目录
手动变速箱工作原理
手动变速箱如何换挡
优秀手动变速箱特点
手动变速箱优缺点
手动变速箱控制形式
斜齿齿轮和直齿齿轮
手动变速箱同步器
手动变速箱工作原理
手动变速箱由动力输入轴和输出轴以及不同齿比的齿轮组构成,其工作原理就是通过切换不同的齿轮组实现齿比变换,动力输入轴与离合器相连,从离合器传递过来的动力会直接通过输入轴传递给齿轮组,因为齿轮组的齿比不同,所以有着不同的传输效果,而在日常驾驶中所说的换挡的就是指的换齿轮比。
如图所示,绿色的是输入轴也叫做第一轴,它和发动机之间是通过离合器相连的,轴和上面的齿轮是硬链接,图上红色齿轮轴是中间轴,输入轴和中间轴的两个齿轮是处于常啮合状态的,所以当输入轴转动的时候也会带动中间轴转动。图上的黄色轴为输出轴,也叫做第二轴,在后轮驱动车型中和驱动轴相连,然后在通过差速器来驱动汽车。
当车轮转动的时候会带动花键轴一起转动,而图上所示的蓝色齿轮通过套筒与花键轴连结,并在其上面做相对自由的转动,蓝色的齿轮也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮。所以当发动机停止工作但是车辆还在转动的时候,蓝色才齿轮和下面红色的中间轴就会处于相对静止的状态,而花键轴仍然随着车轮一起转动。
手动变速箱如何换挡
了解了手动变速箱的工作原理,那么对手动变速箱如何实现换挡的也就好理解了,当套筒和蓝色齿轮相连时,中间轴会将发动机的动力传递给输出轴,在这个时候左边的蓝色齿轮也在自由旋转,但是因为这个齿轮没有套筒,所以对花键轴产生不了什么影响。要是套筒位于两个蓝色齿轮中间的时候,变速箱是处于空挡位置的,此时两个齿轮都是在花键轴上自由转动的,而且互不影响。
传统的5速手动变速箱的换挡原理也是一样的,只是变速箱中套筒和齿轮组数量多了,所以有更多的挡位,而其中的倒挡则是通过红色中间轴和蓝色输出轴之间增加一盒齿轮来实现,因为多了一个啮合齿轮,所以倒挡的齿轮转动方向始终和其他齿轮的转动方向相反,因为这个齿轮指有改变齿轮转动方向的作用,所以被称为惰轮。
除了三轴手动变速箱,在现在的轿车上还广泛使用这一种二轴手动变速箱,其结构和二轴变速箱基本类似,只是输入轴和中间轴合二为一了,所以在结构和体积上具有明显的优势,而且在中间挡位时传动效率高,噪音也小,这种手动变速箱咋前置前驱家用车中,比较实用。但是二轴手动变速箱,不能涉及直接挡,而且一挡的传动比不能设计 的太高了。
优秀手动变速箱特点
具备良好的挂档手感,每个挡位都是清晰的,横向和纵向形成都是合理的,入挡的阻力小而且带有吸入感,各挡位的齿比排布也必须合理。因此传动比的分布直接影响车辆行进中动力衔接的顺畅性。而要求是低挡时能有力加速,高挡能达致高速同时省油,且各挡间的距离要均匀,不然就会很容易造成换挡时窜车的情况。
手动变速箱优缺点
(一)手动变速箱优点
结构简单、性能可靠、制造和维护成本低,传动效率高,且纯机械控制是欢动反应更快,能直接表现驾驶者的意愿,有充足的驾驶乐趣。
(二)手动变速箱缺点
相比于现在大家喜欢的自动变速箱,手动变速箱的操作要相对繁琐一点,在档位切换时顿挫明显。
手动变速箱控制形式
手动变速箱都是通过推杆或者拉线来控制换挡的。推杆连结的换挡行驶要更直接一些,但是在传递过程中振动会比较大,而拉线的行驶挡位不是很明显,但是振动不明显。两种形式各有优缺点。
除了推杆和拉线这两种纯机械换挡控制,有的车型中还会使用电控装置来实现换挡,电控的结合了推杆和拉线换挡之间有点,在换挡的时候,当拨动变速器感到相应的挡位的时候,在变速器中有电机驱动相应的拨叉控制套筒与齿轮咬合,因此类似于挡位不清晰的问题是不存在的,而且换挡的形成也都可以控制在很理想的范围内。
斜齿齿轮和直齿齿轮
手动变速箱中常啮合状态的齿轮有斜齿和直齿两种。斜齿齿轮在结构上比较有优势,倾斜布置的齿形能够提高两个齿轮啮合的重合度,这样齿轮传动的就会更加平稳,噪音也就更低,而且还可以提高齿根的弯曲强度,以及齿面的接触强度,从而提高齿轮的使用寿命。直齿齿轮的优势是传动效率高,可以让车辆获得更大的轮上公里,而直齿轮变速箱在赛车中运用的更广泛一些。
手动变速箱同步器
手动变速箱中有三种换挡机构,分别是直齿滑动齿轮,啮合套和同步器,目前在轿车上运用比较多的是同步器。而同步器则是可以在换挡的时候让换挡更加顺利,在换挡前后两组主动齿轮的转速要保持一致,就算不一致速度也是十分相近的,但是前后两组齿轮的齿轮比是不一样的,所以不可能一致,而没有同步器的话,司机可以采用空挡时加一脚油,两脚离合器来逼平两个挡位间的转速。
而同步器的优劣对手动变速箱的换挡是不是顺畅有着十分重要的关系,而简单的理解同步器的话就是在结合套和齿轮组上布置摩擦片,而这个摩擦片和一般的摩擦片不一样,它的摩擦面是锥形的。摩擦片可以在直齿和圆盘的立齿接触以前,先进行摩擦,将较大的一方的能量传递给转速较小的一方,使转速较小的一方提升转速,达到一样的转速,这样可以保障正常换挡,还能起到缓冲的作用。而影响同步器性能优劣的是锥面摩擦片组的数目和材质。锥面摩擦片手动变速箱代表,众经典的MQ200手动变速箱。