發(fā)動(dòng)機(jī).變速箱基本工作原理
互聯(lián)網(wǎng) xuw1974 汽車(chē)構(gòu)造維修 2006-08-24
發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱基本工作原理一、基本理論 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)將汽油的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，最簡(jiǎn)單的辦法是通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī) 內(nèi)部燃燒汽油來(lái)獲得動(dòng)能。因此，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃機(jī)----燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生。 有兩點(diǎn)需注意： 1． 內(nèi)燃機(jī)也有其他種類(lèi)，比如柴油機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)，各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 2． 同樣也有外燃機(jī)。在早期的火車(chē)和輪船上用的蒸汽機(jī)就是典型的外燃機(jī)。燃料 （煤、木頭、油）在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒產(chǎn)生蒸氣，然后蒸氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部來(lái)產(chǎn)生動(dòng) 力。內(nèi)燃機(jī)的效率比外燃機(jī)高不少，也比相同動(dòng)力的外燃機(jī)小很多。所以，現(xiàn)代汽車(chē)不用蒸汽機(jī)。 相比之下，內(nèi)燃機(jī)比外燃機(jī)的效率高，比燃?xì)廨啓C(jī)的價(jià)格便宜，比電動(dòng)汽車(chē)容易添加燃料。這些優(yōu)點(diǎn)使得大部分現(xiàn)代汽車(chē)都使用往復(fù)式的內(nèi)燃機(jī)。 二、燃燒是關(guān)鍵 汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用4沖程。（馬自達(dá)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在此不討論，汽車(chē)畫(huà)報(bào)曾做過(guò)介紹） 4沖程分別是：進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個(gè)過(guò)程，發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)周期(2圈)。 理解4沖程 活塞，它由一個(gè)活塞桿和曲軸相聯(lián)，過(guò)程如下 1．活塞在頂部開(kāi)始，進(jìn)氣閥打開(kāi)，活塞往下運(yùn)動(dòng)，吸入油氣混合氣 2．活塞往頂部運(yùn)動(dòng)來(lái)壓縮油氣混合氣，使得爆炸更有威力。 3．當(dāng)活塞到達(dá)頂部時(shí)，火花塞放出火花來(lái)點(diǎn)燃油氣混合氣，爆炸使得活塞再次向下運(yùn)動(dòng)。 4．活塞到達(dá)底部，排氣閥打開(kāi)，活塞往上運(yùn)動(dòng)，尾氣從汽缸由排氣管排出。 注意：內(nèi)燃機(jī)最終產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)的，活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)最終由曲軸轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣才能驅(qū)動(dòng)汽車(chē)輪胎。 三、汽缸數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件是汽缸，活塞在汽缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上面所描述的是單汽缸的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，而實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)動(dòng)機(jī)都是有多個(gè)汽缸的（4缸、6缸、8缸比較常見(jiàn)）。我們通常通過(guò)汽缸的排列方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)分類(lèi)：直列、V或水平對(duì)置（當(dāng)然現(xiàn)在還有大眾集團(tuán)的W型，實(shí)際上是兩個(gè)V組成）。見(jiàn)下圖    水平對(duì)置4缸 不同的排列方式使得發(fā)動(dòng)機(jī)在順滑性、制造費(fèi)用和外型上有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，配備在相應(yīng)的汽車(chē)上。 四、排量 混合氣的壓縮和燃燒在燃燒室里進(jìn)行，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，你可以看到燃燒室容積的變化，最大值和最小值的差值就是排量，用升（L）或毫升（CC）來(lái)度量。汽車(chē)的排量一般在1.5L~4.0L之間。每缸排量0.5L，4缸的排量為2.0L，如果V型排列的6汽缸，那就是V6 3.0升。一般來(lái)說(shuō)，排量表示發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的大小。 所以增加汽缸數(shù)量或增加每個(gè)汽缸燃燒室的容積可以獲得更多的動(dòng)力。 五、發(fā)動(dòng)機(jī)的其他部分 凸輪軸 控制進(jìn)氣閥和排氣閥的開(kāi)閉 火花塞 火花塞放出火花點(diǎn)燃油氣混合氣，使得爆炸發(fā)生�；鸹ū仨氃谶m當(dāng)?shù)臅r(shí)候放出。 閥門(mén) 進(jìn)氣、出氣閥分別在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候打開(kāi)來(lái)吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和 燃燒時(shí)，這兩個(gè)閥都是關(guān)閉的，來(lái)保證燃燒室的密封。 活塞環(huán) 在氣缸壁和活塞中提出密封： 1．防止在壓縮和燃燒時(shí)油氣混合氣和尾氣泄漏進(jìn)潤(rùn)滑油箱。 2．防止潤(rùn)滑油進(jìn)入汽缸內(nèi)燃燒。 