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發(fā)動機(jī).變速箱基本工作原理

m.jxmhotel.com.cn 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：xuw1974 類別：汽車構(gòu)造維修時間：2006-08-24

一、基本理論

汽油發(fā)動機(jī)將汽油的能量轉(zhuǎn)化為動能來驅(qū)動汽車，最簡單的辦法是通過在發(fā)動機(jī)
內(nèi)部燃燒汽油來獲得動能。因此，汽車發(fā)動機(jī)是內(nèi)燃機(jī)----燃燒在發(fā)動機(jī)內(nèi)部發(fā)生。

有兩點需注意：
1．內(nèi)燃機(jī)也有其他種類，比如柴油機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)，各有各的優(yōu)點和缺點。
2．同樣也有外燃機(jī)。在早期的火車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)動機(jī)外部燃燒產(chǎn)生蒸氣，然后蒸氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)內(nèi)部來產(chǎn)生動
力。內(nèi)燃機(jī)的效率比外燃機(jī)高不少，也比相同動力的外燃機(jī)小很多。所以，現(xiàn)代汽車不用蒸汽機(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)的價格便宜，比電動汽車容易添加燃料。這些優(yōu)點使得大部分現(xiàn)代汽車都使用往復(fù)式的內(nèi)燃機(jī)。

二、燃燒是關(guān)鍵

汽車的發(fā)動機(jī)一般都采用4沖程。（馬自達(dá)的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)在此不討論，汽車畫報曾做過介紹）

4沖程分別是：進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個過程，發(fā)動機(jī)完成一個周期(2圈)。

理解4沖程

活塞，它由一個活塞桿和曲軸相聯(lián)，過程如下

1．活塞在頂部開始，進(jìn)氣閥打開，活塞往下運(yùn)動，吸入油氣混合氣
2．活塞往頂部運(yùn)動來壓縮油氣混合氣，使得爆炸更有威力。
3．當(dāng)活塞到達(dá)頂部時，火花塞放出火花來點燃油氣混合氣，爆炸使得活塞再次向下運(yùn)動。
4．活塞到達(dá)底部，排氣閥打開，活塞往上運(yùn)動，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)動是轉(zhuǎn)動的，活塞的直線往復(fù)運(yùn)動最終由曲軸轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動，這樣才能驅(qū)動汽車輪胎。

三、汽缸數(shù)

發(fā)動機(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，上面所描述的是單汽缸的運(yùn)動過程，而實際應(yīng)用中的發(fā)動機(jī)都是有多個汽缸的（4缸、6缸、8缸比較常見）。我們通常通過汽缸的排列方式對發(fā)動機(jī)分類：直列、V或水平對置（當(dāng)然現(xiàn)在還有大眾集團(tuán)的W型，實際上是兩個V組成）。見下圖

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水平對置4缸

不同的排列方式使得發(fā)動機(jī)在順滑性、制造費(fèi)用和外型上有著各自的優(yōu)點和缺點，配備在相應(yīng)的汽車上。

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，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）來度量。汽車的排量一般在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。一般來說，排量表示發(fā)動機(jī)動力的大小。

所以增加汽缸數(shù)量或增加每個汽缸燃燒室的容積可以獲得更多的動力。

五、發(fā)動機(jī)的其他部分

凸輪軸控制進(jìn)氣閥和排氣閥的開閉
火花塞火花塞放出火花點燃油氣混合氣，使得爆炸發(fā)生。火花必須在適當(dāng)?shù)臅r候放出。
閥門進(jìn)氣、出氣閥分別在適當(dāng)?shù)臅r候打開來吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和
燃燒時，這兩個閥都是關(guān)閉的，來保證燃燒室的密封。
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油氣混合氣和尾氣泄漏進(jìn)潤滑油箱。
2．防止潤滑油進(jìn)入汽缸內(nèi)燃燒。
大多“燒機(jī)油”的汽車就是因為發(fā)動機(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。
潤滑油槽包圍著曲軸，里面有相當(dāng)數(shù)量的油.

