變速齒輪基本上是一組布置在一個(gè)圓內(nèi)的杠桿。通過齒輪中齒的數(shù)目和大小的差異來增力。
所以輸出300英尺-磅扭矩的發(fā)動機(jī)可以驅(qū)動一個(gè) 3,000.磅的汽車。這就是傳動齒輪速比的作用。速比是一個(gè)反映嚙合齒輪的齒數(shù)差異的術(shù)語。
同一尺寸齒輪= 1:1速比
例如:
兩齒輪大小一樣,齒數(shù)也相同。
主動齒輪每轉(zhuǎn)一圈,從動齒輪也轉(zhuǎn)一圈。
兩個(gè)齒輪以同一速度轉(zhuǎn)動,由于大小相同齒數(shù)相同,因此轉(zhuǎn)動扭矩也相同。
其間的唯一差別是轉(zhuǎn)動方向相反。
同大小同齒數(shù)的齒輪嚙合,速比為1比1,因?yàn)閺膭育X輪每轉(zhuǎn)一圈主動齒輪也轉(zhuǎn)一圈。
速比通常采用數(shù)字之間夾一冒號的形式,這樣1比1的速比寫作1:1。
當(dāng)主動齒輪比從動齒輪小時(shí),從動齒輪轉(zhuǎn)得比主動齒輪慢,齒輪副起減速作用。
12齒的小齒輪驅(qū)動24齒的大齒輪。
12齒主動齒輪以10磅扭矩轉(zhuǎn)動。但是24齒從動齒輪每轉(zhuǎn)一圈它要轉(zhuǎn)兩圈。
這樣從動齒輪的轉(zhuǎn)動扭矩便多了一倍。此時(shí)從動齒輪的扭矩為20磅。減速比為2:1。
某種典型的手動變速器各檔速比示例:
倒檔:3.40:1
一檔:3.97:1
二檔:2.34:1
三檔:1.46:1
四檔:1.00:1
可以看到,1至3檔和倒檔都是減速檔。四檔為1:1,意味著主從動齒輪齒數(shù)相同轉(zhuǎn)速相同,稱為直接檔。
如果發(fā)動機(jī)可生成300磅扭矩,配接10:1速比的傳動系,結(jié)果加在車輪上的扭矩為 3000磅,恰是驅(qū)動3000磅汽車所需的力量。
不過,減速比是有代價(jià)的。主動齒輪的轉(zhuǎn)速要比從動齒輪高出許多倍。因而6000轉(zhuǎn)/分的發(fā)動機(jī)只能以600轉(zhuǎn)/分的速度驅(qū)動10:1速比的傳動系。
不過汽車動起來后,保持速度所需的扭矩就不必象起動時(shí)所需的那么大了。這樣就可以改變速比來加大轉(zhuǎn)速。這就是為什么手動變速器有好幾個(gè)檔位。
超速傳動齒輪
主動齒輪轉(zhuǎn)得比從動齒輪慢時(shí)稱為超速傳動。
超速傳動使傳動系的實(shí)際轉(zhuǎn)速可以快于發(fā)動機(jī),因?yàn)樵诟咚贂r(shí)保持車速所需的扭矩很小。超速傳動比使得發(fā)動機(jī)能在較低的轉(zhuǎn)速下工作,從而改善燃油經(jīng)濟(jì)性。
要確定整個(gè)傳動系的總速比只需用特定檔位的速比乘以主減速比。例如,假定主減速比為3.78:1。
要求某一檔位實(shí)際所用的速比,只須用該檔速比乘以3.78。這樣,如果變速器一檔速比為3.97:1,乘以主減速比3.78:1后,便得出從發(fā)動機(jī)到車輪的總的減速比為15.01:1。 發(fā)動機(jī)的扭矩被傳動系放大15.01倍