現(xiàn)在汽車已經(jīng)是家庭的標(biāo)配了,但你對汽車有過研究嗎?這次我們通過動圖對汽車原理做些基礎(chǔ)的講解。
01 變速器
變速器是用來改變來自發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的機構(gòu),它能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動比,又稱變速箱。它分為手動、自動兩種,手動變速箱主要由齒輪和軸組成,通過不同的齒輪組合產(chǎn)生變速變矩;而自動變速箱AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成,通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。
手動變速箱稱手動變速器(簡稱MT)又稱機械式變速器,即必須用手撥動變速桿(俗稱“擋把”)才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置,改變傳動比,從而達到變速的目的。
它結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠,制造和維護成本低廉,且傳動效率高(理論上會更省油),另外,由于是純機械控制,換擋反應(yīng)快,且可以更直接的表現(xiàn)駕駛者的意愿,因此也更富駕駛樂趣,這些都是手動變速箱的優(yōu)點。不過相比自動變速箱,它操作繁瑣,而且在擋位切換時頓挫明顯的劣勢也是無法彌補的。
變速器的功能:
改變傳動比;
在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向不變情況下,使汽車能倒退行駛;
利用空擋,中斷動力傳遞,以使發(fā)動機能夠起動、怠速,并便于變速器換檔或進行動力輸出;
變速箱的工作原理
變速箱的每個檔位都有不同傳動比,相當(dāng)于小齒輪與大齒輪的嚙合能產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速,低速行駛時用低傳動比(3檔及以下),大軸轉(zhuǎn)速低于發(fā)動機轉(zhuǎn)速,根據(jù)公式P=FV,可獲得更大的驅(qū)動力,高速時用高傳動比(4檔及以上),大軸轉(zhuǎn)速高于發(fā)動機轉(zhuǎn)速,降低牽引力獲得更高速度,切檔位即選擇不同尺寸的齒輪和大軸的齒輪嚙合。
02 離合器
離合器位于發(fā)動機和變速箱之間的飛輪殼內(nèi),用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上,離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行駛過程中,駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板,使發(fā)動機與變速箱暫時分離和逐漸接合,以切斷或傳遞發(fā)動機向變速器輸入的動力。
離合器工作原理
離合器的主動部分和從動部分借接觸面間的摩擦作用,或是用液體作為傳動介質(zhì)(液力偶合器),或是用磁力傳動(電磁離合器)來傳遞轉(zhuǎn)矩,使兩者之間可以暫時分離,又可逐漸接合,在傳動過程中又允許兩部分相互轉(zhuǎn)動。
目前在汽車上廣泛采用的是用彈簧壓緊的摩擦離合器(簡稱為摩擦離合器)。
發(fā)動機發(fā)出的轉(zhuǎn)矩,通過飛輪及壓盤與從動盤接觸面的摩擦作用,傳給從動盤。當(dāng)駕駛員踩下離合器踏板時,通過機件的傳遞,使膜片彈簧大端帶動壓盤后移,此時從動部分與主動部分分離。
03 差速器
汽車差速器能夠使左、右(或前、后)驅(qū)動輪實現(xiàn)以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的機構(gòu)。主要由左右半軸齒輪、兩個行星齒輪及齒輪架組成。
功用是當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛或在不平路面上行駛時,使左右車輪以不同轉(zhuǎn)速滾動,即保證兩側(cè)驅(qū)動車輪作純滾動運動。
差速器是為了調(diào)整左右輪的轉(zhuǎn)速差而裝置的。在四輪驅(qū)動時,為了驅(qū)動四個車輪,必須將所有的車輪連接起來,如果將四個車輪機械連接在一起,汽車在曲線行駛的時候就不能以相同的速度旋轉(zhuǎn),為了能讓汽車曲線行駛旋轉(zhuǎn)速度基本一致性,這時需要加入中間差速器用以調(diào)整前后輪的轉(zhuǎn)速差。四輪驅(qū)動汽車在行駛中會出現(xiàn)很多問題,例如急轉(zhuǎn)彎制動現(xiàn)象,前后驅(qū)動輪系干涉現(xiàn)象等。由于差速器可以吸收前輪的轉(zhuǎn)速差,所以增加中間差速器后,前后傳動軸的轉(zhuǎn)速可以不同。
04 阿克曼轉(zhuǎn)向設(shè)計
阿克曼轉(zhuǎn)向幾何是一種為了解決交通工具轉(zhuǎn)彎時,內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪路徑指向的圓心不同的幾何學(xué)。
阿克曼轉(zhuǎn)向幾何設(shè)計的車輛,沿著彎道轉(zhuǎn)彎時,利用四連桿的相等曲柄使內(nèi)側(cè)輪的轉(zhuǎn)向角比外側(cè)輪大大約2~4度,使四個輪子路徑的圓心大致上交會于后軸的延長線上瞬時轉(zhuǎn)向中心,讓車輛可以順暢的轉(zhuǎn)彎。
05 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)
轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時,可帶動小齒輪轉(zhuǎn)動,這個小齒輪與一條齒條相吻合,帶動齒條左右直線運動,并推動轉(zhuǎn)向輪左右擺動,從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。齒輪不是簡單的平齒輪,而是特殊的螺旋形狀,這可改善轉(zhuǎn)向時的柔順感。
06 活塞運動
活塞運動主要由氣缸、活塞、連桿、曲軸、氣門機構(gòu)、螺旋槳減速器、機匣等組成。氣缸是混合氣(汽油和空氣)進行燃燒的地方。
活塞頂部在曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠的位置叫上死點、最近的位置叫下死點、從上死點到下死點的距離叫活塞沖程?;钊胶娇瞻l(fā)動機大多是四沖程發(fā)動機,即一個氣缸完成一個工作循環(huán),活塞在氣缸內(nèi)要經(jīng)過四個沖程,依次是進氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。
07 曲軸運動
曲軸是發(fā)動機的主要旋轉(zhuǎn)機件,裝上連桿后,可承接連桿的上下(往復(fù))運動變成循環(huán)(旋轉(zhuǎn))運動,也是發(fā)動機上的一個重要的機件,其材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的,有兩個重要部位:主軸頸,連桿頸(還有其他)。
主軸頸被安裝在缸體上,連桿頸與連桿大頭孔連接,連桿小頭孔與汽缸活塞連接,是一個典型的曲柄滑塊機構(gòu)。曲軸的潤滑主要是指與連桿大頭軸瓦與曲軸連桿頸的潤滑和兩頭固定點的潤滑. 曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機的動力源。也是整個機械系統(tǒng)的源動力。
08 懸掛系統(tǒng)
懸掛系統(tǒng)是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱,其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭,并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力,并衰減由此引起的震動,以保證汽車能平順地行駛。典型的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機構(gòu)以及減震器等組成,個別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。
懸掛系統(tǒng)應(yīng)有的功能是支持車身,改善乘坐的感覺,不同的懸掛設(shè)置會使駕駛者有不同的駕駛感受。外表看似簡單的懸掛系統(tǒng)綜合多種作用力,決定著轎車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性,是現(xiàn)代轎車十分關(guān)鍵的部件之一。