手动变速器的工作原理

由:马歇尔的大脑雪妮丝Threewitt|

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今天的汽车变速器有标准,手动,无级变速器,甚至自动手动。00 / ISTOCK之一

如果你开的是手动挡汽车,那么你可能会有几个问题浮现在你的脑海里。

有趣的是“H”模式我移动这个换挡旋钮与变速器内部的齿轮有什么关系吗?当我移动变速杆时,变速器里面移动的是什么?

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当我搞砸了,听到那可怕的声音声音,什么是真正的研磨?如果我不小心变成了呢反向当我在高速公路上超速的时候?整个传输会爆炸吗?

在本文中,我们将回答所有这些问题,并在探索手动变速器的内部过程中回答更多问题。

汽车需要变速器,因为物理原理汽油发动机.首先,任何引擎都有一个取消最大RPM值,超过这个值引擎就会爆炸。第二,如果你读过马力是如何工作的,那么你就知道引擎的转速范围很窄,马力和转矩都达到了最大值。例如,一台发动机可能在每分钟5500转时产生最大马力。传输允许齿轮传动比当汽车加速或减速时,发动机和驱动轮之间的变化。你换档,所以引擎可以保持在红线以下,并接近rpm波段的最佳表现。

理想情况下,变速器的比例应该非常灵活,这样发动机就可以一直以其单一的、最佳的转速值运行。这就是无级变速传动(CVT)。我们下节课再讲。

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连续变量传输

HowStuffWorks

无级变速器(CVT)几乎有无限的齿轮比范围。在过去,cvt在成本、尺寸和可靠性方面无法与四速和五速变速器竞争,所以你在生产汽车中看不到cvt。如今,设计上的改进使得cvt更加普遍。

变速器通过发动机与发动机相连离合器.因此,变速器的输入轴以与发动机相同的转速转动,这既提高了功率输出,又提高了燃油经济性。cvt在混合动力汽车中变得普遍,因为它们比手动和传统的自动变速器都要高效得多,而且它们的受欢迎程度也从那里开始飙升,因为汽车制造商都在争夺可能的最佳燃油经济性评级。截至2016年底在美国,每四辆售出的汽车中就有一辆配备了无级变速器。

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无级变速器有其缺点;最值得注意的是,它可能会让人缓慢驾驶,因为它是为了效率而不是乐趣而设计的。然而,由于许多司机选择放弃手动变速器,这导致提供的手册更少在美国,无级变速器继续增加其存在。CVT在小引擎的小型汽车上也表现得最好,这就是为什么大多数卡车和大型suv继续使用传统的自动变速器。

你可以阅读cvt如何工作有关无级变速器如何工作的更多信息。现在让我们看一个简单的传输。

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非常简单的传输

HowStuffWorks

为了理解标准变速器背后的基本思想,左边的图表显示了一个非常简单的双速变速器在空挡。让我们看看这张图中的每个部分,来理解它们是如何组合在一起的:

  • 绿轴从引擎通过离合器.绿轴与绿齿轮连接为一个整体。(离合器是一种可以连接和断开发动机和变速器的装置。)当你踩下离合器踏板时,发动机和变速器就会断开,这样即使汽车静止不动,发动机也能运行。当你松开离合器踏板,发动机和绿色轴直接连接在一起。绿轴和齿轮的转速与发动机相同。
  • 红轴齿轮被称为副轴.这些也是连接在一起的,所有的齿轮中间轴和中间轴本身作为一个整体旋转。绿色轴和红色轴通过啮合齿轮直接连接,所以如果绿色轴在旋转,红色轴也在旋转。这样,layshaft直接从引擎每当离合器接合时。
  • 黄色轴是花键轴直接连接到传动轴通过微分到汽车的驱动轮。如果轮子在转,黄色轴也在转。
  • 蓝色齿轮骑在轴承上,所以它们在黄色轴.如果引擎关闭,但汽车正在滑行,黄色轴可以转向蓝色齿轮,而蓝色齿轮和layshaft不动。
  • 该项目的目的将两者之一联系起来蓝色齿轮黄色的驱动轴.项圈连接,通过花键,直接到黄色轴和旋转黄色轴。然而,项圈可以沿着黄色轴向左或向右滑动,以啮合任何一个蓝色齿轮。项圈上的牙齿,被称为狗牙,插入蓝色齿轮侧面的孔,使之啮合。

