变速箱完全解析：定义、结构、工作原理与类型详解

变速箱完全解析：定义、结构、工作原理与类型详解

变速箱是汽车传动系统中的核心部件，负责将发动机的动力传递给驱动轮，并根据行驶需求调整转速和扭矩。本文将详细介绍变速箱的定义、结构、工作原理、类型、功能、用途和优缺点，帮助读者全面了解这一重要机械装置。

齿轮箱的定义是什么?

变速箱是一种装置，使发动机曲轴以相对较高的速度旋转，而车轮以较慢的速度转动。它被一个叫做齿轮箱的金属盒子包围着。变速箱是在机械发动机中传递能量以增加输出扭矩或改变电机速度的过程。

电机轴连接到变速箱的一端，并通过内部变速箱配置，赋予输出扭矩和由给定比例决定的速度。

变速箱部件或结构

变速箱由以下主要部件组成：

• 离合器轴：也被称为传动轴，它利用来自发动机的力并将其提供给其他部件。传动轴是通过一个连接到他们离合器，当离合器啮合时，传动轴开始旋转。离合器齿轮上固定有一个单齿轮，其转速与曲轴相同。需要注意的是，传动轴和主轴都在同一条线上。

• 副轴：与其余三个变速箱相比，中间轴更大。它提供了许多不同尺寸的齿轮，可以产生广泛的扭矩水平。它的旋转是不同的，但贡献连续的速度，就像离合器轴。

• 主轴：也被称为输出轴。它以不同的速度旋转，也给车辆强制扭矩。主轴是花键，所以齿轮可以移动;以更好的方式参与和脱离。中性齿轮是没有齿轮与副轴啮合的位置。

• 轴承：轴承在每根轴的两端都被抬高。它们有两个目的：

• 它促进支持和

• 提供最大功率和更少的摩擦损失。

• 齿轮：齿轮用来将动力从一个轴传送到另一个轴。通过齿轮传递的扭矩的数量取决于齿的数量和尺寸齿轮。齿轮传动比越大，加速度越高，速度越小。除主轴外各齿轮均稳定;它们可以沿着轴向任何一个方向滑动。如果齿轮比大于1，汽车将保持更高的加速度，并以更高的速度行驶。

现在我们来看看什么是齿轮箱的工作原理。

齿轮箱工作原理

变速箱由不同尺寸的齿轮组成，这是因为车轮所需扭矩的时间要求不同，这取决于道路、负载和地形等;爬坡车辆比在直路上行驶需要更高的扭矩。与其他齿轮相比，第一个齿轮更大，在产生最小速度的同时提供最大的扭矩结果。齿轮的大小从第一个到最后一个以递减的比例变化，因此它在拉力和速度方面具有不同的组合。

变速箱工作中涉及的步骤：

• 常啮合齿轮箱包括连接到齿轮的传动轴，该齿轮与安装在layshaft上的齿轮混在一起。
• layshaft包括各种齿轮，这些齿轮与所述网的齿轮一起布置。
• 齿轮不直接与主轴相连，可以围绕主轴自由转动。
• 狗离合器是用来啮合齿轮，也花键到主轴，这有助于旋转过程。
• 狗离合器也分配与摩擦材料，帮助他们与主轴上的齿轮连接。
• 当驾驶员推变速杆时，选择叉移动相互连接的狗式离合器与一个档位接合。
• 因此，离合器和主轴随所选齿轮的转速而转动。

现在我们将详细了解类型，

变速箱类型

有汽车中两种主要的变速箱：

1. 手动传动
2. 自动变速器

手动变速箱

在手动变速器类型的齿轮系统中，驾驶员通过可移动的齿轮选择器和驾驶员操作的离合器来完全控制和手动选择所有的齿轮。这种类型的传动也被称为杆轴或标准传动。这种手动变速器允许驾驶员降低一个档位以使过程更快，或选择增加一个档位以节省燃料。

手动变速箱工作视频:
视频来源学习工程

这里有一些手动传动的主要类型下面列出:

• 滑动齿轮传动
• 同步齿轮箱
• 恒定网格传输
• Pre-selector传输

滑动齿轮传动

这些齿轮只有在老式汽车上才能找到。当变速器为空挡时，在传动过程中唯一移动的部件是主齿轮和副齿轮集群设备。为了给驱动轮以动力，离合器踏板应被压缩，以便换挡手柄可以移动。移动换挡手柄的结果是改变换挡联动滑块的位置，并沿着主轴快速在集群齿轮上方叉出一个齿轮。一旦这两个齿轮结合，离合器可以释放。要再次换档，驾驶员需要在同步两个新档位之前释放两个档位。这种类型的传动未能具有相同的直径和齿数，导致齿轮以不同的速度旋转，这可能导致齿轮碰撞。这是这个齿轮不再使用的主要原因之一。

