작동 원리
기본 변속 원리
사실 수동 차단의 원리는 어렵지 않다. 먼저 단일 기어의 감속 증가 원리를 설명한 다음 2 단 변속기의 간단한 모델을 통해 변속기의 변속 원리를 설명합니다. 마지막으로, 5 단 변속기의 예가 제시됩니다.
다음 그림은 서로 맞물린 기어 쌍을 보여줍니다. I 는 활성 축 (동력 입력 축) 이고 II 는 연계 축 (동력 출력 축) 입니다. 활성 샤프트 기어의 톱니 수는 Z 1, 회전 속도는 n 1, 토크는 T 1, 종동축 기어의 톱니 수는 Z2, 회전 속도는 N2, 토크는 T2 라고 가정합니다.
기어 연결은 강성이기 때문에 주, 바퀴에서 맞물린 점의 선 속도는 동일합니다. 즉 n 1×Z 1=n2×Z2, n1/N2 를 얻을 수 있습니다 이 비율은 I 로 기록되어 있는데, 그 이름은 전동비라고 합니다. 전동 중 마찰 등 동력 손실을 고려하지 않을 경우 연계 기어에서 얻은 동력은 활성 기어의 동력, 즉 n 1×T 1=n2×T2 와 같다면 n1/N2 = 를 얻을 수 있다
I = n1/N2 = z2/z1= T2/t1
이 공식에서 볼 수 있듯이 연동 휠의 톱니 수가 종동륜의 톱니 수, 즉 Z 1? & ltZ2, 어느 게 나야? & gt 1, n1>; -응? N2, 종동축의 가시 속도? N2 가 떨어지고 토크 관계를 보면 T2 를 얻을 수 있나요? & gt? T 1, 종동축이 토크 T2 를 볼 수 있습니까? 증가, 이것은 감속 및 토크 증가의 역할입니다.
반대로 구동 휠의 톱니 수가 종동륜의 톱니 수보다 많으면 종동축의 회전 속도가 증가하고 토크가 감소합니다.
수동 변속기에서, 맞물린 각 기어 쌍은 기본적으로 감속 증가 비틀림 작용을 한다 (과속 파일 제외).
한 쌍의 톱니바퀴의 감속 원리를 알게 되면 우리는 변속기의 변속 원리를 볼 수 있다. 기어박스가 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하기 위해, 먼저 2 단 기어박스의 간단한 모형 (아래 그림 참조) 을 살펴보고 각 부분이 어떻게 맞춰지는지 살펴보도록 하겠습니다.
입력축 (녹색) 은 클러치를 통해 엔진에 연결되며, 샤프트와 위쪽 기어는 기어 샤프트라고 하는 부품입니다. 샤프트와 기어 (빨간색) 를 중간 축이라고 합니다. 함께 회전합니다. 샤프트의 회전 (녹색) 은 기어를 맞물려 중간 축의 회전을 구동하며, 이때 중간 축은 엔진의 동력을 전달할 수 있습니다. 축 (노란색) 은 스플라인 축이며 변속기의 출력 축입니다. 동력은 그것을 통해 출력되고, 현재 자동차는 차속기를 통해 구동된다. 바퀴가 회전하면 스플라인 축과 함께 회전합니다.
기어 (파란색) 는 스플라인 축에 씌워져 자유롭게 회전할 수 있다. 엔진이 중지되었지만 차량이 여전히 움직이는 동안 기어 (파란색) 와 중간 축은 정지 상태에 있으며 스플라인 축은 여전히 바퀴와 함께 회전합니다.
기어 (파란색) 와 스플라인 축은 부시로 연결되며, 부시는 스플라인 축과 함께 회전하고 스플라인 축에서 자유롭게 슬라이딩하여 기어 (파란색) 와 맞물립니다.
변속 손잡이를 조작하면 부시가 다음 그림과 같이 시프트 포크로 오른쪽 (파란색) 에 맞물려 변속기가 1 파일에 맞물립니다.