现在,让我们看看当你换到第一档时会发生什么。

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换到第一档

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遵循分步换挡的过程。
HowStuffWorks

左边的图片显示,当切换到第一档时,紫色的项圈与右边的蓝色齿轮啮合。如图所示,发动机的绿色轴带动layshaft, layshaft将蓝色齿轮转向右边。这个齿轮通过项圈传递能量以驱动黄色传动轴。与此同时,左边的蓝色齿轮正在转动,但它的轴承是自由转动的,所以它对黄色轴没有影响。

当齿圈在两个齿轮之间时(如图上所示)前一页),变速器是空挡。两个蓝色齿轮在黄色轴上的飞轮速度不同,由它们与layshaft的比例控制。

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通过这次讨论,你可以回答以下几个问题:

  • 当你在移动时犯了错误,听到可怕的磨擦声,你就会听到齿轮齿不啮合的声音。正如你可以在这些图表中看到的,所有的齿轮齿都是完全啮合在任何时候。研磨的声音是狗的牙齿试图将一个蓝色齿轮上的洞连接起来,但没有成功。
  • 这里显示的传输没有“同步器”(将在本文后面讨论),因此,如果要使用此传输,则必须使用双离合器它。双重抓握在老式汽车中很常见,在一些现代汽车中仍然很常见赛车.在双离合器中,你首先推离合器踏板一次,使发动机脱离变速器。这可以减轻狗牙的压力,这样你就可以把项圈移到空档。然后松开离合器踏板,让引擎加速到“正确的速度”。正确的速度是发动机在下一个档位运行时的rpm值。这个想法是让下一个齿轮的蓝色齿轮和项圈以同样的速度旋转,这样狗的牙齿就可以啮合。然后再把离合器踏板踩进去,把项圈锁到新的档位上。在每次换挡时,你必须按下和松开离合器两次,因此得名“双离合器”。
  • 你也可以看到一个小的线性运动在档位转换旋钮允许你改变齿轮。变速杆旋钮移动连接到叉的杆。拨叉滑动黄色轴上的项圈以啮合两个齿轮中的一个。

在下一节中,我们将看一看真实的传输。

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一个真正的传播

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现在大多数变速器至少有五种速度。
HowStuffWorks

四速手动变速箱基本上已经过时了,取而代之的是五速和六速变速箱,它们是更常见的选择。一些高性能汽车可能提供更多的档位。然而,不管有多少个齿轮,它们的工作原理都差不多。在内部,它看起来是这样的:

有三个叉由三个由变速杆啮合的杆控制。看转变棒从上面看,他们倒着看,第一和第二档:

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记住变速杆有一个旋转点在中间。当你向前推旋钮以啮合第一个档位时,你实际上是在向后拉第一个档位的杆和叉。

你可以看到当你移动移位器左和右你在使用不同的叉(因此也就有了不同的项圈)。将旋钮向前和向后移动领子以啮合其中一个齿轮。

HowStuffWorks

反向齿轮是由一个小惰轮(紫色)处理。在任何时候,上图中的蓝色倒车档都在朝着与所有其他蓝色档相反的方向转动。因此,当汽车前进时,不可能把变速器倒档;狗的牙齿决不会咬人。然而,他们会制造很多噪音。

某个

手动变速器在现代乘用车中使用某个或同步器,以消除双重紧抓的需要。同步器的目的是让项圈和齿轮在狗齿接触之前进行摩擦接触。这样就可以让齿圈和齿轮在啮合前同步速度,就像这样:

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蓝色齿轮上的锥体与钻铤的锥形区域相吻合,锥体与钻铤之间的摩擦使钻铤与齿轮同步。项圈的外部部分然后滑动,以便狗齿可以啮合齿轮。

每个制造商都以不同的方式实现变速器和同步器,但这是总体思路。

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自动手册呢?

