發(fā)動機.變速箱基本工作原理

vidsb.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：xuw1974 類別：汽車構造維修時間：2006-08-24

發(fā)動機、變速箱基本工作原理

一、基本理論

汽油發(fā)動機將汽油的能量轉化為動能來驅動汽車，最簡單的辦法是通過在發(fā)動機
內部燃燒汽油來獲得動能。因此，汽車發(fā)動機是內燃機----燃燒在發(fā)動機內部發(fā)生。

有兩點需注意：
1．內燃機也有其他種類，比如柴油機，燃氣輪機，各有各的優(yōu)點和缺點。
2．同樣也有外燃機。在早期的火車和輪船上用的蒸汽機就是典型的外燃機。燃料
（煤、木頭、油）在發(fā)動機外部燃燒產(chǎn)生蒸氣，然后蒸氣進入發(fā)動機內部來產(chǎn)生動
力。內燃機的效率比外燃機高不少，也比相同動力的外燃機小很多。所以，現(xiàn)代汽車不用蒸汽機。
相比之下，內燃機比外燃機的效率高，比燃氣輪機的價格便宜，比電動汽車容易添加燃料。這些優(yōu)點使得大部分現(xiàn)代汽車都使用往復式的內燃機。

二、燃燒是關鍵

汽車的發(fā)動機一般都采用4沖程。（馬自達的轉子發(fā)動機在此不討論，汽車畫報曾做過介紹）

4沖程分別是：進氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個過程，發(fā)動機完成一個周期(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，進氣閥打開，活塞往下運動，吸入油氣混合氣
2．活塞往頂部運動來壓縮油氣混合氣，使得爆炸更有威力。
3．當活塞到達頂部時，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動。
4．活塞到達底部，排氣閥打開，活塞往上運動，尾氣從汽缸由排氣管排出。
注意：內燃機最終產(chǎn)生的運動是轉動的，活塞的直線往復運動最終由曲軸轉化為轉動，這樣才能驅動汽車輪胎。

三、汽缸數(shù)

發(fā)動機的核心部件是汽缸，活塞在汽缸內進行往復運動，上面所描述的是單汽缸的運動過程，而實際應用中的發(fā)動機都是有多個汽缸的（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)動機分類：直列、V或水平對置（當然現(xiàn)在還有大眾集團的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)動機在順滑性、制造費用和外型上有著各自的優(yōu)點和缺點，配備在相應的汽車上。

四、排量

混合氣的壓縮和燃燒在燃燒室里進行，活塞往復運動，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)動機的其他部分

凸輪軸控制進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�；鸹ū仨氃谶m當?shù)臅r候放出。
閥門進氣、出氣閥分別在適當?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潤滑油箱。
2．防止潤滑油進入汽缸內燃燒。
大多“燒機油”的汽車就是因為發(fā)動機太舊：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動。
潤滑油槽包圍著曲軸，里面有相當數(shù)量的油.

動變速箱的基本工作原理

一、變速箱的作用

發(fā)動機的物理特性決定了變速箱的存在。首先，任何發(fā)動機都有其峰值轉速；其次，發(fā)動機最大功率及最大扭矩在一定的轉速區(qū)出現(xiàn)。比如，發(fā)動機最大功率出現(xiàn)在5500轉。變速箱可以在汽車行駛過程中在發(fā)動機和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，換檔可以使得發(fā)動機工作在其最佳的動力性能狀態(tài)下。理想情況下，變速箱應具有靈活的變速比。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、尺寸及可靠性的關系而沒有大量裝備汽車�，F(xiàn)在，改進的設計使得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)動機相連，這樣，變速箱的輸入軸就可以和發(fā)動機達到同步轉速

 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。軸（綠色）旋轉通過嚙合的齒輪帶動中間軸的旋轉，這時，中間軸就可以傳輸發(fā)動機的動力了。

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

•齒輪（藍色）在花鍵軸上自由轉動。在發(fā)動機停止，但車輛仍在運動中時，齒輪（藍色）和中間軸都在靜止狀態(tài)，而花鍵軸依然隨車輪轉動。

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

1檔
掛進1檔時，套筒就和右邊的齒輪（藍色）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（藍色），齒輪通過套筒和花鍵軸相連，傳遞能量至驅動軸上。在這同時，左邊的齒輪（藍色）也在旋轉，但由于沒有和套筒嚙合，所以它不對花鍵軸產(chǎn)生影響。

當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動，速度是由中間軸上的齒輪和齒輪（藍色）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點，當你撥入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（藍色）始終朝其他齒輪（藍色）相反的方向轉動。因此，在汽車前進的過程中，是不可能掛進倒檔的，套筒上的齒和齒輪（藍色）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（藍色）嚙合之前產(chǎn)生一個摩擦接觸，見下圖

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