变速器原理系列之:你的手动变速器是怎么工作的

如题所述

在上一期的文章中给大家盘点了一下目前市面上我们经常接触到的几种不同类型的变速器,也介绍了几种变速器之间的不同以及各自的特点,但是对于不同变速器的工作原理涉及的较少,下面我们会介绍不同变速器的工作原理。

这期我们就先说最简单的手动变速器(MT)的工作原理,手动变速器也是其他一些变速器的基础,明白了手动变速器的原理后,其它的也就明白个差不多了。虽然大家在驾校学习的时候都学过手动挡,也都会开手动挡的车,当然也知道不同的速度下要挂入不同的挡位,但是你知道它的内部是怎么工作的吗?

首先发动机工作产生动力,然后通过飞轮连接的离合器输出到变速器的动力输入轴,离合器的功能是切断发动机和变速器之间的动力连接,我们都知道手动挡换挡需要踩离合踏板,但是为啥呢?我们等一下再说哈。

上边图中从左到右依次是摩擦盘、离合器压盘、分离轴承+分离拨叉,看下边的动画,可以看到离合器压盘是和发动机飞轮同步转动的,而摩擦盘则是和变速箱的输入轴一同转动,当放开离合踏板时可以看到摩擦盘被压盘压在飞轮上一同转动,踩下踏板后摩擦盘则不受束缚自由转动,来自发动机的动力中断就可以换挡了。

现在动力已经到了变速器的输入轴了,因为道路情况是变化的所以我们就需要不时的切换挡位来适应行车要求,手动变速器的内部是一堆的齿轮,大概就是下边这个样子,不同的变速器内部齿轮的排布会有一些区别但是基本原理都一样。

还需要再啰嗦一下,目前我们民用变速器使用的都是斜齿轮,好处是啮合平顺噪音非常小,缺点是相比直齿轮传动效率稍低一些。

下边这是一样原理图,我们可以直观的看到动力的传递路径及传动比是如何变化的,这里需要说几个齿轮和轴之间的关系,1、中间轴也就是橙色的齿轮和轴是固定的,无法差速转动,主要功能是传递发动机动力到蓝色的齿轮;2、蓝色的齿轮和黄色的轴通过轴承连接可以随意转动;3、紫色的三个同步器和黄色的轴通过滑套连接,可以沿着输出轴做左右的轴向运动但不可在轴上转动,很多时候大家出现疑惑就是这几个关系不清楚。

换挡时有一个比较重要的部件就是同步器,由结合套、锁环和齿轮摩擦锥面组成,其主要功能是让我们换挡更加平顺从而使齿轮和轴连接在一块,换挡踩下离合器踏板主要是为了保护变速箱平顺换挡避免打齿,很多老司机可以不踩离合直接通过控制发动机转速换挡的,同步器这个地方不必深究,再做个受力分析就又麻烦了。

现在我们操纵换挡杆挂入一挡,此时1、2挡同步器靠向左侧和齿轮1结合,使齿轮1和输出轴同步转动,此时动力传递路径:如下图黑色线所表示的路径;

发动机动力-动力输入轴-中间轴-1挡主动齿轮-蓝色齿轮1-1、2挡同步器-动力输出轴。

操纵换挡杆挂入二挡,此时1、2挡同步器靠向右侧和齿轮2结合,使齿轮2和输出轴同步转动,此时动力传递路径:如下图黑色线所表示的路径;

发动机动力-动力输入轴-中间轴-2挡主动齿轮-蓝色齿轮2-1、2挡同步器-动力输出轴。

三四五挡依次类推原理相同。

下面我们操纵换挡杆挂入倒挡,此时5、R挡同步器靠向右侧和齿轮R结合,使齿轮R和输出轴同步转动,此时动力传递路径:如下图黑色线所表示的路径;

发动机动力-动力输入轴-中间轴-倒挡主动齿轮-倒挡中间齿轮-蓝色齿轮R-5、R挡同步器-动力输出轴。由于多了一个倒挡中间齿轮使得齿轮R旋转方向发生变化,从而实现倒车功能。

简单吧,这下总算明白了吧,明白了原理是不是对于手动变速箱的车有种大彻大悟的感觉,其实一台车还有很多地方用到了齿轮传动,比如说转向机构、差速器等等以后有机会咱再慢慢说。下一期我们说AMT变速器和序列式变速器的原理,有了这一期的基础直接就是一点就透,双离合变速器的工作原理之前写过了,如果想了解可以看之前的文章你的双离合变速器是怎么工作的?。

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