手动变速器工作原理

手动变速器工作原理 手动变速器工作原理 作者:Marshall Brain 如果您开的是用换挡杆换挡的汽车，您脑海中可能会浮现 这几个问: , 通过换挡按钮换挡的H形跟变速器内的齿轮有什 么关系吗, 移动变速杆时，变速器中哪些部件 会移动, , 因操作不当而听到可怕刺耳的声音时，这个刺耳 的声音是从哪里发出的, , 汽车在高速公路上减速时，如果不小心换到倒挡 会出现什么情况,是不是整个变速器都会爆戴姆勒克莱斯勒供图 炸, 奔驰C级轿车的六速手动变速器 在本文中，我们将了解手动变速器的内部结构，从而回答以上所有问题以及相关问题。 汽车需要变速器，这是由汽车发动机的物理特性决定的。 首先，任何发动机都有速度极限，转速超过这个最大值，发动机就会爆炸。 其次，如果读过马力及其应用，您就会知道，在马力和扭矩都达到最大值时，发动机的转速变化范围很小。 例如，发动机可能在5,500转/分时产生最大马力。 在汽车加速或者减速时，变速器的存在使发动机与驱动轮之间的齿比能够发生变化。 通过改变齿比，就能使发动机转速保持在速度极限以下，并且使发动机接近最佳性能转速区。 戴姆勒克莱斯勒供图 奔驰Actros重型卡车的手动变速器 在理想情况下，变速器齿比变化范围非常大，因而发动机总是以单一的最佳性能转速运行。 这就是无级变速器(CVT)的概念。 CVT的齿比范围几乎没有任何限制。 过去，CVT在成本、尺寸和可靠性方面都不能与四速和五速变速器抗衡，所以在量产汽车中看不到它们。 目前，方面的改善使CVT得到了普及。 丰田普锐斯就是使用CVT的混合动力汽车。 1 变速器通过离合器与发动机连接。 因此，变速器输入轴的转速与发动机相同。 戴姆勒克莱斯勒供图 奔驰C级运动型跑车六速手动变速器 五速变速器为输入轴提供五种不同的齿比，以便在输出轴产生不同的转速值。 以下是一些典型的齿比: 发动机转速为3000转/分时 挡位 速比 变速器输出轴的转速 一挡 2.315:1 1,295 二挡 1.568:1 1,913 三挡 1.195:1 2,510 四挡 1.000:1 3,000 五挡 0.915:1 3,278 有关无级变速器工作原理的更多信息，请参考 CVT(无级变速器)工作原理。 接下来让我们看看简单的变速器。 2 为了帮助了解标准变速器的基本原理，下图显示了处于空挡状态的简单两速变速器。 让我们来看看图中的每一个部件，以及它们是如何装配的: , 绿色轴将发动机与离合器连接起来。 绿色轴和绿色齿轮连在一起，形成一个整体。 (离合器是用于连接发动机和变速器或断开其间连接的装置。 踩下离合器踏板 时，发动机与变速器断开，此时虽然汽车并不移动，但发动机仍在运转。 而松开 离合器踏板时，发动机和绿色轴就直接连在一起。 绿色轴和齿轮的转速与发动机 相同。) , 红色轴及红色齿轮称为副轴。 它们也连为一个整体，因此副轴上的所有齿轮和副轴 本身作为整体旋转。 绿色轴与红色轴直接通过各自的啮合齿轮连接起来，所以当 绿色轴转动时，红色轴也会转动。 因此，一旦离合器接合，副轴就直接从发动机 获得动力。 , 黄色轴是花键轴，通过连接到汽车驱动轮的差速器直接与驱动轴相连。 如果车轮转 动，黄色轴也将随之转动。 , 蓝色齿轮连在轴承上，因此会随黄色轴转动。 如果发动机已关闭，但汽车还在滑行， 则在蓝色齿轮和副轴停止运动时，黄色轴仍可能在蓝色齿轮内部转动。 , 轴环将两个蓝色齿轮中的一个连接到黄色驱动轴上。 它通过齿槽直接与黄色轴相 连，并与黄色轴一起转动。 但轴环也可以沿着黄色轴左右滑动，从而选择性地接 合两个蓝色齿轮中的一个。 轴环中的齿称为犬齿，可与蓝色齿轮侧面的孔相接合。 