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2007年5月3日 星期四

自動變速箱的基本原理


自動變速箱的原理很複雜連我自己也只了解皮毛,所以我把我知道的大概原理解釋一下讓大家稍為了解它的傳輸原理,因為它的運作是靠油壓來傳輸,所以自排油必須灌滿系統內部才能運作,基本油量大約8~10公升,若自排油不夠入檔後車子也動不了;再來它是靠磨擦、滑差與油壓再傳動,喜歡重踩油門開快車或長期市區停停走走的車子,自排油比較容易燒焦氧化,嚴重點就會降低黏性使馬力降低,所以就必須定期換油與更換自排油濾網。

上圖 引擎動力會先經過扭力變換器(液體扭力變換接合器)、再傳輸到行星齒輪組(行星齒輪組能變換不同的檔位)、動力再經由驅動小齒輪連接到差速器(差速器將動力一分為二)、最後接到傳動軸送到輪胎

先說明液體扭力接合器的傳送原理(因為耗油都是這部分再損失動力),先以電風扇來解釋,A電扇有插電是動力端,吹出的風能帶動沒插電的B風扇,不過傳輸的過程會有能量損失,所以B風扇送出來的風量會比較少也比較慢(A、B風扇沒有相連接,完全靠空氣傳輸,所以踩煞車時引擎不會熄火,因為煞車只能將B風扇固定,A風扇的引擎還是能正常運轉,不過會感覺引擎抖動、變速箱油容易過熱、氧化)

為了降低能量損失接上一條空氣輸送管,讓風量能重複循環避免能量損失

變速箱內的扭力接合器是由兩個半圓型的的葉輪相接合而成,一個主動一個被動就好像電風扇的A、B風扇,主動風扇轉動時內部的自排油會因為轉動離心力而甩出(風扇的空氣由自排油取代)

主動與被動葉輪對合時被離心力甩出自排油會一直在內部循環;而右圖內部的主被動葉輪內有導流葉片,這樣就能讓自排油沿著設定好的導流葉片在內部循環,讓輸入的動力沒有流失太多能一直在內部循環重複利用(但還是有動力流失,所自排會比手排流失更多動力、會更耗油);下圖為另一張圖片說明


上面兩張圖為實際解剖圖,構照比先前說明的還要複雜些,中間還多加一組導輪


液體在扭力接合器內部循環時要沿著8字型的路徑流動,這樣才不會與另一組循環對撞而損失動力(如左上與右上兩圖;所以中央再多加一組導輪來改變液體流向,讓回收的動力能重複使用減少不必要的動力流失(如上同中的左下與右下);下圖為另一張圖片說明

上圖為行星齒輪的構造,外環為環齒輪、中間為太陽齒輪、被夾在兩齒輪中間的為行星齒輪;利用變速箱內部的油壓系統來控制三種齒輪成為主動、被動與固定,例如將某個齒輪固定不轉動,一個成主動輪另一個為被動輪,這樣輸入的轉速與輸出的轉速會有不同齒輪比(例如輸入10轉而經過齒輪減速比後輸出變成5轉),當需要換檔時油壓系統將3組齒輪的相對位置改變,就能改變相對轉速而達到換檔的效果。

因為檔位變化與作用原理非常複雜所以行星齒輪只稍為說明無法詳述,抱歉!!

上圖為CTV無段變速箱的原理簡圖,與市面免換檔的速克達機車很類似也很像可換檔的腳踏車只是腳踏車還是有分檔位,真正的無段變速是改變皮帶盤的內徑,皮帶是在皮帶盤內滑動;它的優點是比傳統變速箱減少動力損失,就能達到省油目的,因為沒有不必要的動力流失。

不過缺點是因為技術問題使強度不足無法承受高扭力,只能用在小CC數的車輛,例如 NISSA MARCH。不過目前已克服技術問題,變速箱已能承受到30kg的扭力(1.5的引擎扭力約12~15kg、2.0大約 20kg、30kg已是3.5引擎的輸出了),所以目前有許多車廠將CVT列為往後新車的重點項目,跟HYBRID(油電複合車)一樣,因為目前新車都是要以降低的耗油率為主要目標,太耗油的車子沒有人要了。

說明 : 以上圖片都是翻拍自修護手冊與汽車雜誌,純粹為文章說明沒有其他營利用途,若有違法與不妥還請見諒與告知。


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