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汽车是怎样跑起来的 3.5 自动变速方式2:自动离合器式
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代替了人工的电脑控制和油压装置
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下面我将要讲解的是自动变速的第二种方式:自动离合器式。自动离合器式,是利用手动变速器中使用正齿轮的常啮合式装置,自动控制离合器进行齿轮变换。
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由于自动离合器式也是自动变速,因此称之为自动变速器无可厚非。但之前也讲过,提到自动变速时,通常是指利用液力变扭器和行星齿轮进行变速的方式,因此我就暂且使用自动离合器式这个别名吧。
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由于自动离合器式汽车的驾驶座位置上没有离合器踏板,只有加速器踏板和制动器踏板,因此只要持有小型自动档汽车驾照(即C2)即可驾驶。自动离合器式的工作原理是利用油压接合或分离离合器,并进行齿轮切换。
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它是先利用传感器检测汽车是在加速、减速还是在匀速行驶,再通过电脑判断油压发挥作用的时机和齿轮切换的时间。虽然加装了代替人接合、分离离合器和进行齿轮切换的油压装置,但离合器和变速器的零件仍然沿用了手动变速器的零部件。这就使得自动离合器式在控制了开发和生产经费(成本)的同时也尝到了自动变速的甜头。因此,它开始以欧洲小型汽车为中心普及,而这些小型汽车原来大多搭载的是手动变速器。
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不久,出现了由自动离合器式发展而来的新自动离合器式。它使用了两个离合器,从而使汽车能够更顺利地变换齿轮。我们称之为双重离合器式或两脚离合器式。
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这种方法使用两个离合器,一个用于奇数齿轮,即1挡、3路和5挡,另一个用于偶数齿轮,即2挡、4挡和6挡。1挡带动汽车发动后,2挡齿轮做准备,偶数用的离合器处于分离待机状态。由于从轮胎的旋转就能看出汽车加速的状态,因此发动机转速提高后就分离了1档的离合器,接合处于待机状态的2挡的离合器。这样一来,既缩短了齿轮切换的时间,又能自然顺利地完成变速,驾驶员甚至感受不到齿轮的切换。并且,利用电脑选择最适合的齿轮,还能够降低油耗。
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汽车是怎样跑起来的 3.6 自动变速方式3:CVT
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利用传动带顺利转换齿轮
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下面我将讲解自动变速的第3种方式——无级变速器(CVT)。CVT是Continuously Valiable Transmission的缩写,顾名思义,就是能进行无级变速的变速器的意思。虽然也是自动变速器的一种,但为了和常见的使用液力变扭器和行星齿轮的方式区分开来,与自动离合式相同,把它称为CVT。
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无论是手动变速器,还是自动变速器,都有1档、2档这样的变速级数,但CVT没有,这就是称之为“无级”的原因。
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20世纪80年代中后期,CVT开始应用于市售车。在以小型汽车中普及的同时,也开始应用于拥有大排量发动机的汽车。
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CVT的最大目标是降低油耗。为了抑制全球变暖,人们开始追求油耗的降低,由此CVT逐渐普及。那么,CVT是如何降低油耗的呢?
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无疑,CVT的优势在于没有变速级数。换言之,它具有无限增大变速级数的效果。我来举个具体的例子。
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假设你驾驶的汽车搭载着使用普通齿轮的变速器,而不是CVT。爬坡时,你一定有过这样的经历:无论是手动变速器还是自动变速器,2档时发动机转速过快,3档时转速反而太慢,导致动力不足。
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这样看来,汽车在行驶过程中总会遇到无论选择哪个档位都不合适的情况。这时要么速度不理想行驶得太慢,要么发动机转速过高噪音太大。如果为了提速想要加快发动机转速,用力踩下加速踏板又会提高油耗。这时,你是不是会想“要是有不快不慢刚刚好的齿轮组合该有多好”呢?
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CVT就能实现你的愿望。它能够根据汽车的实际行驶状况,无限增大变速的级数,即实现无级变速。
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CVT仅由两个滚轮和包裹滚轮的传动带(或链条)组成,结构极其简单(图3.14)。两个滚轮中一个位于发动机一侧,另一个位于驱动轮(轮胎)一侧,传动带负责将发动机的旋转力传递到驱动轮一侧。
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图3.14 CVT的结构※通过改变滚轮V型槽的槽宽,就能改变包裹着传动带的滚轮的直径。这就相当于配备了多个直径不同的齿轮。
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CVT的工作原理如下。首先,CVT的滚轮上有V字型的槽(V型槽),行驶过程中两个滚轮都能够扩大或缩小槽宽。通过改变滚轮上V型槽的槽宽,就能增大或减小包裹着传动带的滚轮的槽径(直径)。改变滚轮的槽径与改变大小齿轮组合的效果相同,滚轮直径的不同相当于大小齿轮直径的不同,因此就能实现汽车的加速和减速。
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