一挡齿轮 下图显示了当轴环换到一挡时如何结合右边的蓝色齿轮: 3 图中，发动机的绿色轴转动副轴，副轴则转动右边的蓝色齿轮。 齿轮通过轴环驱动黄色驱动轴。 同时，左边的齿轮也在转动，但只是在其轴上空转，对黄色轴并不产生影响。 当轴环位于两个齿轮之间时(如第一图所示)，变速器为空挡状态。 黄色轴上以不同速率运转的两个蓝色齿轮都通过其与副轴的速比来控制。 通过以上讨论，您可以回答以下几个问题: , 在换挡时，如果操作错误，听到可怕的碾磨声，这个声音不是误啮合齿轮发出的。 从 图中可以看出，所有轮齿总是处于完全啮合状态。 这种碾磨声是犬齿接合蓝色齿 轮侧孔失败发出的。 , 这里显示的变速器没有“同步”(在下文中讨论)，所以使用此变速器时，您必须双 踩离合。 双踩离合在老式汽车中很常见，而在一些现代赛车中也仍然很常用。 在 双踩离合时，先合下离合踏板，使发动机与变速器分离。 这样可消除犬齿的压力， 从而将轴环切换至空挡状态。 然后松开离合器踏板，使发动机恢复“正确速度”。 该 速度就是发动机下一齿轮的运转速度。 这样做的目的，在于使下一个蓝色齿轮与 轴环以相同的转速运行，这样犬齿就能接合。 然后再次踩下踏板并将轴环锁定到 新齿轮中。 每换一个齿轮，都必须踩下和松开两次离合器，因此称为“双离合”。 , 另外，您还可以了解换挡按钮的微小线性位移怎样实现齿轮更换。 换挡按钮移动连 接到拨叉的杆。 拨叉使轴环在黄色轴上滑动，从而与两个齿轮中的一个接合。 如今，五速手动变速器在汽车上已经相当普遍了。 其内部结构如下图所示: 4 有三个拨叉，由换挡杆接合的三个杆控制。 俯看换挡叉轴，它们在空挡、倒挡、一挡和二 挡中的情形如下图所示: 5 注意，换挡杆中部有一个旋转点。 在将旋钮前推接合一挡齿轮时，实际上是在推动杆和拨叉，以便将一挡齿轮拉回来。 可以看到，左右移动变速杆也是在接合不同的拨叉(从而接合不同的轴环)。 将旋钮前后移动也就移动了轴环，使它们接合一个齿轮。 倒挡齿轮由一个小惰轮(紫色)来操控。 该图中的蓝色倒挡齿轮总是与其他所有蓝色齿轮的转动方向相反。 因此，当汽车前进时，不可能将变速器切换到倒挡(因为犬齿不能啮合)。 但它们会产生大量的噪音～ 同步器 新式客车的手动变速器采用同步器，这样就不需要使用双踩离合。 同步器的作用是，在与犬齿接触前，使轴环与齿轮发生有摩擦的接触。 这样，在犬齿接合前，就可以使轴环和齿轮速度达到同步，如图所示: 6 蓝色齿轮上的锥体接合轴环中的锥形区域，锥体与轴环间的摩擦使轴环和齿轮同步。 轴环的外部随之滑动，使犬齿接合齿轮。 不同制造商生产的变速器和同步器的实现方式各不相同，但基本原理是一样的。 7 开车起步松离合器的时候要不要踩油门? 悬赏分:解决时间:提问者:10 | 2010-9-10 03:13 | zhubo1051 问题1“开车起步松离合器的时候要不要踩油门?， 我在驾校时，说是不要加油，除非在坡道，现在别人说一定要踩油门， 2 还有减速的时候是先踩刹车还是先踩离合器， 最佳 驾校的学习车怠速都是偏高的，所以在平路起步时是不用加油门的，但是正常怠速的车辆在起步时如果不稍加油门就会熄火。减速时，首先是松油门，此时利用发动机的牵引力制动来达到减速的目的，如果松油门减速还不能达到你的目标要求，那么就要踩刹车了，等车速降低后再踩离合器就停车了，所以如果不是要停车。只是行驶时要减速，只要松油门就能减速了。 开车起步的时候是不是在送离合器的同时踩油门？ 悬赏分:解决时间:提问者:容易老0 | 2009-10-24 16:28 | 最佳答案 每辆车是不一样的， 不过不是单纯的边松边踩，先缓慢抬起离合器，在过程中你会感觉车突然不一样了，好像会动了，或者震动一小下，这是需要脚感的啊， 这是就证明你已经抬到离合点了，此时你缓慢给油，抬起离合器，车就走了。 