動變速箱的基本工作原理

一、變速箱的作用

發(fā)動機(jī)的物理特性決定了變速箱的存在。首先，任何發(fā)動機(jī)都有其峰值轉(zhuǎn)速；其次，發(fā)動機(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)動機(jī)最大功率出現(xiàn)在5500轉(zhuǎn)。變速箱可以在汽車行駛過程中在發(fā)動機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，換檔可以使得發(fā)動機(jī)工作在其最佳的動力性能狀態(tài)下。理想情況下，變速箱應(yīng)具有靈活的變速比。無級變速箱（CVT）就具有這種特性，可以較好的發(fā)揮發(fā)動機(jī)的動力性能。

二、CVT

無級變速箱有著連續(xù)的變速比。其一直因為價格、尺寸及可靠性的關(guān)系而沒有大量裝備汽車。現(xiàn)在，改進(jìn)的設(shè)計使得CVT的使用已比較普遍。
國產(chǎn)AUDI 2.8 CVT

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變速箱通過離合器與發(fā)動機(jī)相連，這樣，變速箱的輸入軸就可以和發(fā)動機(jī)達(dá)到同步轉(zhuǎn)速

 奔馳C級Sport Coupe 6速手動變速箱

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一個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。見下表：

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三、簡單的變速箱模型

為了更好的理解變速箱的工作原理，下面讓我們先來看一個2檔變速箱的簡單模型，看看各部分之間是如何配合的：

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•輸入軸（綠色）通過離合器和發(fā)動機(jī)相連，軸和上面的齒輪是一個部件。

•軸和齒輪（紅色）叫做中間軸。它們一起旋轉(zhuǎn)。軸（綠色）旋轉(zhuǎn)通過嚙合的齒輪帶動中間軸的旋轉(zhuǎn)，這時，中間軸就可以傳輸發(fā)動機(jī)的動力了。

•軸（黃色）是一個花鍵軸，直接和驅(qū)動軸相連，通過差速器來驅(qū)動汽車。車輪轉(zhuǎn)動會帶著花鍵軸一起轉(zhuǎn)動。

•齒輪（藍(lán)色）在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動。在發(fā)動機(jī)停止，但車輛仍在運(yùn)動中時，齒輪（藍(lán)色）和中間軸都在靜止?fàn)顟B(tài)，而花鍵軸依然隨車輪轉(zhuǎn)動。

•齒輪（藍(lán)色）和花鍵軸是由套筒來連接的，套筒可以隨著花鍵軸轉(zhuǎn)動，同時也可以在花鍵軸上左右自由滑動來嚙合齒輪（藍(lán)色）。

1檔
掛進(jìn)1檔時，套筒就和右邊的齒輪（藍(lán)色）嚙合。見下圖：

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如圖所示，輸入軸（綠色）帶動中間軸，中間軸帶動右邊的齒輪（藍(lán)色），齒輪通過套筒和花鍵軸相連，傳遞能量至驅(qū)動軸上。在這同時，左邊的齒輪（藍(lán)色）也在旋轉(zhuǎn)，但由于沒有和套筒嚙合，所以它不對花鍵軸產(chǎn)生影響。

當(dāng)套筒在兩個齒輪中間時（第一張圖所示），變速箱在空擋位置。兩個齒輪都在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動，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檔手動變速箱應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，以下是其模型。

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換檔桿通過三個連桿連接著三個換檔叉，見下圖

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在換擋桿的中間有個旋轉(zhuǎn)點，當(dāng)你撥入1檔時，實際上是將連桿和換檔叉往反方向推。

你左右移動換檔桿時，實際上是在選擇不同的換檔叉（不同的套筒）；前后移動時則是選擇不同的齒輪（藍(lán)色）

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倒檔通過一個中間齒輪（紫色）來實現(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。因此，在汽車前進(jìn)的過程中，是不可能掛進(jìn)倒檔的，套筒上的齒和齒輪（藍(lán)色）不能嚙合，但是會產(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)生一個摩擦接觸，見下圖

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