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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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虽然我曾笼统地介绍过自动变速器,但它实际上分为好几种。第一种是自动操作手动变速器中的离合器,我们通常称之为自动离合式。
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第二种是用液力变扭器取代离合器。切换齿轮的齿轮部分也与手动变速器不同。带液力变扭器的变速器是最常见的一种自动变速器,因此我们一般就直接把它称为自动变速器。
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第三种是利用无级变速器,这种方法常被称为传动带式CVT。它是利用自动离合器和液力变扭器来驱动汽车的。
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那么我就先讲一下最常见最普遍的、使用液力变扭器的自动变速器,先从取代了手动变速器中离合器的位置的液力变扭器开始讲起。
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3.4.2 液力变扭器像面对面摆放的两个风扇
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液力变扭器有两个功能。一个是与离合器相同的动力传递功能,负责将发动机的旋转力传递至变速器。另一个是增大发动机旋转力的功能。我会在介绍完液力变扭器之后,再讲解怎样利用带液力变扭器的自动变速器进行齿轮切换。
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我在介绍离合器时讲过,变速器进行齿轮切换时,必须保证不把发动机的旋转力传递到齿轮。使用手动变速器时,人们通过踩下离合器踏板切断或者传递发动机的旋转力,而自动变速器必须自动完成这一过程,因此需要用到有一定黏性的液体(自动变速器油液)(表3.1)。之所以需要液体,是因为液体和气体所具有的一定的黏性有利于实现自动化。
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表3.1 手动变速器和自动变速器主要的不同
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手动变速器 自动变速器(液力变扭器式) 发动机和变速器的连接处 离合器 液力变扭器 连接处的结构 摩擦片压紧飞轮,连接发动机和变速器。摩擦片松开时发动机的旋转力就无法传递至变速器 发动机和变速器之间安装了盛有液体的液力变扭器,发动机的旋转力通过液体传递到变速器 切换齿轮的时机 驾驶员踩下离合器踏板进行齿轮切换时 液体的油压和离心力发生变化时。甚至要用到基于汽车的加减速状态的电脑控制 使用的齿轮 正齿轮 行星齿轮 液力变扭器类似于两个面对面的风扇(图3.9)。一侧的电风扇带来的风会带动另一侧电风扇的扇叶转动。并且,一侧的电风扇转速提高时,对面的电风扇也开始快速转动,这是因为空气的流动带动了另一侧电风扇扇叶的转动。但是用手下压另一侧电风扇的扇叶就能很快使其停止转动,这是因为驱动扇叶的只是空气流,些许阻力也能很快使其停转。这样一来,也就使得两个电风扇扇叶的转动不再同步。
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图3.9 液力变扭器的结构图※扇叶相对,传递旋转力。
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风带动另一侧的电风扇转动的状态,就相当于手动变速器中连接上离合器的状态。增加阻力使另一侧的电风扇停转,也就相当于踩下了离合器踏板。这样一来,就能利用气体和液体所具有的一定的黏性传递动力了。
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与电风扇的例子相同,液力变扭器也配备了两个面对面的扇叶。虽说是扇叶,但其形状不同于电风扇的扇叶,而是类似于水车的转轮(图3.10)。一侧的扇叶安置在发动机后的飞轮(惯性轮)上,发动机的旋转力和飞轮的旋转共同带动发动机一侧的扇叶旋转,搅拌液力变扭器内的液体(自动变速器油液)。这就类似于刚才所说的电风扇带动了风。
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