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变速器结构详解之常啮合式变速器

来源:无敌汽车网 文:Soul 图:网络 鸣谢: 审:R.P

2011-06-01

[导读] 汽车以发动机作为动力源,它的转矩和转速变化范围较小,而汽车则要求驱动力和车速能在相当大的范围内变化,而为解决这样的矛盾,所以汽车的开发者在汽车的动力传递系统中加入了变速器这个部件。以目前来说,在汽车上常见的变速器大概分为两种,分别是有级式和无级式。而有级式的变速器根据齿轮形式不同又可以分为常啮合齿轮式的变速器(轴线固定式变速器)和行星齿轮式的变速器(轴线旋转式变速器)。看似复杂的名词,其实套装目前常见的变速器上,就变会变得简单,常啮合齿轮式变速器可以理解作传统的手动变速器和双离合变速器。而行星齿轮式变速器则可以理解作普通的自动变速器。本文章主要介绍的是常啮合式变速。

汽车以发动机作为动力源,它的转矩和转速变化范围较小,而汽车则要求驱动力和车速能在相当大的范围内变化,而为解决这样的矛盾,所以汽车的开发者在汽车的动力传递系统中加入了变速器这个部件。以目前来说,在汽车上常见的变速器大概分为两种,分别是有级式和无级式。而有级式的变速器根据齿轮形式不同又可以分为常啮合齿轮式的变速器(轴线固定式变速器)和行星齿轮式的变速器(轴线旋转式变速器)。看似复杂的名词,其实套装目前常见的变速器上,就变会变得简单,常啮合齿轮式变速器可以理解作传统的手动变速器和双离合变速器。而行星齿轮式变速器则可以理解作普通的自动变速器。本文章主要介绍的是常啮合式变速。

图:从双离合变速箱的内部结构来说,它也是一个常啮合式的变速器。

常啮合式变速器也称为轴线固定式变速器,它的齿轮被固定于一根固定轴之上,而一般常见的横置变速箱有两根轴(不计倒档轴),这两根轴分别连接于引擎以及尾牙。连接引擎的轴称之为输入轴,顾名思义就是将引擎动力引入变速器的轴,而另外一个与尾牙相连接的轴称为输出轴,它可以把动力输出到尾牙再传递至车轮。至于纵置变速箱跟横置变速箱会有些许差别,除了输入、输出轴之外,它还有第三根轴,这根名为中间轴。之所以加入这根轴,主要是因为纵置变速器它将输入轴与输出轴设计在同一直线上,而这样无法进行换挡,于是就将输入轴输入的动力传递至中间轴,然后再由中间轴传递至输出轴,这样就能实现换挡。输入与输出轴设计为直线,可以避免传动时由于扭力过大而扭动变速箱壳体。

图:常啮合式变速器它的齿轮固定于输入与输出轴上,而且他们是固定式齿数的。

变速箱的作用顾名思义就是用来变速,那它如何实现变速呢?其实很简单,不论什么形式的变速箱,它是利用改变传动比的方式来实现变速,它们的区别只是改变传动比的形式上面。常啮合式变速器改变传动比的方式是利用安装于输入及输出轴上的固定齿数的齿轮进行组合的方式实现的。而根据变速器设定,有多少个档位就会有多少对齿轮。既然说到变速器,当然也要说明一下传动比为何物,传动比最简单最笼统来说,就是两个齿轮齿数之比,例如输入轴A齿轮齿数为38,而输出轴B齿轮齿数为11,那么A:B就等于38:11=3.45。传动比的得数为1的话,它就是一个等速档,引擎输出的扭矩会1:1地传递出去。而传动比是大于1的话,引擎输出的扭矩会被放大,但输出的速度会降低。相反,如果传动比小于1的话,引擎输出的扭矩会被缩小,但输出的速度将会提高。举个例子,就像是变速箱的1挡与最高挡,1挡的传动比是最大的,所以它可以放大引擎输出的扭矩,但1档的输出速度却是较低的。而最高挡,它的传动比通常是小于1的,所以它会缩小引擎输出的扭矩,但是它能够产生较高的速度。总结一个规律,就是“减速增扭、增速减扭“。

图:它的缺点是需要通过拨叉来实现换挡,但是拨叉结构复杂,导致它难以实现换挡。

以传动比变化来分,常啮合式变速器(轴固定式变速器)对应我们常见的四种变速器就是手动变速器及双离合变速器。虽然他们的离合以及操作不同,但是其内部的传动换挡形式是基本相同的。常啮合式变速器只有输入轴上的齿轮以及输出轴上的齿轮,通过不同齿轮的啮合形成档位,所以它有传动效率直接而且内部结构简单的优点,另外,相对于行星齿轮式变速器来说,在同样能够承受同样大的扭矩之条件下,常啮合式变速器可以制作的更为紧凑,重量也更轻。而常啮合式变速器的最大缺点是,它难于实现换挡,原因是它控制机构过于复杂所致。

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