汽车变速箱中齿轮是怎样相互啮合的，变速箱齿轮与档杆、临合器之间是怎么运动的？

众所周知,汽车发动机曲轴的转速通常可以高达7500rpm甚至更高,我们不能简单地将这种转速直接传递到车轮上,因为那样会使轮速过高、扭矩过小,无法克服摩擦力驱动汽车.因此,在这一前提条件下,人们发明了机械闭锁机构用来按不同比例降低输出转速增大扭矩,这也就是通常我们所说的变速箱. 在变速箱中配备的齿轮一般可分为直齿轮和斜齿轮两种.由于斜齿轮轮齿具有一定的角度,更容易分级挂档,并且切换档位的比直齿轮更为平顺安静,所以汽车和摩托车基本都采用斜齿轮式变速箱.斜齿轮作为变速箱还具有另外一个优点,那便是更利于改变啮合齿轮的运动方向,因为轮齿角度为45°,那么两个同样结构的斜齿轮便可以垂直啮合. 在变速箱中,各级齿轮间的齿比由齿轮的齿数决定.例如,啮合的两个齿轮轮齿数分别为20和10,那么前者输入端转一圈就会带动后者输出端转两圈,变数比即为2:1.实际上,这也就达到了通常意义上所说的家当的目的了.同理,减挡时就是传递端为齿数较少的齿轮,而接受端为齿数较多的齿轮,当传递端齿轮转动一周,接受端齿轮转动半周,因此其速比为1:2 将几组不同规格的齿轮啮合在一起,便可以构建一个机构来快速地升降挡了.以此类推,假设一套齿轮机构传递端齿轮为20齿,二级齿轮为40齿,接受端齿轮为50齿,那么第一级变速比为1:2,第二级4:5,最终的变速比为两级变速比之积,即2:5.因此,变速箱中的一套斜齿轮机构是用来将发动机曲轴转速换为变速箱输出轴的传递. //通过变速箱的变速比可以计算出发动机某一转速下的车速// 值得注意的是,几乎所有车辆的变速箱都具有一套差速器齿轮,它可以产生终传比.差速器齿轮由一个小齿轮和一个大齿圈构成,前面提到的斯巴鲁5速手动变速箱的终转比为4.444:1,这就是变速箱输出轴到车轮驱动半轴的最终变速比.我们可以看到,当发动机转速在3000rpm时,变速箱处于5挡,那么变速箱输出轴的转速就为4065rpm,然后通过终传比为4.444:1的差速器,最后传到驱动半轴的转速则为914rpm.毫不夸张地说,如果知道车轮尺寸,利用上面的比例关系求出这款翼豹在发动机某一转速下的最高车速也不是不可能的事.例如已知翼豹的车轮尺寸为205/55R16,整个车轮的半径r为258mm,那么车轮的周长就为2r乘以圆周率3.14,为1620.24mm;已知5挡时的变速箱输出转速为4065rpm,那么每分钟行驶距离就用1620.24mm乘以4065rpm即为6586275.6mm,换算成m即为6586.2756m,然后得出发动机在3000rpm时车速为109.7km/h. 在普通变速箱的内部构造中,你能看到不同规格的斜齿轮啮合在一起.靠下方的轴称为动力输出轴,用来和离合器相连,而离合器则直接与发动机飞轮相连.靠上方的齿轮轴即为变速箱的输出轴,其中包括5个斜齿轮和前,中,后3套变速拔叉. 当离合器于飞轮结合时,动力输出轴转动,固结在动力输出轴上的斜齿轮也随之转动,它们与输出轴上一系列可以绕其空转的斜齿轮啮合,同时我们可以看到变速拔叉可以带动一系列具有内花键的结合套滑动,结合套通过花键与输出轴相连,并且可以轴向滑动.当我们推动换挡杆换挡时,换挡机构带动变速拔叉轴向推动结合套. //变速箱的工作原理比想象中的要简单,一下从4个方面分别说明// 换挡平顺性 还是以翼豹的5速手动变速箱为例.当换挡杆推向4挡时,变速拔叉随之轴向后移,同时推动接合套后移,内花键与4挡斜齿轮前端的外花键接合,通过花键的接合将接合套与输出轴锁止.当离合器接合时,发动机曲轴便驱动动力输出轴转动,变速箱输出轴上的其他系齿轮空转.