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浅谈汽车变速器工作原理及结构
发布时间:2024-01-20 13:55

  同步带传动保险丝平面铰链四杆机构散热器如今人均生活水平都提高了,很多人都拥有了自己的汽车,从而方便了自己出行。有车的朋友都知道,汽车变速器是汽车的核心部件之一,汽车的作用就是发动机的输出转速非常高,最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。为了发挥发动机的最佳性能,就必须有一套变速装置,来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度。

  手动变速箱称手动变速器(简称MT)又称机械式变速器,即必须用手拨动变速杆(俗称“挡把”)才能改变变速器内的齿轮啮合位置,改变传动比,从而达到变速的目的。

  手动变速器的工作原理,就是通过拨动变速杆,切换中间轴上的主动齿轮,通过大小不同的齿轮组合与动力输出轴结合,从而改变驱动轮的转矩和转速。下面先看一下简化的手动变速器(2档)的构造图。

  发动机的动力输入轴是通过一根中间轴,间接与动力输出轴连接的。如上图所示,中间轴的两个齿轮(红色)与动力输出轴上的两个齿轮(蓝色)是随着发动机输出一起转动的。但是如果没有同步器(紫色)的接合,两个齿轮(蓝色)只能在动力输出轴上空转(即不会带动输出轴转动)。图中同步器位于中间状态,相当于变速器挂了空档。

  当变速杆向左移动,使同步器向右移动与齿轮(如上图所示)接合,发动机动力通过中间轴的齿轮,将动力传递给动力输出轴。

  自动变速器是利用行星齿轮机构进行变速,它能根据油门踏板程度和车速变化,自动地进行变速,而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。

  汽车自动变速器常见的有四种型式:分别是液力自动变速器(AT)、机械无级自动变速器(CVT)、电控机械自动变速器(AMT)、双离合器自动变速器(Dual Clutch Transmission--DCT)。目前轿车普遍使用的是AT,AT几乎成为自动变速器的代名词。

  AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT最重要的部件,它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,兼有传递扭矩和离合的作用。

  其工作原理,液力变扭器是AT最具特点的部件,它直接输入发动机动力,并传递扭矩,同时具有离合作用。泵轮会通过液体带动涡轮旋转,再在泵轮和涡轮之间加上导轮,通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大,因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮来提高效率,液压操纵系统会随发动机工作的变化而自行操纵行星齿轮,从而实现自动变速变矩。

  (1)壳体:壳体是基础件,用以安装支承变速器全部零件及存放润滑油。其上有安装轴承的精确镗孔。变速器承受变载荷,所以壳体应有足够的刚度,内壁有加强,形状复杂,多为铸件(材料为灰铸铁,常用HT200)。为便于安装,传动部分和操纵部分常做成剖分式,箱盖与壳体用螺栓联接并可靠定位。壳体上有加油、放油口,油面检查尺口,还应考虑散热。

  (2)传动部分:是指齿轮、轴、轴承等传动件。轴的几何尺寸通过强度、刚度计算确定。因主要决定于刚度,而碳钢与合金钢弹性模量近乎相等,所以一般用碳钢(常用45钢)。只有齿轮与轴制成一体或轴载荷严重才用合金钢。轴与齿轮多为花键联接(对中性好,能可靠传递动力,挤压应力小等)。轴的花键部分和放轴承处经表面淬火处理。轴多用滚动轴承支承,润滑简单,效率高、径向间隙小,轴向定位应可靠。润滑方式多用飞溅(υ》25m/s,只要粘度适宜可甩到壁上)。

  简单式变速器有效率高、构造简单使用方便钧优点矿但档数少,i变化范围小(牵引力、速度范围小),只宜在档数不多的某些车工采用。若增加i的范围,则使变速器尺寸加大,轴跨度增加,为了既增加档数又不使轴跨度过大,可采用组成式变速器。所谓组成式变速器,通常由两个简单式变速器组合而成,其中档数较多的称为主变速器,较少的称为副变速器。

  (1)可以减少齿轮个数,而且档数越多减少齿轮个数的优点愈明显。同简单式变速器相比,它可缩短轴的长度,减少整个变速器的外部尺寸和重量,并且能方便地得到不止一个倒档。所以当前进档数超过六个档时,几乎都用组成式变速器。

  (2)传动:比变化率Ω大:若主变速器传动比变化率Ωzu=3,副变速器Ωfu=4则Ω=12;若使简单式变速器Ω=12,结构往往很难合理。

  (1)档组间传动比有对应关系,不易使每档的2,(速度及牵引力)都很理想。

  (2)换档操纵麻烦,有时要操纵两个变速部分,若为插花换档还不便记忆。为了减少操纵动作,最好能顺序换档。为此要求重视档次编排十使第灭档组传动比全部大于第11档组,达到多数相领排档的变换只需操纵主变速的目的,这样才最为方便。

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