不过这都是说的2003年以前的车了啊，03年后的车都是电喷的车了，不像以前的都是化油器的，化油器的车像我们说的那样开，如果是现在出的电喷的车，就太简单了，你就直接分三下抬起离合器就行了，车自己就开始缓慢行走，你再给油就直接开走了，呵呵 离合器使用浅谈 离合器是一个承上启下的机构，它的技术状态好坏对拖拉机使用性能有很大的影响。可目前驾驶员在使用离合器时，往往有一些不当之处甚至错误的地方，必须加以注意。 ，1，分离离合器时动作迟缓,时间过长,使离合器处于半结合状态运转,加速了离合器的磨损。正确的做法是，分离离合器的动作要迅速，要将离合器踏板踩到底，以彻底切断动力。 8 ，2，结合离合器动作过猛,使离合器动作部件及传动系统瞬间承受枀大载荷,造成摩擦片破裂、传动轴扭曲或折断、轴承散架及齿轮掉牙等。正确的做法是，结合离合器时要先慢后快，脚要慢慢从踏板上抬起，使离合器平顺结合，拖拉机平稳起步。 ，3，有的驾驶员习惯于把脚放在离合器踏板上,这样做是十分有害的。特别是当拖拉机行驶在高低不平的路面上，由于震动，离合器经常处于半分离半结合状态，会加速摩擦片、离合器分离轴承和分离杠杆的磨损。 ，4，有的驾驶员在高速行驶、行过闹市区、遇见行人或会车时,常采用分离和半分离离合器的办法来控制车速和暂时停车。这样做不但油耗增加,零件磨损加剧,而且随时准备避让和停车。短时间的停车也应摘挡以保安全。 ，5，当超负荷或遇障碍物时,有的驾驶员采用先分离离合器再加大油门,然后猛然结合离合器的办法来克服障碍。这样做使离合器及传动机极各零件受到很大的冲击载荷,加速磨损甚至损坏。此时应换低挡，增加发动机扭矩，以克服阻力。 ，6，有的驾驶员在下坡时不摘挡,将发动机熄火,分离离合器滑行,待下到坡底车速降低后,再加大油门,猛然结合离合器,迫使发动机重新工作。这样做常造成离合器轴折断,摩擦片破裂,传动件扭曲、变形、损坏,严重的甚至影响发动机,使曲轴、连杆等承受枀大的冲击载荷而损坏。这种做法应绝对禁止。 换挡时的正确操作。在行车中换挡时，操纵离合器踏板应迅速踩下并抬起，不要出现半联动现象，否则，会加速离合器的磨损。另外，操作时要注意与油门配合。为使换挡平顺，减轻变速器换挡机构和离合器的磨损，提倡使用两脚离合器换挡法。这种方法虽然操作较复杂，却是开车省车省钱的好方法。 9 在刹车时的正确使用。在汽车的行车中,除低速制动停车需要踩下离合器踏板外,其他情况下的制动都尽量不要踩下离合器踏板。低速行车中制动停车的操纵方法是先踩下制动踏板,然后再踩下离合器踏板,使汽车平稳地停下来。 10 换 档 操 作 来源: 网络 换档操作10忌10防 高速行驶中的降档技巧 离合器与油门间的配合 换档操作10忌10防 换档是车辆驾驶的基本功之一。汽车在行驶时由于受到地势、路面、行人、车辆、交通信号的影响，要随时改变汽车的速度和推动力。换档时要做到熟练、准确、充分发挥车辆的动力，增强通过能力，延长车辆使用寿命。同时，正确的换档也是节约油料，延长车辆使用寿命，保证行车安全的重要因素。 在换档时，应注意5个问题: 一、忌换档低头看变速杆 特别是在城市街道驾驶或高速行车时，换档低头容易使方向跑偏，发生事故。 二、忌一脚离合器 现在车辆几乎都装有同步器，使汽车的换档变得较容易，但是操作不当，也是十分有害的。 一些驾驶员认为，“有了同步器，一脚离合器”。这样虽然也能进入档位，但是增加了变速器上机件磨损。尽管现在国产车几乎都有了同步器，但是采用两脚离合器换档法，对于延长机件的使用寿命是有利的。 