이때 입력 축 (녹색) 은 중간 축을 구동하고, 중간 축은 오른쪽 기어 (파란색) 를 구동하며, 오른쪽 기어는 슬리브를 통해 스플라인 축에 연결되어 에너지를 구동축으로 전달합니다. 동시에 왼쪽 기어 (파란색) 도 회전하고 있지만 부시와 맞물리지 않아 스플라인 축에 영향을 주지 않습니다.
부시가 두 기어 사이에 있을 때 기어박스는 빈 위치에 있고 두 기어는 모두 스플라인 축에서 자유롭게 회전합니다.
출력 축의 속도는 엔진 속도, 입력 축의 톱니 수, 중간 축의 톱니 수 및 톱니 수 (파란색) 에 의해 결정됩니다.
아래 그림은 5 단 변속기의 도식입니다. 변속 원리는 위에서 언급한 2 단 변속기와 같다. 피니언 기어 (피니언 중간 기어) 를 추가하여 후진이 가능하다는 점에 유의해야 합니다.
변속 레버는 세 개의 링크를 통해 세 개의 포크에 연결됩니다 (아래 그림 참조).
변속봉 중간에 회전점이 하나 있다. 변속봉을 좌우로 움직일 때, 실제로는 다른 변속 포크 (다른 슬리브) 를 고르고 있습니다. 앞뒤로 이동할 때 다른 위치 (파란색) 를 선택합니다.
싱크로 나이저의 작동 방식
기어를 바꾸는 동안 선택한 기어에 맞물릴 기어 쌍의 원주 속도가 같아야 (즉, 동기화) 기어가 원활하게 맞물릴 수 있습니다. 두 기어의 톱니가 동기화되지 않으면 기어가 기어를 바꿔야 합니다. 두 기어의 속도가 나쁘면 충격과 소음이 발생할 수 있습니다. 이렇게 하면 기어교체가 어려울 뿐만 아니라 톱니의 수명에도 영향을 주고, 톱니 끝 마모를 가중시키고, 심지어 이를 부러뜨릴 수도 있다.
기어를 원활하게 바꾸기 위해서는 운전자가 좀 더 복잡한 조작을 해야 하며, 짧은 시간 내에 빠르고 정확하게 완성해야 한다. 숙련된 운전자라도 피로를 일으키기 쉽다. 따라서 기어가 매끄럽고, 작동을 단순화하고, 운전자의 노동을 줄일 수 있도록 전동 구조에 대한 조치가 필요합니다. 싱크로 나이저는 두 번째 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다.
싱크로 나이저는 해당 기어의 조인트 슬리브, 스플라인 허브 및 조인트 링 기어 외에도 조인트 슬리브와 해당 조인트 링의 원주 속도가 빠르게 도달하고 동일한 (동기화) 상태를 유지할 수 있도록 하는 매커니즘 및 동기화에 도달하기 전에 충격을 방지하기 위해 접합에 들어가지 못하도록 하는 매커니즘이 있습니다.
싱크로 나이저는 대기압, 관성 및 자체 가압 장치가 있습니다. 현재 널리 사용되고 있는 것은 관성 싱크로 나이저입니다. 다음 그림은 잠금 링 관성 동기화 프로그램을 보여 줍니다.
