变速箱的作用顾名思义是用以变速,变速箱的基础是通过不同的齿轮组合实现不同的传动比,对扭矩进行放大实现牵引力的增加,或者不改变扭矩而改变齿轮转速实现车速的提升。简而言之变速箱是通过离合器或变矩器从发动机接收动力,只有通过齿轮结构改变动力曲线,让车辆实现不同的行驶状态。
参考下图1:这是1档的齿轮比,大齿轮可理解为由发动机通过离合器输出轴驱动的齿轮,另一齿轮是由发动机驱动齿轮带动运转,负责驱动传动轴转动为车轮输出动力的齿轮。发动机齿轮直径小、从动齿轮直径大,此时主动齿轮转动很多圈从动齿轮才能转一圈,车速自然会比较慢;但从动齿轮转的这一圈得到了发动机很多次点火做功输出的扭矩,于是1挡是车速虽然低但是输出的扭矩大则动力强,白话的说就是加速快或者牵引力强拉货多能起步。
参考下图2:这是5挡的齿轮比,此时发动机驱动运转的齿轮直径变大了,带动负责驱动齿轮运转的齿轮直径变小。于是此时的运行状态为主动齿轮转一圈从动齿轮可以转很多圈,简而言之为发动机转速低但是可驱动车轮实现很高的转速,状态自然是车速快。不过发动机转速低输出的扭矩总量就会小,单次输出扭矩乘以转速再乘以常数得出的数值再乘以1.36得出的是马力,发动机转速低则输出马力小,车辆高速驾驶时实际输出动力并不高,所以行驶中加速会比较迟钝,不过以这种方式巡航能以低转速少喷油的方式节油。
以上是变速箱的功能,差速器的功能与变速箱无关。
汽车需要差速器的原因是为了正常转弯,参考下图3很容易理解。车辆在转弯时四个车轮行驶的距离各不相同,那么想要实现不同距离的行驶则需要四个车轮以不同的转速转动。如果四个车轮的转速一致则行驶的距离绝对等长,此时车辆是无法转弯的,那么如何让四轮在不同时间实现相同或不同的转速呢?
唯一的方式就是利用差速器,顾名思义差速器的作用就是让两侧传动轴与车轮实现不同的转速差;车辆在挂挡行驶中通过传动轴输出的动力会通过一组齿轮分动,结构参考下图。在直线行驶时两侧车轮与地面的摩擦力是相同的,此时动力需要克服的两侧阻力也会相同,于是两侧车轮能以相同的转速行驶。
而在转弯时两侧车轮的阻力会发生变化,内侧车轮阻力增大则能加大反向为齿轮组输出的阻力,阻力克服掉部分动力则可以实现转速的降低。说白了差速器实现转速差不是依靠动力的调整,而是依靠行驶中车轮阻力的变化。那么在挂入空挡后虽然切断了传动轴的动力输入,但是车辆依靠惯性仍然能滑行;此时车轮仍在运转所以还是会有阻力,于是在滑行过程中两侧车轮同时能实现阻力的自调整,差速器则能够正常运行实现正常转弯。
总结:变速箱与差速器互不干涉,车辆正常行驶不论是动力加速还是滑行减速,差速器都能正常的工作,否则车辆则无法转弯,供参考。
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