





汽车倒挡的实现,在于改变动力传递的方向。发动机输出的旋转方向是固定的(通常是顺时针),但要让车轮反向旋转(相对于前进方向),就需要在变速箱内部通过齿轮机构的巧妙设计来实现反转。惰轮在这个过程中扮演着至关重要的角色。
倒挡的原理:齿轮啮合与方向反转
1.前进挡原理:在普通的前进挡位,动力传递通常只需要两个齿轮啮合(主动轮和从动轮)。当主动轮顺时针转动时,与其直接啮合的从动轮会逆时针转动(假设外啮合)。如果输出轴连接的是这个逆时针转动的从动轮,车轮就会向前滚动。
2.倒挡的需求:要实现倒车,我们需要终驱动车轮的轴(输出轴)旋转方向与前进时相反。如果前进时输出轴逆时针转驱动车轮前进,那么倒车时就需要输出轴顺时针转。
3.惰轮的关键作用:惰轮(也称为中间轮或空转轮)是实现这一反转的元件。惰轮本身:
*不改变传动比:它的齿数不影响终输出轴与输入轴之间的转速比(速比)。
*只改变旋转方向:这是它的功能。
惰轮如何实现倒挡
1.插入中间环节:当驾驶员挂入倒挡时,变速箱内部的换挡机构(如拨叉)会将一个惰轮移动到主动齿轮(输入轴齿轮)和倒挡从动齿轮(通常与输出轴相连或本身就是输出轴的一部分)之间。
2.形成三齿轮啮合:
*主动轮(输入轴)顺时针旋转。
*惰轮与主动轮啮合,因此被主动轮驱动,逆时针旋转。
*惰轮同时与倒挡从动齿轮啮合,驱动倒挡从动齿轮。由于惰轮是逆时针旋转,与其啮合的倒挡从动齿轮就会顺时针旋转。
3.方向反转完成:终,倒挡从动齿轮(输出轴)的旋转方向与主动轮(输入轴)相同(都是顺时针),但相对于前进挡时输出轴的旋转方向(逆时针),实现了反转,从而驱动车轮向后滚动。
惰轮在变速箱中的应用总结
1.实现倒挡:这是惰轮、普遍的应用,通过引入一个额外的啮合点,改变终的输出旋转方向。
2.改变齿轮轴位置:在某些变速箱设计中,惰轮可以用来连接不在同一直线上或距离较远的两个轴,实现动力的传递,同时可能改变方向(取决于啮合方式)。
3.调整空间布局:惰轮可以帮助工程师更灵活地布置变速箱内部的空间,让齿轮组避开其他部件(如轴、壳体)。
4.张紧作用(在链条/皮带传动中):虽然齿轮箱内主要是齿轮啮合,但在某些使用链条或皮带的传动组件(如正时系统、平衡轴驱动)中,惰轮也常被用作张紧轮,保持链条或皮带的正确张紧度,减少振动和噪音。
结论:
汽车倒挡的实现,本质依赖于齿轮啮合关系的改变。惰轮作为中间媒介齿轮,入到动力传递路径中,在主动轮和终从动轮之间增加了一次啮合。正是这额外的一次啮合,使得终从动轮的旋转方向相对于前进挡时发生了180度的反转,从而驱动车辆向后行驶。因此,惰轮是手动变速箱和部分自动变速箱(如AMT、某些DCT、AT的行星齿轮组变体)中实现倒挡功能不可或缺的元件。

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