现在汽车已经是家庭的标配了,但你对汽车有过研究吗?这次我们通过动图对汽车原理做些基础的讲解。

01 变速器

变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构,它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比,又称变速箱。它分为手动、自动两种,手动变速箱主要由齿轮和轴组成,通过不同的齿轮组合产生变速变矩;而自动变速箱AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。

手动变速箱称手动变速器(简称MT)又称机械式变速器,即必须用手拨动变速杆(俗称“挡把”)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。

它结构简单,性能可靠,制造和维护成本低廉,且传动效率高(理论上会更省油),另外,由于是纯机械控制,换挡反应快,且可以更直接的表现驾驶者的意愿,因此也更富驾驶乐趣,这些都是手动变速箱的优点。不过相比自动变速箱,它操作繁琐,而且在挡位切换时顿挫明显的劣势也是无法弥补的。

变速器的功能:

  • 改变传动比;
  • 在发动机旋转方向不变情况下,使汽车能倒退行驶;
  • 利用空挡,中断动力传递,以使发动机能够起动、怠速,并便于变速器换档或进行动力输出;

变速箱的工作原理

变速箱的每个档位都有不同传动比,相当于小齿轮与大齿轮的啮合能产生不同的转速,低速行驶时用低传动比(3档及以下),大轴转速低于发动机转速,根据公式P=FV,可获得更大的驱动力,高速时用高传动比(4档及以上),大轴转速高于发动机转速,降低牵引力获得更高速度,切档位即选择不同尺寸的齿轮和大轴的齿轮啮合。

02 离合器

离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内,用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上,离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中,驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板,使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合,以切断或传递发动机向变速器输入的动力。

离合器工作原理

离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用,或是用液体作为传动介质(液力偶合器),或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩,使两者之间可以暂时分离,又可逐渐接合,在传动过程中又允许两部分相互转动。

目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)。

发动机发出的转矩,通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用,传给从动盘。当驾驶员踩下离合器踏板时,通过机件的传递,使膜片弹簧大端带动压盘后移,此时从动部分与主动部分分离。

03 差速器

汽车差速器能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。

功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右车轮以不同转速滚动,即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。

差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。在四轮驱动时,为了驱动四个车轮,必须将所有的车轮连接起来,如果将四个车轮机械连接在一起,汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转,为了能让汽车曲线行驶旋转速度基本一致性,这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。四轮驱动汽车在行驶中会出现很多问题,例如急转弯制动现象,前后驱动轮系干涉现象等。由于差速器可以吸收前轮的转速差,所以增加中间差速器后,前后传动轴的转速可以不同。

04 阿克曼转向设计

阿克曼转向几何是一种为了解决交通工具转弯时,内外转向轮路径指向的圆心不同的几何学。

阿克曼转向几何设计的车辆,沿着弯道转弯时,利用四连杆的相等曲柄使内侧轮的转向角比外侧轮大大约2~4度,使四个轮子路径的圆心大致上交会于后轴的延长线上瞬时转向中心,让车辆可以顺畅的转弯。

05 齿轮齿条式转向机构

转动转向盘时,可带动小齿轮转动,这个小齿轮与一条齿条相吻合,带动齿条左右直线运动,并推动转向轮左右摆动,从而实现转向功能。齿轮不是简单的平齿轮,而是特殊的螺旋形状,这可改善转向时的柔顺感。

06 活塞运动

活塞运动主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。气缸是混合气(汽油和空气)进行燃烧的地方。

活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点、从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。活塞式航空发动机大多是四冲程发动机,即一个气缸完成一个工作循环,活塞在气缸内要经过四个冲程,依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。

07 曲轴运动

曲轴是发动机的主要旋转机件,装上连杆后,可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动,也是发动机上的一个重要的机件,其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的,有两个重要部位:主轴颈,连杆颈(还有其他)。

主轴颈被安装在缸体上,连杆颈与连杆大头孔连接,连杆小头孔与汽缸活塞连接,是一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的润滑主要是指与连杆大头轴瓦与曲轴连杆颈的润滑和两头固定点的润滑. 曲轴的旋转是发动机的动力源。也是整个机械系统的源动力。

08 悬挂系统

悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。典型的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。

悬挂系统应有的功能是支持车身,改善乘坐的感觉,不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力,决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性,是现代轿车十分关键的部件之一。

本文由 @用户投稿发布于 2022-11-14。

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