汽車底盤發(fā)展歷史之變速器篇
汽車底盤包括的東西太多了,說底盤的發(fā)展史都可以寫好幾本書了。我們這次偏重于介紹底盤元件中非常重要且變化巨大的總成。其實底盤在汽車設計之初制定出雛形后后面的工作大部分都是進一步的完善。否則這個題目將無法展開。汽車底盤包括行駛系,轉向系,傳動系和制動系。我們主要回顧的是傳動系中變速器的歷史,行駛系中輪胎和懸架的歷史,轉向系統和制動系統的發(fā)展自然不能落下。
先來看變速器走過的路程
距1894年,一個法國工程師給一輛汽車裝上世界上第一個變速器至今,汽車變速器已經經過了一百多年的發(fā)展。變速器為汽車重要的組成部分,是承擔放大發(fā)動機扭矩,配合引擎功扭特性,實現理想動力傳遞,從而適應各種路況實現汽車行駛的主要裝置。
使用最早的是手動變速器,國內最早的東風解放全是是手動變速器,但手動變速器也并非一成不變,早期有這樣一種說法,中國的駕駛員是世界上技術最好的(當然21世紀中國的駕駛員又都變成了馬路殺手),技術最好一部分是由于中國早期的路況實在是太爛,另一部分就是依賴于早期的變速器,那時國內還在實用不帶同步器的變速器,換擋要依據經驗來判斷發(fā)動機轉速和汽車速度是否同步才能進行,并且升檔和降檔要求的油離配合還不一樣。這樣的駕駛員技術當然世界最牛了。
后來為了方便駕駛,在領個相鄰齒輪間裝上了同步器,依靠同步器的作用,我們換擋就不需要去判斷車速了。目前手動變速器依然在汽車界應用非常廣泛,自動變速器是個趨勢,但手動變速器確是駕駛樂趣的極大體現者。
傳統的變速器利用不同的齒輪搭配實現了換擋変扭的目的,而齒輪搭配的變換就只有靠腳踩離合手拉擋桿來實現,這就是所謂的手動變速器。為實現輕松換擋,取消離合腳踏和手動掛擋的AT(AutomaticTransmission)變速器出現了,它主要利用液力變扭器配合傳統機械齒輪箱實現換擋功能。其實早在1948年的通用的奧茲莫比爾汽車上就已經出現了如今自動變速器的雛形,不過那時的自動變速器僅僅是加了液力耦合器的手動變速器而已。
因為AT使用得較早,所以英文定名就叫“自動變速器”。然而,AT并不等同于自動變速器。只要能實現自動換擋變速的便可叫自動變速器,要達到此目的其實途徑很多:除AT外,還包括了無級變速器等其它形式。但以前的命名也無法推翻,所以我們姑且這樣認為:自動變速器(AT)包括:液力變速(AT),電控變速(ECT),無極變速(CVT)。
隨著城市車輛密度的加大,自動變速器已逐漸成為汽車的必備裝備,而不僅僅是豪華的標志。因為有了自動變速器,改變車速變得輕松自如,且不必頻繁地踩踏板。如今,幾乎所有的現代汽車廠家都生產配備自動變速器的汽車,原因之一是自動變速器可以幫助發(fā)動機降低對環(huán)境的污染。自動變速器可實現最佳轉速比,即使發(fā)動機低速運轉,也能保障車輛隨駕駛者的意愿正常行駛,油耗降低了,污染也就受到控制。
1908年,福特T型車最早采用一種兩個速比的自動變速器。其構造是采用多組齒輪,并且分成中央齒輪和周邊齒輪,最外邊則是一個轉輪,隨著中央齒輪從發(fā)動機引入的扭矩不同,齒輪組相機行事,從而得到高低不一的轉速,包括倒車檔的反向旋轉。
從那以后,自動變速器的構造原理并無大的改變,但材料技術的進步與潤滑油性能的提高,使這種變速器的速比更為豐富。ZF公司于1999年推出了首臺6個速比的變速器,與此同時,液壓控制技術的發(fā)展,還可使駕車者通過制動踏板直接改變車速。
美國在第二次世界大戰(zhàn)之前就生產過一種3個速比的自動變速器,只要把變速桿推至D的位置上,便可由油門踏板隨意地改變車速。傳統的離合器由一個渦輪轉換器所取代。每當制動踏板被踩下或抬起時,由一個液壓泵干預速度的變化。這套簡單的系統后來回增加了“Kickdown”,使性能更加完善。后來,又有人發(fā)明了渦流轉換器的鎖止機構,消除了加速時打滑的感覺,從而大大地降低了油耗。
轉輪式自動變速器存在一個缺點,即起步加速時令人有一種車輪打滑的感覺,于是駕車人會猛加油門,但車速又并不隨即增高。目前已有一些廠家,如日產和菲亞特,求助于電子裝置來設法消除這一缺點,日產Primera的6速變速器與菲亞特Punto的7速變速器便是這番努力的結果。駕車者根本無需扳動手柄,便可以輕松自如地改變車速。
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