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奥迪的七速S电子变速器允许驾驶员使用其D (Drive)或S (Sport)模式。司机可以使用选择杆或方向盘上的换档杆来换档。奥迪

自动手动变速箱也许更广为人知,更准确地描述为双离合自动这是一个越来越受欢迎的选择。尽管双离合自动变速器在保时捷和奥迪等高端高性能汽车上很受欢迎,但在更主流的车型上也越来越普及。

双离合器通过两个离合器自动操作,这两个离合器由汽车的计算机网络控制,不需要驾驶员输入。正如我们所讨论的,当离合器在手动变速器,它断开引擎与变速器,以使换挡。双离合器自动同时操作两个不同的档位,完成换挡,同时绕过电源断开阶段。这使得双离合变速器可以更快地完成换挡,因为在发动机和变速器试图匹配时不会出现“暂停”。

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由于没有动力中断,汽车速度更快;由于几乎不可能精确地确定换挡的时刻,行驶更平稳;由于换挡效率低,没有动力损失,燃油经济性更好。你可以阅读双离合器变速箱的更多细节在这里

值得注意的是,一些带有双离合自动离合器的汽车提供手动换挡模式,通常是通过安装在方向盘上的换档片,但体验是不一样的。一些赛车爱好者可能会抱怨失去了“自己划船”的体验,因为手动换挡是一种令人愉快的技能,需要练习和完善,但如果速度是最终目标,那么很难对自动手动换挡的结果提出异议。

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手册到哪里去了?

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手动变速器,也被称为五速变速器,在美国越来越不受欢迎,2016年仅占汽车销量的5%。Vladdeep /思想库

据统计,截至2016年底,只有5%的新车是手动变速箱《美国新闻与世界报道》.这与1987年25%的峰值相比有所下降。

即使你是少数喜欢手动驾驶的购车者之一,下次去经销商那里时也很难找到一辆手动驾驶的车。一些制造商保留手动档,以此作为对自动变速器或无级变速器收取更高费用的借口,但另一方面,很难买到装备良好的手动档汽车。如果您想要引擎升级或全轮驱动在美国,这些功能通常只出现在不提供手动变速器的车型或装饰级别上。跑车过去肯定会采用手动变速器,现在也开始转向速度更快、效率更高的自动变速器。

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汽车制造商表示,自动变速器在各个方面都更好,特别是我们在前面提到的无级变速器和双离合器选项。人们对拥有手动变速器汽车的实际兴趣也在下降,尤其是美国司机花更多时间坐在拥堵的交通中,不断地踩离合器踏板会让人感到厌倦。作为美国新闻据报道,“随着越来越多的司机遇到这些优秀的现代自动汽车,越来越少的人有兴趣学习手动驾驶。”

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最初出版:2000年4月1日

手动变速器常见问题解答

5速手动变速箱是什么意思?
手动变速箱也被称为5档。
他们还生产手动变速箱的汽车吗?
是的。但截至2016年底,只有5%的新车是手动变速箱,根据《美国新闻与世界报道》。这与1987年25%的峰值相比有所下降。
手动档比较好吗?
汽车制造商表示,自动变速器在各个方面都更好,特别是无级变速器和双离合器选择。人们对拥有手动变速器汽车的实际兴趣正在下降,尤其是在美国司机花更多时间坐在拥堵的交通中,不断轻踩离合器踏板会让人感到厌倦的情况下。
开自动挡好还是手动挡好?
由于采用了自动变速器,汽车的速度更快,因为动力不会中断。由于几乎不可能精确地指出换挡的时刻,所以乘坐起来更平稳,燃油经济性更好,因为没有动力损失低效的换挡。
还有手动变速箱吗?
即使你是少数喜欢手动驾驶的购车者之一,下次去经销商那里时也很难找到一辆手动驾驶的车。如果你想要发动机升级或全轮驱动等选项,这些功能通常只在不提供手动变速器的车型或装饰级别上提供。

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