變速系統(tǒng)
汽車在起步加速時須要比較大的驅(qū)動力,此時車輛的速度低,而發(fā)動機卻必須以較高的轉(zhuǎn)速來輸出較大的動力。當速度逐漸加快之后,汽車所須要的行駛動力也逐漸降低,這時候發(fā)動機只要以降低轉(zhuǎn)速來減少動力的輸出,即可提供汽車足夠的動力。汽車的速度在由低到高的過程中,發(fā)動機的轉(zhuǎn)速卻是由高變到低,要如何解決矛盾現(xiàn)象呢?于是通稱為“變速箱”的這種可以改變發(fā)動機與車輪之間換轉(zhuǎn)差異的裝置為此而生。
變速箱為因操作上的不同而有“手動變速箱”與“自動變速箱”二種系統(tǒng),這二種變速箱的工作方式也不相同。近年來由于消費者的需求以及技術(shù)的進步,汽車廠開發(fā)稱為“手自一體變速箱”的可以手動操作的自動變速箱;此外汽車廠也為高性能的車輛開發(fā)出稱為“順序式半自動變速箱”的帶有自動操作功能的手動變速箱。目前的F1賽車全面使用“順序式半自動變速箱”,因此使用此類型手動變速箱的車輛均標榜采用來自F1的科技。
手動變速系統(tǒng)
在手動變速系統(tǒng)里面含有離合器、手動變速箱二個主要部份。
離合器:是用來將發(fā)動機的動力傳到變速箱的機構(gòu),利用磨擦片的磨擦來傳遞動力。一般車型所使用的離合器只有二片磨擦片,而賽車和載重車輛則使用具有更磨擦片的離合器。離和器還有干式與濕式二種,濕式離合器目前幾乎不再被使用于汽車上面。
手動變速箱:以手動方式操作變速箱去做變換檔位的動作,使手動變速箱內(nèi)的輸入軸和輸出軸上的齒輪嚙合。多組不同齒數(shù)的齒輪搭配嚙合之后,便可產(chǎn)生多種減速的比率。目前的手動變速箱均是使用同步齒輪的嚙合機構(gòu),使換檔的操作更加的簡易,換檔的平順性也更好。
自動變速系統(tǒng)
為了使汽車的操作變得簡單,并讓不擅于操作手動變速箱的駕駛者也能夠輕松的駕駛汽車,于是制造一種能夠自動變換檔位的變速箱就成為一件重要的工作,因此汽車工程師在1940年開發(fā)出世界首具的自動變速箱。從此以后駕駛汽車在起步、停止以及在加減速的行駛過程中,駕駛者就不需要再做換檔的動作。
現(xiàn)代的自動變速系統(tǒng)里面含有液體扭力轉(zhuǎn)換器、自動變速箱、電子控制系統(tǒng)三個主要部份。在電子控制系統(tǒng)里面加入手動換檔的控制程序,就成了具有手動操作功能的“手自一體變速箱”。
液體扭力轉(zhuǎn)換器:在主動葉輪與被動葉輪之間,利用液壓油作為傳送動力的介質(zhì)。將動力自輸入軸傳送到對向的輸出軸,經(jīng)由輸出軸再將動力傳送到自動變速箱。
由于液壓油在主動葉輪與被動葉輪之間流動時會消耗部份的動力。為了減少動力的損失,在主動與被動葉輪之間加入一組不動葉輪使能量的傳送效率增加;以及在液體扭力轉(zhuǎn)換器內(nèi)加入一組離合器,并在適當?shù)男旭偁顟B(tài)下利用離合器將主動與被動葉輪鎖定,讓主動與被動葉輪之間不再有轉(zhuǎn)速的差異,進而提高動力的傳送效率。
自動變速箱:以行星齒輪組構(gòu)成換檔機構(gòu),利用油壓推動多組的摩擦片,去控制行星齒輪組的動作,以改變動力在齒輪組的傳送路徑,因而產(chǎn)生多種不同的減速比率。
電子控制系統(tǒng):早期的機械式自動變速箱的換檔控制是以油壓的壓力變化去決定何時做換檔的動作,即使經(jīng)過多年的研究及改良,機械式自動變速箱的換檔性能仍然不盡人意。于是電子式自動變速箱便因應(yīng)而出了。為了使換檔的時機更加的精確,以及獲得更加平順的換檔質(zhì)量,各汽車制造廠均投入大量的資源,針對自動變速箱的電子控制系統(tǒng)做研究。
差速器
在解決了車輛動力傳遞的問題之后,汽車工程師又碰到了另外的一個問題——轉(zhuǎn)彎。
轉(zhuǎn)彎,除了必須要有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輔助之外,還必需在傳動系統(tǒng)上進行調(diào)整。原因在于,當車輛過彎時,位于內(nèi)側(cè)的輪子所走的路徑較短,位于外側(cè)的輪子所走的路徑較長。在同樣的時間內(nèi)經(jīng)過這樣的路徑,左右兩側(cè)的車輪勢必面對著轉(zhuǎn)速不同的問題。如果沒有一個特殊的機構(gòu)來處理,將造成車輛在轉(zhuǎn)彎時發(fā)生轉(zhuǎn)不過去的窘境;即便用力地轉(zhuǎn)了過去,也會有著車輪嚴重磨損的問題。此時,差速器便被導入汽車的傳動系統(tǒng)之中。
由圖中可看出,差速器是由許多齒輪組所構(gòu)成。當直行時,左右車輪的轉(zhuǎn)速相同,其內(nèi)齒輪組并未發(fā)生作用,如同左右車輪以同一輪軸運轉(zhuǎn)。當車輛進入彎道時,左右車輪的轉(zhuǎn)速差異,便由中間齒輪組的轉(zhuǎn)動來吸收,使其可以順利地過彎。
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