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《凤凰解密》汽车变速器之原理(一)
作者:迪拜赌场    发布日期:2021-02-18 21:13


  发动机中,曲轴的额定转速最高可达8000rpm甚至更高,如果直接将曲轴力矩传递给车轮,难免会发生轮速过高、扭矩过小的冲突,使得发动机的负担增大,难以克服摩擦力驱动汽车。骑过自行车的人都知道,普通的无变速器自行车骑行速度通常很慢,而且遇到上坡就尤其费劲;换作一台可前后变速的山地自行车就轻松多了,其实这个道理跟汽车变速器一样。

  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。

  变速器的构成其实看上去很简单,无非就是一堆齿轮和一组拨叉,这几乎也是所有手动变速器的构成部件。但是齿轮看起来小巧而简单,实际上也有大学问。一般来说,变速器里的齿轮可分为直齿轮和斜齿轮两种。由于斜齿轮具有一定的角度,更容易分级挂挡,并且切换挡位时比直齿轮更为平顺安静,所以在汽车上基本都采用斜齿轮式变速箱。此外,斜齿轮还具有另外一个优点,那就是利于改变啮合齿轮的运动方向,因为它的齿轮角度为45°,那么当两个同样结构的斜齿轮啮合时,便可以很轻松的垂直咬合在一起。

  在汽车的变速器中,各级齿轮间的齿比由齿轮的齿数决定。例如相互啮合的两个齿轮齿数分别为20个和10个,那么前者输入端转一圈就会带动后者输出端转两圈,变速比即为2:1。实际上这也就达到了通常意义上所说的加挡的目的了——大齿轮带动小齿轮,就是一组高速挡位。同理,减挡时就是将力传递端给齿数相对较多的齿轮,假设输入端齿轮仍为20个,而输出端变为15个,这么一来,齿比则变为了1.33:1,力矩增大,爬上坡会更有劲。

  如果把几组不同规格(齿数)的齿轮组合在一起,便可以构建一个变速机构来快速地升降挡了。这样一来,假设一套齿轮机构输入端齿轮为20齿,二级齿轮为40齿,输出端齿轮为50齿,第一级变速比为1:2,第二级为4:5,最终的变速比为两级变速比之积,即2:5。以此类推,再多增加几组齿轮,再弄清楚它们的齿数前提下,便能很轻松算出速比,知道变速器的能力范围了。

  值得注意的是,在汽车的变速器中不仅有常规的变速齿轮,几乎所有车辆都还有一套差速齿轮(差速器),它把守着汽车动力传递到车轮这一最后关口,一般位于前桥或者后桥的中部位置,它的作用是产生终传比。

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