大多“燒機(jī)油”的汽車(chē)就是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)太舊：活塞環(huán)不再密封引起的（尾氣管冒 青煙） 活塞桿 連接活塞環(huán)和曲軸，使得活塞和曲軸維持各自的運(yùn)動(dòng)。 潤(rùn)滑油槽 包圍著曲軸，里面有相當(dāng)數(shù)量的油. 動(dòng)變速箱的基本工作原理 一、變速箱的作用 發(fā)動(dòng)機(jī)的物理特性決定了變速箱的存在。首先，任何發(fā)動(dòng)機(jī)都有其峰值轉(zhuǎn)速；其次，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及最大扭矩在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)。比如，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率出現(xiàn)在5500轉(zhuǎn)。變速箱可以在汽車(chē)行駛過(guò)程中在發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)輪之間產(chǎn)生不同的變速比，換檔可以使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作在其最佳的動(dòng)力性能狀態(tài)下。理想情況下，變速箱應(yīng)具有靈活的變速比。無(wú)級(jí)變速箱（CVT）就具有這種特性，可以較好的發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。 二、CVT 無(wú)級(jí)變速箱有著連續(xù)的變速比。其一直因?yàn)閮r(jià)格、尺寸及可靠性的關(guān)系而沒(méi)有大量裝備汽車(chē)�，F(xiàn)在，改進(jìn)的設(shè)計(jì)使得CVT的使用已比較普遍。 國(guó)產(chǎn)AUDI 2.8 CVT   變速箱通過(guò)離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，這樣，變速箱的輸入軸就可以和發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到同步轉(zhuǎn)速 奔馳C級(jí)Sport Coupe 6速手動(dòng)變速箱  一個(gè)5檔的變速箱提供5種不同的變速比，在輸入軸和輸出軸間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差。見(jiàn)下表：  三、簡(jiǎn)單的變速箱模型 為了更好的理解變速箱的工作原理，下面讓我們先來(lái)看一個(gè)2檔變速箱的簡(jiǎn)單模型，看看各部分之間是如何配合的：  •輸入軸（綠色）通過(guò)離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)相連，軸和上面的齒輪是一個(gè)部件。 •軸和齒輪（紅色）叫做中間軸。它們一起旋轉(zhuǎn)。軸（綠色）旋轉(zhuǎn)通過(guò)嚙合的齒輪帶動(dòng)中間軸的旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，中間軸就可以傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力了。 •軸（黃色）是一個(gè)花鍵軸，直接和驅(qū)動(dòng)軸相連，通過(guò)差速器來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶著花鍵軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。 •齒輪（藍(lán)色）在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)停止，但車(chē)輛仍在運(yùn)動(dòng)中時(shí)，齒輪（藍(lán)色）和中間軸都在靜止?fàn)顟B(tài)，而花鍵軸依然隨車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 •齒輪（藍(lán)色）和花鍵軸是由套筒來(lái)連接的，套筒可以隨著花鍵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也可以在花鍵軸上左右自由滑動(dòng)來(lái)嚙合齒輪（藍(lán)色）。 1檔 掛進(jìn)1檔時(shí)，套筒就和右邊的齒輪（藍(lán)色）嚙合。見(jiàn)下圖：  如圖所示，輸入軸（綠色）帶動(dòng)中間軸，中間軸帶動(dòng)右邊的齒輪（藍(lán)色），齒輪通過(guò)套筒和花鍵軸相連，傳遞能量至驅(qū)動(dòng)軸上。在這同時(shí)，左邊的齒輪（藍(lán)色）也在旋轉(zhuǎn)，但由于沒(méi)有和套筒嚙合，所以它不對(duì)花鍵軸產(chǎn)生影響。 當(dāng)套筒在兩個(gè)齒輪中間時(shí)（第一張圖所示），變速箱在空擋位置。兩個(gè)齒輪都在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，速度是由中間軸上的齒輪和齒輪（藍(lán)色）間的變速比決定的。 四、真正的變速箱 如今，5檔手動(dòng)變速箱應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，以下是其模型。  換檔桿通過(guò)三個(gè)連桿連接著三個(gè)換檔叉，見(jiàn)下圖  在換擋桿的中間有個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，當(dāng)你撥入1檔時(shí)，實(shí)際上是將連桿和換檔叉往反方向推。 你左右移動(dòng)換檔桿時(shí)，實(shí)際上是在選擇不同的換檔叉（不同的套筒）；前后移動(dòng)時(shí)則是選擇不同的齒輪（藍(lán)色）  倒檔 通過(guò)一個(gè)中間齒輪（紫色）來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖所示，齒輪（藍(lán)色）始終朝其他齒輪（藍(lán)色）相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在汽車(chē)前進(jìn)的過(guò)程中，是不可能掛進(jìn)倒檔的，套筒上的齒和齒輪（藍(lán)色）不能?chē)Ш�，但是�?huì)產(chǎn)生很大的噪音。 同步裝置 同步是使得套筒上的齒和齒輪（藍(lán)色）嚙合之前產(chǎn)生一個(gè)摩擦接觸，見(jiàn)下圖  齒輪（藍(lán)色）上的錐形凸出剛好卡進(jìn)套筒的錐形缺口，兩者之間的摩擦力使得套筒和齒輪（藍(lán)色）同步，套筒的外部滑動(dòng)，和齒輪嚙合。 汽車(chē)廠商制造變速箱時(shí)有各自的實(shí)現(xiàn)方式，這里介紹的是一個(gè)基本的概念！ |
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