過一個中間齒輪（紫色）來實現(xiàn)。如圖所表示，齒輪（藍色）一直朝其余齒輪（藍色）相反方向轉(zhuǎn)動。所以，在汽車前進過程中，是不