주로 연결 슬리브, 동기식 잠금 링 등으로 구성됩니다. 마찰을 통한 동기화를 특징으로 한다. 결합 슬리브, 동기화 잠금 링 및 맞물릴 기어의 링 기어에는 모따기 (잠금 각도) 가 있으며, 동기화 잠금 링의 내부 원추는 맞물릴 기어의 링 기어의 외부 원추 접촉과 마찰을 일으킵니다. 잠금 각도 및 원추 곡면은 설계에서 적절하게 선택됩니다. 원뿔의 마찰로 인해 맞물릴 톱니 슬리브가 링 기어와 빠르게 동기화되며, 동기화 전에 기어가 맞물리지 않도록 잠금 효과가 발생합니다. 동기화 잠금 링의 내부 원추가 맞물릴 기어의 톱니바퀴의 외부 원추와 접촉할 때, 톱니바퀴의 회전 속도와 동기화 잠금 링의 회전 속도는 마찰 토크의 작용에서 빠르게 동일하며, 둘 다 동시에 회전하므로 톱니바퀴는 동기화 잠금 고리에 비해 회전 속도가 0 이고 관성 토크는 동시에 사라집니다. 이때, 드라이브가 접합 슬리브에 가하는 축 방향력의 추진으로, 조인트 슬리브는 동기식 잠금 링의 링 기어에 맞물려 기어 링 기어에 더 맞물려 변속 과정을 완료합니다.
제어 메커니즘의 작동 원리
수동 변속기 조작기구의 역할은 운전자가 자동차의 주행 상태와 사용 조건에 따라 변속기를 필요한 기어에 정확하게 장착할 수 있도록 보장하는 것이다. 직접 제어와 원격 제어의 두 가지 주요 유형이 있습니다.
대부분의 자동차는 변속 레버와 모든 변속 조작 장치가 변속기 커버에 배치되어 있고 변속기는 운전석 근처에 배치되어 있는 직제어식 변속기 조작기구를 채택하고 있다. 변속 레버는 조종실 바닥에서 뻗어나오며, 운전자는 변속 레버를 직접 조작하여 변속기 덮개 안의 변속 조작 장치를 움직여 기어를 바꿀 수 있으며, 구조가 치밀하고 조작이 간단하고 편리하다.
아래 그림은 6 단 수동 변속기의 작동 메커니즘 다이어그램입니다.
포크 축의 양쪽 끝은 변속기 덮개의 해당 구멍에 지지되며 축 방향으로 슬라이딩할 수 있습니다. 모든 포크와 다이얼 블록은 해당 포크 축에 유연하게 고정됩니다. 세 번째와 네 번째 포크의 상단에는 다이얼이 있고, 세 번째와 네 번째 포크의 상단과 모든 다이얼에는 홈이 있습니다.
변속기가 빈 공간에 있을 때 홈은 측면 평면에 정렬되고 포크 변속 레버 아래쪽에 있는 볼 헤드는 이러한 홈으로 확장됩니다. 기어를 선택할 때 변속봉은 가운데 구형 받침대를 중심으로 가로로 스윙할 수 있으며, 아래쪽 끝은 포크 변속축의 축을 중심으로 회전하여 포크 변속 레버 아래쪽 볼이 선택한 기어에 해당하는 기어를 향하도록 합니다. 그런 다음 변속봉이 세로로 흔들립니다. 변속 포크 축과 변속 포크를 앞으로 또는 뒤로 이동시켜 기어를 실현합니다.
조작기구는 변속기가 선택한 기어에 정확하게 장착되고 선택한 기어에서 안정적으로 작동할 수 있도록 자동 잠금 장치, 연동 장치 및 후진 잠금 장치가 설치되어 있어야 합니다.
(1) 자동 잠금 장치
자동 잠금 장치는 자동 변속 및 자동 기어를 방지하여 모든 기어에 대한 전동 기어의 전체 톱니 길이 맞물림을 보장합니다. 다음 그림은 한 대의 차의 자동 잠금 장치이다.
변속기 커버 전면의 볼록 드릴에는 3 개의 깊은 구멍이 있으며, 구멍에는 자체 잠금 볼 1 및 자체 잠금 스프링 2 가 들어 있으며, 구멍은 포크 축 6 바로 위에 있습니다. 각 포크 축은 강철 공을 향하는 표면에 축을 따라 세 개의 홈이 있으며 그루브 깊이는 강철 공의 지름보다 작습니다.
