欢迎光临
我们一直在这里

为什么开车要“换挡”?变速箱离合器的作用

【为什么开车要换挡?】

变速箱、离合器的那些事

发动机的物理特性决定了变速箱的存在。任何发动机都有其峰值转速,但是并不是转的越快,力量越大,发动机最大功率及最大扭矩是在一定的转速区出现的。所以,汽车行驶的过程中需要不断重复起步、加速、减速、停止这些动作,这并不利于引擎的连续稳定工作,所以就要靠变速器出马解决了。例如:一台发动机最大功率出现在3500转/分。变速箱可以在汽车行驶过程中在发动机和车轮之间产生不同的变速比,换档可以使得发动机工作在其最佳的动力性能状态下。通俗点讲就是通过调节齿比,改变扭矩,以便车在不同的路况上,以不同速度行驶,这一切都是通过换挡实现的。

【那么,为什么汽车要有那么多档位?】

根据骑山地自行车时得到的的实际经验就可以体会到,当我们想快速起步时,可以把前轮换成小齿轮,后轮换成大齿轮,这时我们就可以轻易且快速地起步。随着脚踏车速度的增加,我们就会发现脚再怎么用力踩,速度还是增加有限。这时候,可以将后轮的齿轮由大换成小,再把前轮换成较大的齿轮,这时虽然踏板的感觉变重了,但是不必像之前需要踩很多圈,脚踏车的速度就可以更快了……

变速箱、离合器的那些事

同样的道理,汽车在设计时,并不是直接把引擎的输出接到传动轴上,而是接到变速箱上面,再由变速箱的输出轴接到传动轴上输出。汽车在起步时,需要先克服静摩擦力,然后再推动车身前进,这时需要较大的扭力来帮忙,于是低档位(一档)时,是类似脚踏车起步的“前面小齿轮,后面大齿轮”的设计,当车速越来越快时,不必需要这么大的扭力输出,在高速档时,变速箱将换成类似骑脚踏车时的“后面小齿轮,前面大齿轮”的设定。

变速箱、离合器的那些事

此外还要考虑换档时的动力差异不至于过大。那到底要如何设定齿轮比呢?这就需要发展更多的档位,各档间可以调整成更缜密的齿比变化,使动力衔接顺畅,拉转速、换档快速的优点,因此,高性能车型都是采用多档位且紧密度良好的变速箱,如五档位的自排变速箱,或六档位甚至于七档位的手排变速箱。

小贴士:手动变速箱的换挡时机:看转速?不如听声音——当发动机啸叫而车辆的“推背感”(加速度)不明显时,那就是该升挡了。

【为什么要踩讨厌的离合器?】

我们现在了解了,汽车引擎需要通过变速箱把动力传输给轮轴,汽车在换挡的时候,为了切换不同直径的齿轮盘来输出动力,中间需要有一个断开动力的过程,这就需要我们踩下离合器踏板,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传递和齿轮啮合,以便换挡。不过,在北京这样交通拥堵的大城市,讨厌的离合踏板很容易让你在高峰时间的路上左腿累到“残废”。

有人说“懒人推动了世界的发展”,这话一点都没错。于是汽车工程师就发明了自动变速箱。我们的左脚终于从离合器上解放了!

自动变速箱的原理又是神马呢?原来,是汽车工程师使用了一种叫做“湿式离合器”(液力变矩器)的装置,通过一个主动涡轮带动一个被动涡轮来输出动力,当两个涡轮转速差大的时候扭力大,当两个涡轮转速差小的时候扭力小,从而达到了和手动变速箱一样的目的。

变速箱、离合器的那些事

变速箱、离合器的那些事

双离合变速器示意图

不过“湿式离合器”不是一种硬链接的方式,因此会有一部分动力损失。要想在油耗、舒适性和发动机适应度之间取得比较满意的平衡,工程师们还是请回了传统的硬式离合器,而且,这次是两个——双离合变速器。顾名思义,双离合变速箱采用两套离合器,通过两套离合器的相互交替工作,来到达无间隙换挡的效果。两组离合器分别控制奇数挡与偶数挡,具体说来就是在换挡之前,双离合变速器,不同于半自动变速箱系统,它是基于手动变速箱因此,它也是机械式自动变速器的一员。)已经预先将下一挡位齿轮啮合,在得到换挡指令之后,双离合变速器迅速向发动机发出指令,发动机转速升高,此时先前啮合的齿轮迅速结合,同时第一组离合器完全放开,完成一次升挡动作,后面的动作以此类推。

目前常见的双离合变速器有新福克斯的Powershift、大众速腾DSG。而三菱的SST和保时捷的PDK相对小众。

变速箱、离合器的那些事

与其他双离合追求极致的换档的速度不同,福特的powershift追求的是极致的平顺度。福特Powershift双离合器变速箱最大的特点不是换挡速度快,而是拥有极佳换挡平顺性和可以承受较大的扭矩,因此该变速箱可以使用在一些大马力车上。

此外与传统的自动变速器相比,新福克斯搭载的PowerShift双离合变速器的基本技术结构具有很多优点。它不需要任何如变矩器、行星齿轮组、多片湿式离合器和制动带之类复杂的子系统。这些子系统由于增加了惯性和阻力矩,会使变速箱效率显著降低。令人印象深刻的是:福特PowerShift变速器既具备传统自动变速器的轻松和稳定,又具有手动变速器的性能,也能在快速档和运动档时保持高度的流畅。

赞(0) 打赏
未经允许不得转载:邱昂 » 为什么开车要“换挡”?变速箱离合器的作用
分享到: 更多 (0)

评论 1

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址
  1. #1

    欢迎用 PageCookery 的童鞋前来围观

    新用户4926595年前 (2017-04-10)回复

一不做官,二不发财,三做个平凡的人。

联系我们

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