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3.3.3 差速器也能降低速度,增大动力
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差速器的第二个作用是再次增加由变速器增加过的发动机旋转力。从万向节传来发动机的旋转力,首先传递到大齿轮内齿圈的意义就在于此。
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借助小齿轮伞齿轮和大齿轮内齿圈的组合,从万向节传递至差速器的发动机旋转力在此再次增大。内齿圈和伞齿轮的直径比约为4:1。也就是说,即使变速器的齿轮组合的直径比为1:1(如4档时),差速器也能以4:1的比率增大旋转力。
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我们把借助差速器实现的减速的比率称为最终减速比,意味着在动力传动系的末尾再进行一次减速。
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例如汽车利用变速器的1档齿轮发动时,使用的是4:1的齿轮组合。这时如果再加上差速器的4:1,发动机产生的力经过变速器后就变为原来的4倍,再经过差速器入口时又变为刚才的4倍。这样一来,最初的发动机旋转力传递到后轮时就变为了原来的16倍。
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之所以不在一开始就利用变速器将发动机旋转力增加到原来的16倍,是因为如果把齿轮组合的直径比设定为16:1的话,大齿轮就太大了。并且,即使是用高速齿轮行驶,也需要通过增大动力协助差速器减速。
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3.3.4 利用差速器调整内侧和外侧的距离差
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差速器的第三个作用是协助汽车转向。想象一下汽车转向时的情况,内侧车轮和外侧车轮的行驶轨迹是不一样的。内侧转小弯,外侧转大弯,也就是说,转向时内侧和外侧行驶的距离不同(图3.8)。
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图3.8 转向时四个车轮的轨迹
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即便如此,汽车也是作为一个整体行驶的,不能让内轮和外轮相互分离。因此,需要让行驶距离短的内轮缓慢转动,行驶距离长的外轮快速转动。但驱动汽车的力必须左右相同。如果内外轮驱动汽车的力不同,就会陷入向内倾陷、向外凸出等混乱的行驶状态,导致汽车无法顺利转向,也不能保证行驶安全。
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差速器能够使内轮缓慢转动、外轮快速转动,同时保证内外轮驱动汽车的力相同。我们把差速器的这个作用称为差动。
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即使看着图也很难从差速器的结构上理解它的差动作用。它比较复杂,也容易混乱。所以你只需要先理解差速器是通过吸收内外轮的移动差来保证汽车顺利转弯的装置就可以了,我会在第4章“转向”中详细讲解差动的机制。
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3.3.5 连接差速器和轮胎的传动轴
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发动机的旋转力借助差速器传递至两个后轮(轮胎)。准确说来,从差速器传来的旋转力是经过传动轴传递到两个后轮。与万向节不同,传动轴由铁制成。
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在传动轴和两个后轮之间,拥挤地排列着悬架臂和从发动机引出的排气管,是无法再容纳像万向节一样的粗管的。并且也不需要像万向节一样长,因此也就不用太过担心旋转引起的振动,所以传动轴就使用了纤巧实心的铁棒。这就是所谓的“物尽其用”。
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轮胎安装在称为轮毂的轴承上,借助传动轴传递到左右两个后轮的旋转力带动轮胎转动。这样一来,汽车的旋转力就经过动力传动系(驱动系统)传递到了驱动轮。
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汽车开动啦。
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汽车是怎样跑起来的 3.4 自动变速方式1:变矩器式
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3.4.1 自动变速器有三种
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之前我们已经全面了解了动力传动系(驱动系统)的基础部分——手动变速器,接下来我将讲解实用的自动变速器。由于使用自动变速器时驾驶员无需通过控制离合器进行变速,因此其结构也就相对更复杂一些。
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