중간 홈은 강철 공을 조준할 때 빈 위치에 있고, 앞 또는 뒤의 홈은 강철 공을 조준할 때 작업 위치에 있습니다. 노치가 강철 공을 마주할 때, 강철 공은 자체 잠금 스프링의 압력으로 홈에 내장됩니다. 포크 샤프트의 축 위치는 고정되어 있으며, 포크와 해당 접합 슬리브 또는 슬라이딩 기어는 빈 공간이나 작업 위치에 고정되어 있으며, 스스로 기어를 바꾸거나 기어를 바꿀 수 없습니다.
기어를 바꿔야 할 때, 운전자는 변속봉을 통해 포크 축에 일정한 축 방향력을 가하여 스프링의 압력을 극복하고, 자동 잠금 강철 공은 포크 축의 홈을 밀어내어 구멍 안으로 다시 밀어 넣는다. 포크 축이 강철 공을 미끄러져 지나가게 하고, 포크와 그에 상응하는 변속 부품을 축 방향으로 움직이게 한다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 변속 포크 축이 다른 홈으로 이동하여 강철 구슬에 맞춰 정렬되면 강철 구슬이 다시 홈에 눌려 변속기가 작업 위치로 바뀌거나 빈 공간으로 후퇴합니다. 인접한 그루브 사이의 거리는 기어가 전체 톱니 길이에 맞물리거나 완전히 맞물리지 않도록 합니다.
(2) 연동 장치
연동 장치는 두 기어가 동시에 맞물리지 않도록 하며, 동시에 맞물린 두 기어가 전동비가 다르기 때문에 서로 끼지 않도록 하여 운동 간섭을 일으키거나 부품을 손상시킬 수 있습니다. 다음 그림은 한 대의 차의 연동 장치이다.
연동 핀 6 은 중간 포크 축 3 의 구멍에 설치되며, 길이는 포크 축의 지름에서 연동 강철 공의 반지름을 뺀 것과 같습니다. 연동 강철 볼 2 와 4 는 변속기 덮개의 측면 구멍에 장착됩니다.
빈 공간 위치에서 왼쪽 및 오른쪽 포크 축 1, 5 는 볼 2,4 와 반대, 중간 포크 축은 왼쪽과 오른쪽에 홈이 있고 그루브에는 핀 6 을 잠그는 구멍이 있습니다.
이 연동 장치는 운전자가 변속기가 빈 위치에 있을 때만 시프트 포크 축을 이동할 수 있도록 합니다. 포크 샤프트 기어를 이동하면 다른 두 개의 포크 축이 인터록 장치에 고정되어 더 이상 축 방향으로 이동할 수 없습니다.
(3) 역방향 잠금 장치
본 발명은 잘못된 기어가 후진으로 바뀌는 것을 방지하고, 자동차가 전진할 때 큰 충격과 부품이 손상되는 것을 방지하며, 잘못된 기어가 후진으로 교체되어 자동차가 시동될 때 안전사고를 일으키는 것을 방지한다.
후진 잠금 장치의 역할은 다음 그림과 같이 운전자가 후진 기어를 매달아 후진 기어로 교체하기 전에 변속 레버에 더 큰 힘을 가하는 것입니다.
후진 잠금 핀 1 로드에는 후진 잠금 스프링 2 가 장착되어 있으며, 후진 잠금 핀의 오른쪽 끝에 있는 너트는 스프링의 예압력과 후진 잠금 핀의 길이를 조정할 수 있습니다. 운전자가 후진 기어를 걸 때, 반드시 큰 힘으로 변속 레버의 하단을 압축한 다음, 오른쪽으로 후진 잠금 핀을 밀어 변속 레버의 하단을 후진 다이얼의 홈으로 들어가게 해야 한다. 이렇게 하면 I, 후진 포크 축을 눌러서 후진 기어로 되돌려야 한다. (윌리엄 셰익스피어, 템포, 회전판, 회전판, 회전판, 회전판, 회전판, 회전판)