同步齿轮箱

同步齿轮主要用于现代汽车的变速箱中，它可以同步混乱的齿轮的旋转。这种类型的齿轮消除了齿轮碰撞的风险，使换挡过程更容易。这个变速箱在某种程度上类似于恒定网格变速箱。

它配备了同步啮合设备，通过该设备，要啮合的两个齿轮首先通过调节其速度进行摩擦接触，从而使过程变得容易。在主要车辆中，同步啮合机构不安装在所有的齿轮上，只安装在齿轮的顶部。在某些情况下，倒车齿轮不提供同步啮合装置，因为它们的目的是在车辆静止时接合。当杠杆移动时，同步啮合锥体聚集在一起，以满足齿轮上类似的锥体。由于摩擦的结果，旋转小齿轮准备以与同步啮合单元相同的速度旋转。对于一个积极的驱动附加，齿轮杠杆的运动使联轴器覆盖众多的弹簧，负载球和联轴器连接到狗的小齿轮骑。小齿轮和同步啮合单元开始以相同的速度移动，作为在啮合狗齿之前的必要移动，以便锥有更好的机会将同步器和小齿轮以相同的速度移动。

恒啮合齿轮箱

在这种变速箱中，主轴上的所有齿轮都与副轴上连接的齿轮保持啮合。滑动狗式离合器位于离合器档位和第二档位的中间，其他的则位于第一档位和倒车档位之间。所有齿轮都独立于花键主轴。狗式离合器在主轴上滑动，与它一起旋转。layshaft上的所有齿轮都用它固定。当左边的狗式离合器通过变速杆滑到左边时，它会与离合器档位发生混乱，从而实现高速档位。当左手对数离合器接触到第二，第二速度档位实现。就像这样，通过将右手的狗离合器向左和向右移动，就可以达到第一和倒车档位。在这个过程中，齿轮是恒啮合的。它们更安全，不受损坏，防止齿轮碰撞问题，也不会产生任何不愉快的声音，而参与和脱离他们。

预选器传输

随着汽车制造商对设计进行试验，手动变速器经历了一系列的进步和变化。其中一个手动变速箱是威尔逊预选择器，引进于1930年作为一个行星齿轮系统通过操作转向部分上的一个小杠杆来预先选择齿轮比。换挡时，司机踩下脚踏板，调出一个预先选定的档位，这样就会使前一个档位脱离，同时新档位开始工作。

手动传动优点

以下手动传动的优点是：

• 这在维护中很简单，因为它们不像自动的那么复杂，更少的变化发生在那里出错。离合器是唯一需要修理的零件。
• 这种液体是持久的，恶化得不那么快，它需要更少的周期性变化。
• 自动变速箱的车辆有一个变矩器和液压泵，这导致他们更频繁地消耗更多的燃料。那些适合手动变速箱的车型，燃油经济性提高15%，减少更多的燃油需求。
• 制动优于自动变矩器，这有助于提供更多的控制车辆。
• 其全新的手动换挡比自动换挡更便宜更便宜。

手动传动缺点

以下手动变速器的缺点是：

• 那些刚开始使用手动变速箱驾驶的人，在适应离合器和换挡时机时，可能会在最初的几次驾驶中感到有点颠簸和失速。
• 在山上刹车和停车既危险又可怕，因为有可能被卷入车流或熄火。
• 当驾驶手动挡汽车时，需要经常使用左腿。它可能会导致腿部关节紊乱，并可能导致腿部受伤。

自动变速器

手动变速箱只是简单地遵循基本原理，但自动变速箱是一个整体的水平。无论表面下的机械工作如何，任何自动变速器对驾驶者来说都是友好的;泊车、空挡、倒车和自动驾驶，也许还会有一些额外的功能，比如运动模式或手动换档模式。自动变速器的变速杆通常是一个电子开关，引导并向管理变速箱的软件发送指令。因此，我们注意到设计师选择使用按钮、表盘或拨片，而不是老式风格的杠杆来控制传动。

现在,自动变速器的类型：

以下是不同类型的自动变速器：

• 变矩器
• 自动手动变速器
• 双离合器传动和
• 无级变速传动

变矩器

液力变矩器是自动变速器中最常见的一种变速箱，它利用液力变矩器将发动机的合理动力传递给车轮。这是一个流体联轴器，允许汽车拉离和停止，而不减慢发动机，尽管有一些损失的效率，因为它采取了驱动，因为涡轮叶片的弯曲模式向内转换器。这个变速箱有助于从低速平稳加速，以及它在低发动机转速响应良好。

