变速箱为什么可以调整发动机输出的转矩和转速呢?其实这里蕴含了齿轮和杠杆的原理。下面简单了解一下手动变速器工作原理,不仅涨知识而且还会给维修手动变速器带来很大的帮助,大家参考参考
手动变速器齿轮传动的变速原理
手动变速器工作原理是利用不同齿数的齿轮啮合传动的组合实现转速和转矩的改变。
假设一对啮 合传动的齿轮,小齿轮齿数!Z1=20,大齿轮齿数!Z2=40。则在相同的时间内,小齿轮转一圈,大齿轮只转1/2圈,如果小齿轮是主动齿轮,它的转速经大齿轮输出时就降低了;若大齿轮为主动齿轮,它的转速经小齿轮输出时便提高了,这就是齿轮传动的变速原理.www.qcwxjs.com
由齿轮传动的原理可知,一对齿数不同的齿轮啮合传动时可以变速,因为这对齿轮是逐 齿啮合传动的,在相同的时间内,两齿轮啮合过去的轮齿数必定相等,而且两齿轮的转速与齿轮的齿数成反比。
手动变速器齿轮传动变向原理
由齿轮传动原理可知,一对相啮合的外齿轮旋向相反,每经过一传动副,其轴改变一次转向。两轴式变速器在输人轴与输出轴之间加装了一倒挡轴和倒挡齿轮,即可变向。而三轴式变速器则在中间轴与输出轴之间加装了一倒挡轴和倒挡齿轮,如图 就可使输出n轴与输人轴I转向相反,从而可实现汽车倒向行驶。
我们把变速器传动比值较小的挡位称为高挡,传动比值较大的挡位称为低挡(变速器挡位 的变换称为换挡,由低挡向高挡变换称为加挡或升挡,反之称为减挡或降挡。qcwxjs.com
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。下面是先简化的手动变速器(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。
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。
一般的手动变速器都有好几个档位(如上图的5档手动变速器),可以理解为在原来的基础上添加了几组齿轮,其实原理都是一样的。如当挂上1挡时,实际上是将(1、2挡同步器)向左移动使同步器与1挡从动齿轮(图中①)接合,将动力传递到输出轴。细心的朋友会发现,R档(倒车档)的主动齿轮和从动齿轮中夹了一个中间齿轮,就是通过这个齿轮实现汽车的倒退行驶
变速器变速原理模型分析
变速箱内有多个不同的齿轮,通过不同大小的齿轮组合一起,就能实现对发动机转矩和转速的调整。用低转矩可以换来高转速,用低转速则可以换来高转矩。
输入轴(绿色)通过离合器和发动机相连,轴和上面的齿轮是一个部件。
轴和齿轮(红色)叫做中间轴。它们一起旋转。轴(绿色)旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转,这时,中间轴就可以传输发动机的动力了。
轴(黄色)是一个花键轴,直接和驱动轴相连,通过差速器来驱动汽车。车轮转动会带着花键轴一起转动。
齿轮(蓝色)在花键轴上自由转动。在发动机停止,但车辆仍在运动中时,齿轮(蓝色)和中间轴都在静止状态,而花键轴依然随车轮转动。
齿轮(蓝色)和花键轴是由套筒来连接的,套筒可以随着花键轴转动,同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮(蓝色)。
变速器在进行换档操作时,尤其是从高档向低档的换档很容易产生轮齿或花键齿间的冲击。为了避免齿间冲击,在换档装置中都设置同步器。同步是使得套筒上的齿和齿轮(蓝色)啮合之前产生一个摩擦接触齿轮(蓝色)上的锥形凸出刚好卡进套筒的锥形缺口,两者之间的摩擦力使得套筒和齿轮(蓝色)同步,套筒的外部滑动,和齿轮啮合。