三句话让你了解变速箱工作原理(收藏科普篇手动变速箱工作原理及常识)
一说起手动档变速箱啊,可能我相信绝大多数人可能有个95%左右人吧(那5%应该是学车的女孩子),应该都是学驾照的时候学的手动档的车。很多老一辈驾驶员,比如我的父亲,对手动档的车是情有独钟,我问他为什么,他说好修,皮实,有技巧性。很多驾驶员尤其是现在的出租车驾驶员绝多数还是开的手动档的车,手动档变速箱已经是成为一代人的情怀了。
手动档变速箱的原理其实很多小伙伴都知道,但是就是说不出来到底是什么样的。今天小编就给大家来讲一下手动档变速箱的工作原理。
手动变速箱的工作原理是利用不同的齿数的齿轮啮合传动的组合实现转速和转矩的改变。手动变速器的基本结构包括了动力输入轴和输出轴,再加上构成变速器的齿轮,这就是一台手动变速器最基本的组件。动力输入轴与离合器相连,从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组,齿轮组是由直径不同的齿轮组成的,不同的齿轮组合则产生不同的齿比,平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。输入轴的动力通过齿轮间的传递,再由输出轴传递给车轮,这就是一台手动变速器的基本工作原理。
如果将手动变速器按照齿轮的传动方式进行分类,那么,目前常见的有二轴式和三轴式两种。
二轴式
顾名思义,二轴式手动变速器只有两个轴,分别是输入轴和输出轴。它具有结构简单,尺寸小的优势,同时其中间挡位传动效率高,噪音较小,因此更适合一般的发动机前置且前轮驱动的车辆,它也是目前使用最广泛的轿车变速器形式。
三轴式
三轴式手动变速器除了输入轴和输出轴外,还有中间轴,而中间轴主要用来固定安装各挡位的变速传动齿轮。由于三轴式变速器的每个挡位都是由两对齿轮传动的,因此输入轴和输出轴的旋转方向相同,这种变速器通常更适合发动机前置且后轮驱动的车辆。
工作原理
接下来,我们通过一个简单的模型来给大家讲讲,手动变速器换挡的工作原理。下图是一个简易的3轴2挡变速器的结构模型。
输入轴(绿色)通过离合器和发动机相连,输入轴和上面的齿轮是一体的。红色齿轮轴叫做中间轴,中间轴上的三个齿轮同样与轴固定在一起。黄色的则是输出轴,动力通过它最终传递到车轮。上面的两个齿轮通过滚针轴承与输出轴相连,其可以在输出轴上自由转动。而输出轴上的套筒(也叫同步器)通过花键安装在输出轴上,且可以随着输出轴一起旋转。
其实手动变速器的换挡原理并不高深莫测,可以看到,动力通过输入轴到中间轴,再传递给输出轴上的两个齿轮,但是由于两个蓝色齿轮与输出轴不是刚性连接,所以此时它们处于空转状态,相当于是空挡。当输出轴上的套筒与右侧的蓝色齿轮相连时,动力才会通过套筒最终传递到输出轴上。与此同时,由于没有和套筒结合,左侧的蓝色齿轮在进行自由旋转。所谓的换挡其实就是套筒在选择与哪个齿轮结合,结合后也就决定了此时的变速比。
对于二轴式的手动变速器,其工作原理与三轴式的大同小异,也是依靠套筒来选择与其两侧自由旋转的齿轮结合,结合后就可以将动力通过套筒传递到输出轴上。
换挡杆为什么会抖?
每天打开收音机或者网站,总会看到很多车友请教专家自己的换挡杆抖动,这又是什么原因呢,难道车企连这么点小事都做不好?这其中就有手动变速箱换挡机构的原因。
换挡机构
变速器的换挡机构用来执行驾驶员的换挡操作,而它的好与坏也直接关乎操作的舒适性。目前主要可以将其分为推杆式和拉索式(软轴式)。
推杆连接的换挡控制方式相对简单、直接,但是它有一个很大的问题就是变速器运行时的振动会传递到变速挡杆上,那么人去操作这个振动的挡杆,自然会不舒服,现在您明白为什么换挡杆会抖了吧。
拉锁式换挡机构又叫软轴式,它通过两根拉索(一根用于选挡,一根用于换挡)来完成换挡动作。这种结构设计可以更好的抑制来自变速器的振动,它也是目前使用最为广泛的一种换挡机构。
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