刚才被锁止的4挡斜齿轮即刻起便与动力输出轴上的齿轮接合,输出动力至半轴最后到车轮.综上所述,为了挂上4挡,接合套从3挡斜齿轮滑向4挡斜齿轮,这就是为什么我们需要离合器的原因.同时这也是当我们推动换挡杆换挡时,变速箱摩擦噪声产生的原因. 在通常情况下,人们会产生一个误区—换挡噪音来自齿轮间啮合时的摩擦.诚然,这实际上是由接合套花键与斜齿轮花键接合不当时产生的,这种情况通常发生在换挡时离合器接合过快的情况下.所以过去技术陈旧的汽车通常需要踩两脚离合才能实现平顺换挡.所谓将接合套滑动至与下一级斜齿轮啮合.而现在的汽车都加入了同步器,加、减挡都只需要一脚离合即可. 齿轮同步啮合 同步器(同步器齿轮机构)可以达到同步啮合的效果,其原理是当与下一级斜齿轮啮合之前,将接合套的转速提升到一个适宜啮合的值. 倒挡原理 倒挡的原理其实就是上述变速器换挡原理的一种延伸,不同之处就是多了一个变向的齿轮而已.倒挡功能一般由三个上、中、下啮合在一起的齿轮实现,而非前进挡中的两个齿轮啮合.同样的,上齿轮在变速箱输出轴上,下齿轮在中间轴上,而在它们之间啮合着一个用与变向的齿轮. 变速箱的搭档—离合器 看到这里,或许你已经对变速箱的工作原理有了个大致的了解—从速比到各挡位工作关系,再到变速的原理.接下来还有一个汽车变速时起重要作用的机构需要了解,他就是离合器. 简言之,离合器的作用就是使你能够在汽车行驶时变换挡位,火灾红灯时停车而不用关闭发动机.因为发动机一旦起动,就会带动曲轴始终运转,曲轴又与动力输出轴相连,所以此时就需要一个能够在发动机曲轴和变速箱中间轴之间可以切断动力机构,自然离合器就充当了这个角色.离合器由压盘、飞轮和从动盘三个基本部分构成.其中飞轮与发动机曲轴相联,而从动盘通过花键与变速箱中间轴相联. 顺序式手动变速箱--------SMG 如果你是个不折不扣的赛车迷,就不难发现车手在比赛时操纵的变速箱挡位布置大多数非传统的“H”式,取而代之的是前进、后退,或者”藏”在方向的拔片式换挡方式,即顺序式变速箱. 拔片式换挡其实与通常的变速杆换挡在功能上大同小异,只是它采用电子而非机械地传递换挡信号.所以顺序式变速箱仍旧属于手动变速箱范畴,只是它的变速箱内部变速(换挡)拔叉与传统手动变速箱的变速拔叉有区别-----传统手动变速箱的每个变速拔叉位置相对自由,而顺序式变速箱的每个变速拔叉由一根带有螺旋槽的变速轴联结在一起.当变速杆或者变速拔片向前、向后移动时,联结变速拔叉的变速轴也随之转动相应的角度,这种扭转促使轴上的螺旋槽带动变速拔叉向前或向后移动.因此,每一次换挡就会使变速轴旋转一定的角度,并带动所有的变速拔叉同时动作. 固然,操作顺序式变速箱时你不能从一挡直接升三挡,而是必须一挡一挡向上衔接.赛车手靠双击方向盘后的拔片来实现空挡并切断动力换入下一挡,这样的换挡方式比普通的变速杆换挡更加迅速.所以目前越来越多的普通轿车也采用这一设计,如三菱Outlander、雪铁龙C3、雷克萨斯IS300、宝马6系等等. 自动变速箱-----AT 相对于手动变速箱来说,自动变速箱在操作和基本构造上有很大的差别.例如在起动汽车时,你不用踩离合器踏板在转动电门,因为自动变速箱根本不需要传统意义上的脚踩式离合器,取而代之的是液力变矩器. 液力变矩器主要由泵轮、涡轮以及固定不动的导轮组成.变矩器正常工作时,转动的泵轮通过油腔内的循环油将转矩传递到涡轮上.变矩器不仅能传递转矩,在泵轮转矩不变的情况下,随着涡轮转速的不同(具体表现为汽车的行驶速度)而改变涡轮输出的转矩值,在循环油流动的过程中,固定不动的