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                           自动变速箱工作原理

如果你开过自动档的车的话,你就知道自动档和手动档有两大区别

自动档不像手动,没有离合器
自动档不用换档,把档把拨到DRIVE D档就行。

自动变速箱(加上扭矩转换器TORQUE CONVERTER,有的地方叫它湿式离合器) 和手动变速箱(加上离合器) 用完全不同的方法做到了相同的功用。



汽车中自动变速箱的位置

跟手动变速箱一样,自动变速箱的主要作用就是把引擎的输出变换出很大的速度变化范围输出到驱动轮上。


奔驰CLK自动变速箱的解剖图                                     宝马7型的6速变速器

手动和自动变速箱之间一个很重要的不同就是,手动变速箱通过把不同直径的齿轮锁住到输出轴上来达到改变齿轮比,而自动变速箱却用同一组齿轮的不同排列来产生不同的齿轮比。那组齿轮叫做行星齿轮。

一个自动变速箱是两个行星齿轮组合在一起组成的一个整体。


从左到右:圈齿RING轮GEAR,行星载体PLANET CARRIER,和两个太阳齿 SUN GEARS

任何行星齿轮都有三个重要组成部分:

太阳齿
行星齿和行星齿载体
圈齿

每个组成部分都可以变化成为输入,输出或者静止。选择不同的组合,就可以得到不同的齿轮比。



这样的话一组齿轮毋需和其他齿轮联上,分开就可以输出不同的齿轮比。把两组齿轮排成一行就可以得到四个前进档和一个倒车档。

 

扭矩转换器(也叫湿式离合器)TORQUE CONVERTERS的工作原理



如果你读过上面关于手动变速箱的讨论,你就知道引擎是通过离合器和手动变速箱连接的。如果没有离合器的话要停车的话就非得把引擎关掉。但是用自动变速箱的汽车是不用离合器的。它使用的是扭矩转换器。

现在我们来看看为什么自动变速箱需要扭矩转换器,扭矩转换器的工作原理和扭矩转换器的优点和不足。

和手动变速箱一样,自动变速箱的汽车也需要在车轮和变速箱静止时能够让引擎仍旧能够转动。手动变速箱用的是离合器来把引擎和变速箱断开。自动变速箱用的是扭矩转换器。


扭矩转换器在引擎和变速箱之间

扭矩转换器是一种液体耦合器FLUID COUPLING,它能让引擎和变速箱各自独立旋转。如果汽车在等红灯发动机怠速,引擎的转速很低,它输入扭矩转换器的扭力就很小。所以只要轻踩煞车就可以让汽车保持静止。

你可以试试,如果你左脚去踩一下油门的话,你的右脚就要踩重一点煞车才能让汽车保持静止。因为你给油的话,引擎转速上升,将更多的液体抽入扭矩转换器,这样就向轮子输出了更多的扭力。

如下图所示,在扭矩转换器坚固的外壳里有四个组成部分。
泵PUMP
涡轮TURBINE
定子STATOR
变速箱液体TRAMISSION FLUID


从左至右:涡轮,定子,泵

扭矩转换器的外壳是固定在引擎的飞轮上的,所以它和引擎转速同步。泵上的叶片是固定在外壳上的,所以它们和引擎转速也是同步的。下图显示各个部件是怎样装配起来的。



扭矩转换器的泵是一种离心泵。它转动的时候就把液体向外甩。当液体向外甩后中心就产生了一个真空这样就可以吸入更多的液体。



液体进入了和变速箱相联的涡轮的叶片,这样涡轮就推动变速箱转动。这样汽车就开始向前跑了。

 

除了不用关闭引擎能让汽车停下以外,扭矩转换器事实上在汽车起步加速时输出更大的扭矩。现代的扭矩转换器能够把引擎的扭矩放大两到三倍。当引擎的转速比变速箱转的快时扭矩转换器能够输出比引擎大的扭矩来了。

高速时,变速箱的速度就渐渐追上引擎的转速了。最终两者的速度就很接近了。当然最好是相同,因为他们转速不同的话,就有能量损耗。这也就是为什么自动档的车比手动要耗油的原因之一。

为了解决这个问题,有些汽车上的扭矩转换器上有一个锁止离合器LOCKUP材CLUTCH。当扭矩转换器的两半转速相近时,锁止离合器就把它们联起来,这样它们之间就没有滑动。提高了传动效率。

 

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