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3.4.4 离合器与液力变扭器强强联合
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随着技术的进步,汽车生产商们又给液力变扭器增加了锁止装置。
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我在举电风扇的例子时讲过,利用液体传递旋转力时,只需些许阻力就能够使扇叶很快停转。就像手动变速器的飞轮和离合器一样,固体间的直接压紧的确能够无损耗地传递发动机的旋转力。因此,带有锁止装置的液力变扭器就诞生了。
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这是在液力变扭器中同时安装离合器的方式,我们称之为锁止(lock up),是指在汽车完成发动、加速、变速后匀速行驶时,让离合器的摩擦片压紧飞轮盘。lock up本身就有落锁固定的意思。这样一来,发动机的旋转力就能利用离合器无损耗地传递至驱动轮了。
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锁止离合器摩擦片的压紧,最初是利用了自动变速器油液的流势,但如今都是运用电脑控制离合器的开闭。这样一来,就能使离合器迅速压紧,也就能将发动机的旋转力高效快捷地传递到驱动轮了。同时能给乘车人带来强烈的行驶感,也有利于降低油耗。
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有了锁止装置,搭载自动变速器汽车的提速时间也就短多了。
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3.4.5 使用三个齿轮的行星齿轮
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液力变扭器的后面是变速器,这一变速器内的齿轮不同于手动变速器中的普通齿轮(正齿轮)组合。
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自动变速器中使用的齿轮是行星齿轮(图3.11,照片3.1)。齿轮的组合类似于太阳系的行星围绕着太阳公转,所以叫做行星齿轮(planetary gear)。
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图3.11 行星齿轮※中间是太阳齿轮,周围是三个小齿轮,外侧是内齿圈
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照片3.1 行星齿轮※左边是内齿圈,中间是装在行星架中的小齿轮,右边是太阳齿轮。照片由加特可1提供。
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1 JATCO株式会社,世界最大自动变速箱的生产厂家之一,主要产品为汽车用有级变速箱(AT)和无级变速箱(CVT)。——译者注
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行星齿轮组合有利于汽车进行自动变速。然而由于通常是很多齿轮同时啮合旋转,摩擦也就随啮合的齿轮数量相应增加。在这一点上,由于使用正齿轮的手动变速器中传递旋转的齿轮组合往往只有一组,也就能够减少齿轮啮合产生的摩擦所带来的损耗。因此手动变速器不用行星齿轮,而是使用正齿轮。
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我再详细说一下行星齿轮。行星齿轮的中间是太阳齿轮,类似于太阳系中太阳所处的位置。周围排列着小齿轮,相当于行星。在最外面围绕着这些齿轮的是内齿圈。
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要理解各个齿轮之间是如何相互作用的或许有些难。如果你觉得很难理解,只需要记住一点,即在自动变速器中,是通过区别使用行星齿轮的三种齿轮进行自动变速的。接下来,你可以直接看3.5节的内容了。
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3.4.6 利用两个齿轮的组合进行齿轮切换
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那么,想要详细了解行星齿轮运作方式的读者,就来听我讲解一下吧。一套行星齿轮包括太阳齿轮、小齿轮和内齿圈这三种。如图3.11所示,小齿轮有三个,由里侧的框架(行星架)串起。当行星齿轮横向旋转时,三个小齿轮保持着一定的间隔共同移动。
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变速时,只使用太阳齿轮、小齿轮和内齿圈中的两种齿轮,剩下的一种固定不动。关于如何只固定三种齿轮中的一种,我会在介绍完自动变速的结构后再进行说明。在行星齿轮中,是通过改变两种动态的齿轮进行切换的。
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举一个具体的例子来说明。首先,保持外围的内齿圈固定不动,让发动机的旋转力传递至太阳齿轮使其转动。接着,与太阳齿轮啮合的小齿轮一边横向移动一边转动。此时,小齿轮在各自自转的同时,一起围绕着太阳齿轮公转。这就是1档的齿轮组合(图3.12)。借助行星架的转动,小齿轮的公转传递到驱动轮,使汽车发动。
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