變速器結構種類工作原理圖文解析 秒懂啊!

汽車在起步、上坡、行駛、倒車等不同駕駛過程中,所需的扭力都是不同的,光靠發動機是無法應付的,必須與變速器配合才能做到!一起來

變速器的作用主要表現在三方面:第一,改變齒輪傳動比,擴大驅動輪的轉矩和轉速的變化範圍;第二,在發動機轉向不變的情況下,做到汽車倒退行駛;第三,利用空檔中斷發動機動力傳遞,使發動機可以起動、怠速。

汽車變速器按照操控方式可分為手動變速器自動變速器。其中常見的自動變速器主要有四種,分別是:自動離合變速器(AMT)、液力自動變速器(AT)、機械無級自動變速器(CVT)、雙離合器變速器(DSG)等

手動變速器

手動變速器(Manual Transmission,簡稱MT),就是必須通過用手撥動變速器桿,才能改變傳動比的變速器。手動變速器主要由殼體、傳動組件(輸入輸出軸、齒輪、同步器等)、操縱組件(換擋拉桿、撥叉等)。

手動變速器的結構:

手動變速器的工作原理:通過撥動變速桿,切換中間軸上的主動齒輪,通過大小不同的齒輪組合與動力輸出軸結合,從而改變驅動輪的轉矩和轉速。

發動機的動力輸入軸是通過一根中間軸,間接與動力輸出軸連接的。如上圖所示,中間軸的兩個齒輪(紅色)與動力輸出軸上的兩個齒輪(藍色)是隨著發動機輸出一起轉動的。但是如果沒有同步器(紫色)的接合,兩個齒輪(藍色)只能在動力輸出軸上空轉(即不會帶動輸出軸轉動)。圖中同步器位於中間狀態,相當於變速器掛了空檔。

當變速桿向左移動,使同步器向右移動與齒輪(如上圖所示)接合,發動機動力通過中間軸的齒輪,將動力傳遞給動力輸出軸。

  一般的手動變速器都有好幾個檔位(如上圖的5檔手動變速器),可以理解為在原來的基礎上添加了幾組齒輪,其實原理都是一樣的。如當掛上1擋時,實際上是將(1、2擋同步器)向左移動使同步器與1擋從動齒輪(圖中①)接合,將動力傳遞到輸出軸。細心的朋友會發現,R檔(倒車檔)的主動齒輪和從動齒輪中夾了一個中間齒輪,就是通過這個齒輪做到汽車的倒退行駛。

自動變速器

常見的自動變速器主要有四種,分別是:液力自動變速器(AT)、自動離合變速器(AMT)、機械無級自動變速器(CVT)、雙離合器變速器(DSG)等

1、 AT自動變速箱
AT自動變速箱的結構及工作原理:

現在自動變速箱一般都是液力變矩器式自動變速箱,也就是俗稱的「AT」自動變速箱。它主要由兩大部分構成:1、與發動機飛輪連接的液力變矩器;2、緊跟在液力變矩器後方的變速機構。

液力變矩器一般是由泵輪、定葉輪、渦輪以及鎖止離合器組成的。鎖止離合器的作用是當車速超過一定速度時,採用鎖止離合器將發動機與變速機構直接連接,這樣可以減少燃油消耗。

液力變矩器結構如下:

液力變矩器的工作原理:

液力變矩器的作用是將發動機的動力輸出傳遞到變速機構。它里面充滿了傳動油,當與動力輸入軸相連接的泵輪轉動時,它會通過傳動油帶動與輸出軸相連的渦輪一起轉動,從而將發動機動力傳遞出去。其原理就像一把插電的風扇能夠帶動一把不插電的風扇的葉片轉動一樣。
AT自動變速箱的結構:

AT自動變速箱每個檔位都由一組離合片控制,從而做到變速功能。現在的AT自動變速箱採用電磁閥對離合片進行控制,使得系統更簡單,可靠性更好。AT自動變速箱的傳動齒輪和手動變速箱的傳動齒輪並不相同。AT自動變速箱採用的是行星齒輪組做到扭矩的轉換。

AT自動變速箱的換擋控制方式如上圖所示。變速箱控制電腦通過電信號控制電磁閥的動作,從而改變變速箱油在閥體油道的走向。當作用在多片式離合片上的油壓達到致動壓力時,多片式離合片接合從而促使相應的行星齒輪組輸出動力。

行星齒輪組包括行星架、齒圈以及太陽輪。當上面提到的三個部件中的一個被固定後,動力便會在其他兩個部件之間傳遞。

2、 CVT自動變速箱
CVT的結構及工作原理:

CVT無級變速箱的主要部件是兩個滑輪和一條金屬帶,金屬帶套在兩個滑輪上。滑輪由兩塊輪盤組成,這兩片輪盤中間的凹槽形成一個V形,其中一邊的輪盤由液壓控制機構控制,可以視不同的發動機轉速,進行分開與拉近的動作,V形凹槽也隨之變寬或變窄,將金屬帶升高或降低,從而改變金屬帶與滑輪接觸的直徑,相當於齒輪變速中切換不同直徑的齒輪。兩個滑輪呈反向調節,即其中一個帶輪凹槽逐漸變寬時,另一個帶輪凹槽就會逐漸變窄,從而迅速加大傳動比的變化。

當汽車慢速行駛時,可以令主動滑輪的凹槽寬度大於被動滑輪凹槽,主動滑輪的金屬帶圓周半徑小於被動滑輪的金屬帶圓周半徑,即小圓帶大圓,因此能傳遞較大的轉矩;當汽車逐漸轉為高速時,主動滑輪的一邊輪盤向內靠攏,凹槽寬度變小迫使金屬帶升起,直至最高頂端,而被動滑輪的一邊輪盤剛好相反,向外移動拉大凹槽寬度迫使金屬帶降下,即主動滑輪金屬帶的圓周半徑大於被動滑輪金屬帶的圓周半徑,變成大圓帶小圓,因此能保證汽車高速行駛時的速度要求。

3、 DSG自動變速箱
DSG的結構及工作原理:

手動擋汽車在換擋時,離合器在分離和接合之間存在動力傳遞暫時中斷的現象。這對於一般的民用車影響不大,但對於爭分奪秒的賽車來說,會極大地影響成績。雙離合變速箱能夠消除換擋時動力傳遞的中斷現象,縮短換擋時間,同時換擋更加平順。

下圖是一個大眾6速DSG雙離合變速箱的工作原理圖。兩個離合器與變速箱裝配在同一機構內,其中一個離合器(1)負責掛1、3、5和倒擋;另一個離合器(2)負責掛2、4、6擋。當駕駛員掛上1擋起步時,換擋撥叉同時掛上1擋和2擋,但離合器1結合,離合器2分離,動力通過1擋的齒輪輸出動力,2擋齒輪空轉。當駕駛員換到2擋時,換擋撥叉同時掛上2擋和3擋,離合器1分離的同時離合器2結合,動力通過2擋齒輪輸出,3擋齒輪空轉。其餘各檔位的切換方式均與此類似。

來源:AI汽車製造業

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