變速箱是如何工作的
變速箱通過(guò)不同的齒輪組合或其他方式來(lái)改變速度和扭矩,從而讓發(fā)動(dòng)機(jī)在有利工況工作,適應(yīng)各種行駛條件。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),手動(dòng)變速箱主要靠齒輪和軸,通過(guò)撥動(dòng)變速桿切換不同齒輪組合實(shí)現(xiàn)變速扭矩。自動(dòng)變速箱則通過(guò)液力傳遞和齒輪組合的方式,如 AT 變速箱利用液力變矩器和行星齒輪,能根據(jù)油門(mén)和車(chē)速自動(dòng)變速。它們都旨在實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪間高效的動(dòng)力傳輸 。
手動(dòng)變速箱的工作過(guò)程充滿(mǎn)了機(jī)械的精妙。它主要由眾多齒輪和軸構(gòu)建而成。在車(chē)輛行駛時(shí),駕駛員通過(guò)操作離合踏板和換擋桿來(lái)完成不同擋位的切換。以車(chē)輛起步階段為例,此時(shí)會(huì)使用低速擋,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力首先傳遞到輸入軸,輸入軸上的特定齒輪與中間軸上較大直徑的齒輪相互嚙合。由于大直徑齒輪的齒數(shù)相對(duì)較多,根據(jù)傳動(dòng)比的原理,從動(dòng)齒輪(中間軸上的大直徑齒輪)的轉(zhuǎn)速會(huì)低于主動(dòng)齒輪(輸入軸上的齒輪),這樣一來(lái)速度就降低了,但扭矩卻得到了放大,為車(chē)輛起步提供了足夠的力量。當(dāng)車(chē)輛行駛起來(lái)后,駕駛員根據(jù)車(chē)速和行駛需求,踩下離合踏板,撥動(dòng)換擋桿,使中間軸上的主動(dòng)齒輪切換為較小直徑的齒輪與輸出軸上的齒輪嚙合。小直徑齒輪與大直徑齒輪相比,在相同的主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速下,從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速會(huì)更快,實(shí)現(xiàn)了車(chē)速的提升,同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)在這個(gè)過(guò)程中也能保持相對(duì)穩(wěn)定且高效的運(yùn)轉(zhuǎn),達(dá)到省油的目的。
自動(dòng)變速箱的工作方式則體現(xiàn)了現(xiàn)代科技的智慧。以常見(jiàn)的 AT 變速箱為例,它由液壓變矩器、行星齒輪和液壓控制系統(tǒng)等部分組成。液力變矩器是其核心部件之一,它的泵輪與發(fā)動(dòng)機(jī)相連,渦輪則與行星齒輪系統(tǒng)相連,泵輪和渦輪就如同兩個(gè)相對(duì)的風(fēng)扇。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn),泵輪將液壓油高速甩出,這些具有動(dòng)能的液壓油沖擊渦輪,使其跟著轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力的初步傳遞。而導(dǎo)輪的存在則是為了提高液體的傳遞效率,它通過(guò)改變液體的流動(dòng)方向,讓液體以更有利的方式?jīng)_擊泵輪和渦輪,在泵輪和渦輪之間形成合理的轉(zhuǎn)速差,實(shí)現(xiàn)變速變矩。不過(guò),液力變矩器單獨(dú)工作時(shí),自動(dòng)變速和變扭的范圍有限,效率也不高。因此,在渦輪后面串聯(lián)了行星齒輪機(jī)構(gòu)。行星齒輪由太陽(yáng)輪、行星輪和齒圈等構(gòu)成,通過(guò)液壓控制系統(tǒng)的控制,行星齒輪之間可以實(shí)現(xiàn)不同的組合方式,從而產(chǎn)生多種傳動(dòng)比。液壓控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)、油門(mén)踏板的深度以及車(chē)速等信息,精確地操縱行星齒輪,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋,讓車(chē)輛在各種行駛工況下都能平穩(wěn)、高效地運(yùn)行。
總之,無(wú)論是手動(dòng)變速箱還是自動(dòng)變速箱,盡管它們的工作方式有所不同,但目標(biāo)都是一致的。它們通過(guò)獨(dú)特的機(jī)械結(jié)構(gòu)或先進(jìn)的液力與齒輪組合方式,精確地調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到驅(qū)動(dòng)輪的速度和扭矩,確保發(fā)動(dòng)機(jī)始終在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn),為車(chē)輛提供合適的動(dòng)力輸出,以滿(mǎn)足駕駛員在不同路況、不同駕駛需求下的各種操作,保障車(chē)輛行駛的順暢、高效與安全。
(圖/文/攝:太平洋汽車(chē) 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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