mt变速箱的工作原理(变速器的前世今生之MT手动变速器)
手动变速器MT
MT的英文全称是manual transmission。中文意思是手动变速器,也称手动挡。即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置,改变传动比,从而达到变速的目的。踩下离合时,方可拨得动变速杆。如果驾驶者技术好,装手动变速器的汽车在加速、超车时比自动变速车快,也省油。
MT变速箱是此前使用广泛的变速器,但是未来却是自动变速箱的发展趋势是档位不断提高,以使发动机的转矩和转速更好地匹配汽车复杂的工况需求。其中的缘由小编会在下一期跟大家解释。
随着人们对汽车驾驭简化的要求不断提高,特别是国人希望能简化汽车操作,手动变速箱的市场因此受到了AT、CVT、DCT、AMT四大变速箱的冲击,这四种变速箱也代表着变速箱的发展历程,小编后续会给大家讲解的。但MT手动变速箱由于机械可靠性高、结构简单、动力性好、省油等这些原因,因此在专用车领域仍然占有很大的份额,而且手动变速箱会是变速箱领域重要的组成部分。
2档变速箱模型
下面我们先来看一个2档变速箱的简单模型,让大家对MT变速器有一个简单的了解,首先看看各部分之间是如何配合的:
- 输入轴(绿色)通过离合器和发动机相连,轴和上面的齿轮是一个部件。轴和齿轮(红色)叫做中间轴。它们一起旋转。
- 轴(绿色)旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转,这时,中间轴就可以传输发动机的动力了。
- 轴(黄色)是一个花键轴,直接和驱动轴相连,通过差速器来驱动汽车。车轮转动会带着花键轴一起转动。齿轮(蓝色)在花键轴上自由转动。
- 在发动机停止,但车辆仍在运动中时,齿轮(蓝色)和中间轴都在静止状态,而花键轴依然随车轮转动。齿轮(蓝色)和花键轴是由套筒来连接的,套筒可以随着花键轴转动,同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮(蓝色)。
挂进1档时,套筒就和右边的齿轮(蓝色)啮合。见下图:
如上图所示,输入轴(绿色)带动中间轴,中间轴带动右边的齿轮(蓝色),齿轮通过套筒和花键轴相连,传递能量至驱动轴上。在这同时,左边的齿轮(蓝色)也在旋转,但由于没有和套筒啮合,所以它不对花键轴产生影响。
当套筒在两个齿轮中间时,变速箱在空挡位置。两个齿轮都在花键轴上自由转动,速度是由中间轴上的齿轮和齿轮(蓝色)间的变速比决定的。
目前常用的5档手动变速箱
如今,5档手动变速箱应用已经很普遍了,以下是其模型。
换挡原理
轮胎转动轴上面有不同档位的齿轮,当发动机转速不变时,设为大小不一样(档位不一样)的齿轮与发动机结合,那么大齿轮获得的圆周速度就少于小齿轮的圆周速度,但是根据力矩的知识,低速挡时齿轮大,发动机以小半径驱动大半径,汽车可以获得较大的驱动力,高速挡时,发动机驱动小半径,圆周速度快,即汽车速度快但是力矩小,即驱动力小。所以,汽车换挡就是改变传动齿轮。
不同挡位
换档杆通过三个连杆连接着三个换档叉,见下图在换挡杆的中间有个旋转点,当你拨入1档时,实际上是将连杆和换档叉往反方向推。
你左右移动换档杆时,实际上是在选择不同的换档叉(不同的套筒);前后移动时则是选择不同的齿轮(蓝色)。
倒档就是通过一个中间齿轮(紫色)来实现。如图所示,齿轮(蓝色)始终朝其他齿轮(蓝色)相反的方向转动。因此,在汽车前进的过程中,是不可能挂进倒档的,套筒上的齿和齿轮(蓝色)不能啮合,但是会产生很大的噪音。