加档时，仍然要坚持先加速。当车速提高到适合换入高一级档位时，立即抬起油门，同时踏下离合器，迅速将变速杆移至空档;然后抬起离合器踏板再立即踏下，将变速杆移至高一级档位，然后在抬起离合器的同时，平稳地加油，提高车速。加档的关键在于先将车冲起来，冲车的长短由所加档位高低和载重情况来决定。重车冲车距离要长。操作油门踏板要“稳加快抬”，使冲车动作干净利索。这是加入高一档位不易发响、减少磨损的重要条件。 为什么要采用两脚离合器加档, 因为，平顺换档的条件是:将要啮合的一对齿轮或是啮合套的线速度(即圆周速度) 11 必须相等。采用了两脚离合器，主要是同于低档换入高档时，变速器第一轴上的齿轮圆周速度过快不能与第二轴同档齿轮相适应。因此，应使第一轴的转速降低，所以加档时，第一次踏下离合器，变速杆移至空档，迅速抬起离合器踏板的目的，是让第一轴与正处于怠速状态的发动机相联接，使其转速下降，降到与第二轴的圆周速度基本相同。这样当再次踏下离合器踏板时，就可以顺利地换入选定的高一级档位。 三、忌减档不轰空油 减档时，在有同步器的档位上，不用加空油一脚离合器也可以实现减档，但容易造成机件的磨损和早期损坏。为此，我们提倡，不论是否有同步器的车辆，都应采用两脚离合器，加一脚空油的办法减档。 为什么要在两脚离合之间加空油, 这是因为换入低一级档位时，该档中间轴齿轮圆周速度过慢，不能与第二轴同档位齿轮相适应，必须提高中间轴转速以加快圆周速度。所以减档时，当第一次踏下离合器踏板将变速杆换入空档后，抬起离合器加一脚空油，使发动机转速提高，以带动第一轴使中间轴转速加快，即可达到中间轴和第二轴同档位齿轮圆周速度相等，再踏下离合器踏板减档时齿轮就不响了。 有了同步器以后，当两个齿轮线速度不相同而硬性啮合前，首先是啮合套剧烈的摩擦，逼迫两个齿轮同步，实现无冲击换档。不过笔者认为，养成两脚离合器换档的习惯有益无害。 四、忌长时间用低速档行驶 汽车该换入高一级档位而没有换，我们叫它拖档，该减档而不减档也叫拖档。如果发动机使用低档时，车速低但转速高，在单位时间内行驶里程少，相对地增加耗油量，所以起步以后，只要不是低温冷车，就应尽快将档位升高到合适等级。一般地说，高速档比低速档要省油。所以起步后，应及时升档，不拖档行驶。 不宜换档的3个时机: ? 汽车涉水过河时不要换档。 ? 汽车过铁路道口时，不要换档。 ? 汽车过不长的险要路段时，请不要换档。 五、忌换档时离合器踏不到底，以防止打坏齿轮 由于离合器踏不到底，发动机和变速器第一轴不能彻底脱开，使传动时离时合，造成换档时发响，容易打坏齿轮。不要在不使用离合器时也将脚放在离合器上造成分离轴承过度磨损。 六、忌换档时方向跑偏 12 许多人右手换档，左手用力向下拉方向盘使方向朝路中心偏移(跑偏)。 七、忌当一次换不时档位时，硬推硬拉 换档不到位时，生拉硬推易打坏齿轮。 八、忌变速杆移至空档后来回摇晃 防止影响换档时和机件不必要的磨损。 九、忌越级加档 加档应逐级加档，防止汽车动力不连续。而减档则可以越级，而且是要经常进行越级减档。 十、忌汽车没彻底停稳时挂倒档，防止打坏齿轮。 高速行驶中的降档技巧 一般降档用在车速降低后，引擎的驱动力感觉不够的时候。如果车速降下来再来降档是一件很容易的事，只需踩下离合器，将变速档轻轻地拨入低档即可。 可是，如果汽车在高速行驶中，要想很圆滑地操作并不是一件很容易的事。这是因为汽车在高速行驶时，齿轮和引擎的同步转速很快，如果要便于降档，齿轮比要变大，引擎那边必须要多转几圈，也就是引擎那边的齿轮必须选择较小的来配合。而当离合器松开时，由于汽车的巨大惯性使得连接到传动轴的齿轮仍然以较高的速度旋转，这时引擎因变为慢速回转，变速箱里与引擎连接的齿轮也随之变慢，两边齿轮转速相差悬殊，无法同步相连接。