自动机械式变速器

这是一种使用常规离合器和齿轮配置的变速箱，还使用传感器、执行器、处理器和气动来提高手动齿轮的使用。这些类型的车辆以低速和高加速度时发动机执行不稳定而闻名，而且它可以在很远的距离上产生高燃料里程。

双离合变速器

这种变速箱的需求正在迅速增加，它是汽油和柴油汽车最常见的自动变速箱。大多数品牌汽车，如大众集团品牌;大众，西亚特和斯柯达将其命名为DSG(直接换挡变速箱)，奥迪进一步称其为S-Tronic，保时捷更喜欢称其为PDK。顾名思义，有两个离合器在行动与这些变速箱。在其最原始的形式，这将是两个不同的离合器系统;一个用于奇数齿轮，一个用于偶数齿轮。档位可以在换挡发生前与下一个档位进行预选移动。这表明换挡速度要比其他类型的变速箱快得多。这种类型的变速箱提出了与单离合器版本相同的直接感觉，但自然是非常高效和平稳的驾驶。与手动变速箱相比，它提供更少的燃油消耗和更好的性能。它在低速时可能会有点不稳定，而且在第一档和倒车档之间跨步时也可能会有点笨拙。

连续变速传动

连续可变变速器不包括或提供任何齿轮。相反，它是锥形的，带着一个轴。表带上下移动以改变其长度和齿轮传动比。它在上限和下限之间提供了无限和可变的比率，因此，它可以在给定的时间内完美地优化燃油效率和性能需求。这对混合动力汽车更有利，它可以使用CVT来平衡汽油发动机和电动机之间的工作重量。缺点是驾驶体验有时可能会感到奇怪和不愉快。当它加速时，它感觉汽车在橡皮筋上颠簸。此外，令人不快的噪音有一个可怕的嗡嗡声，因为转速直接上升到峰值点，并保持在那里，因为汽车加快了速度，而不是上升和下降，因为你通过多个档位工作。即将到来的变速箱越来越好，所以有一个变化的CVT溺水。

视频Credit toKaveh疯了

自动变速箱优点

安慰使用自动变速器的好处之一是，无论是短途城市还是短途旅行，它都很舒适。离合器提供了无踏板操作和确定性，你不必手动切换档位。

良好油耗燃料消耗一直是人们选择自动驾驶汽车的主要原因。有多种变速箱可供选择，包括AGS(自动换挡)CVT(无级变速)和AT(自动变速器)，由Maruti Suzuki生产。这些自动变速箱的每一个变化都经过优化，并与印度驾驶条件相协调，以获得良好的平衡和燃油效率。

工程的通用性和伟大的性能:从自动齿轮轴开始，在AGC汽车中，您可以在自动和手动模式之间切换更多的选择。它具有胜任的蠕变和踢下来的功能。蠕变方法允许您在交通中只需披露刹车踏板就能低速潜水。另一个踢腿功能允许提供瞬时功率和扭矩，有希望的速度。在自动变速器中，变速器对驱动输入的响应相对较快。它有足够的力量来促进瞬间加速和控制驾驶性能。对于无级变速器，发动机具有更大的实现平稳线性工作的可能性。还有一种L模式，可以在斜坡上行驶，无论是山坡、天桥还是停车场。

缺点

如果汽车发出奇怪的嗡嗡声或狂野的噪音，液力变矩器可能需要改进或维护。液力变矩器的这种问题会对变速器造成更大程度的损坏。当车辆引起泄漏或液位低时，会导致换挡或打滑更频繁。随着时间的推移，它会给车辆带来广泛的问题。一旦怀疑需要更换传动液，最好立即更换。它会引起强烈的燃烧气味。如果司机在驾驶过程中发现有烧焦的气味，他或她应该尽快把车送到配备了设备的专业人员那里。导致传动液过热的因素有很多。

变速箱用途

的变速箱的用途如下：

1. 变速箱方便您控制如何慢或快，您想要操作您的车辆。因此，在乘用车的情况下，发动机转速的比例为4:1，而在重型车辆如卡车和卡车的情况下，发动机转速的比例更大。
2. 它根据要求传递扭矩和发动机转速。
3. 变速箱拓宽了内燃机的有限速度和扭矩行为，以更大的规模。
4. 由于路面弹簧的弯曲，变速箱提供了发动机和驱动轮之间的相对运动。
5. 它还提供了发动机和驱动轮之间的杠杆变化。

齿轮箱的应用或必要性

齿轮箱的应用或必要性如下：

• 在启动发动机、爬坡和加速时，提供高扭矩。
• 带动:促进发动机和驱动轮之间的相对运动
• 允许驱动轮以不同的速度旋转。