此时如果按照通常的办法降档，就很难将档位拨进低档。 要想轻松换入抵档，就必须提高发动机的转速，使之接近传动轴那边的齿轮转速。提高的方法就是利用拨入空档的时间结合一下离合器，并空加油门以提高发动机的转速，然后再把离合器切开，将变速杆拨入低档位，结合离合器，完成降档。这种方法称作为"两脚离合器法"。这一方法的程序如下:(1)行驶中放开油门;(2)踩下离合器;(3)变为空档，放离合器;(4)空加油门;(5)踩下离合器;(6)拨进低档位;(7)放离合器并同时加油。 其实这种"两脚离合器法"在原来汽车变速箱里没有同步器的时候，是每一位司机都必须掌握的技巧。而现在的汽车普遍采用同步器，所以只有在高速降档时才有必要采用"两脚离合器法"。尤其在高速公路上高速行驶中要降档时，如果一开始就踩刹车，万一刹车不灵会有危险，若刹车太灵又怕最后刹车盘烧焦而造成衰退现象。因此，用这个办法借着引擎力量将车速降到每小时50至60公里的速度一下再踩刹车会更安全。 如何协调离合器与油门间的配合 起步时离合器踏板的操作要领要做到:起步平稳、不熄火、不闯挡，尤其在坡起、堵车、跟车时顺利行车。 驾驶手动挡车型时，最佳的油离配合不但可以使车辆平稳起步驾驶，使动力顺畅输 13 出，而且还可以延长离合器的使用寿命。这项技巧往往是新手不容易掌握的。经常会出现起步时熄火、车身抖动的情况。另外行车换挡时由于离合器松得过快容易造成撮车。这样不但毁车，而且驾乘感觉非常不舒服。还有些新手由于离合器操作不熟练，养成了习惯性踩离合器踏板的毛病，造成离合器长期处于半离合状态，容易加速离合器的损坏。 正确的油离配合要结合车速进行调整。起步阶段将挡位置于空挡。着车后踩下离合器踏板，将换挡杆挂入1挡，慢慢松开离合器，配合油门，起动汽车。踩离合器踏板时必须踩到底。在缓慢松开离合器踏板过程中感觉车身的抖动和移动趋势。当车辆有轻微抖动并出现移动的趋势后慢慢加油，继续缓慢松离合，直至彻底松开，使车辆平稳起动。 离合要找到“结合点”，即发动机抖动的点。记住:点前可以快，到点停顿。这时候配合轻轻加一点点油门，再缓慢松离合。车辆起步以后，就可以快松离合了。这叫:快—停—慢—快。 车辆在行驶中换挡时油离配样重要。随着车速的增加，油离配合的过程逐渐缩短，即离合器踏板的松开速度要加快。但千万不要“扔离合”(一下把离合抬起)为了保证换挡过程顺畅，油门也要合理配合,千万不要猛加油。比较理想的状态是在换挡过程中车辆运行平稳，速度平缓提高，感觉不出明显的瞬时加速与减速。 具体车型都有它特有的换档速度(发动机转速。也可参考说明书建议的车速)。 关于越级升、减档 一般情况下不要越级升档。只有在非常快速减档超车的时候，来不及及时升档，超车后可以根据当时车速越级升档。路况车况都好的时候，也可以在超车中视情况加档。 很多时候快速刹车后可以越级减档，但不是刹车后立即减档，而是稍微等一下，待车速再慢一点的时候，根据车速减到合适档位。 不是大幅度降速的顺序是:刹车——(适合低一档的速度时)摘档——换档——适当给油。 大幅度降速的顺序是:刹车——(适合低一档的速度时)摘档——继续刹车——适当挂档——给油。及时摘档的目的是，防止发动机转速在急刹车后过低，甚至低于临界转速而熄火。 除非是爬坡起步，按照教练的办法多摸索就行，油门大小根据坡度而定。只要不是专业赛车，平路起步，原则上是怠速起步，不加油，主要是为保护发动机。特殊情况需要快速起步的，起步时发动机转速也不能超过2000转/分。换档时，要收油换档。 一般情况下建议带档刹车，因为可以缩短刹车时间，也可以间接起到节油的作用，还可以提高刹车系统寿命。 14