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發(fā)動(dòng)機、變速箱基本工作原理
一、基本理論
汽油發(fā)動(dòng)機將汽油的能量轉化為動(dòng)能來(lái)驅動(dòng)汽車(chē)，最簡(jiǎn)單的辦法是通過(guò)在發(fā)動(dòng)機
內部燃燒汽油來(lái)獲得動(dòng)能。因此，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機是內燃機----燃燒在發(fā)動(dòng)機內部發(fā)生。
有兩點(diǎn)需注意：
1． 內燃機也有其他種類(lèi)，比如柴油機，燃氣輪機，各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
2． 同樣也有外燃機。在早期的火車(chē)和輪船上用的蒸汽機就是典型的外燃機。燃料
（煤、木頭、油）在發(fā)動(dòng)機外部燃燒產(chǎn)生蒸氣，然后蒸氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機內部來(lái)產(chǎn)生動(dòng)
力。內燃機的效率比外燃機高不少，也比相同動(dòng)力的外燃機小很多。所以，現代汽車(chē)不用蒸汽機。
相比之下，內燃機比外燃機的效率高，比燃氣輪機的價(jià)格便宜，比電動(dòng)汽車(chē)容易添加燃料。這些優(yōu)點(diǎn)使得大部分現代汽車(chē)都使用往復式的內燃機。
二、燃燒是關(guān)鍵
汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機一般都采用4沖程。（馬自達的轉子發(fā)動(dòng)機在此不討論，汽車(chē)畫(huà)報曾做過(guò)介紹）
4沖程分別是：進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個(gè)過(guò)程，發(fā)動(dòng)機完成一個(gè)周期(2圈)。
理解4沖程
活塞，它由一個(gè)活塞桿和曲軸相聯(lián)，過(guò)程如下
1．活塞在頂部開(kāi)始，進(jìn)氣閥打開(kāi)，活塞往下運動(dòng)，吸入油氣混合氣
2．活塞往頂部運動(dòng)來(lái)壓縮油氣混合氣，使得爆炸更有威力。
3．當活塞到達頂部時(shí)，火花塞放出火花來(lái)點(diǎn)燃油氣混合氣，爆炸使得活塞再次向下運動(dòng)。
4．活塞到達底部，排氣閥打開(kāi)，活塞往上運動(dòng)，尾氣從汽缸由排氣管排出。
注意：內燃機最終產(chǎn)生的運動(dòng)是轉動(dòng)的，活塞的直線(xiàn)往復運動(dòng)最終由曲軸轉化為轉動(dòng)，這樣才能驅動(dòng)汽車(chē)輪胎。
三、汽缸數
發(fā)動(dòng)機的核心部件是汽缸，活塞在汽缸內進(jìn)行往復運動(dòng)，上面所描述的是單汽缸的運動(dòng)過(guò)程，而實(shí)際應用中的發(fā)動(dòng)機都是有多個(gè)汽缸的（4缸、6缸、8缸比較常見(jiàn)）。我們通常通過(guò)汽缸的排列方式對發(fā)動(dòng)機分類(lèi)：直列、V或水平對置（當然現在還有大眾集團的W型，實(shí)際上是兩個(gè)V組成）。見(jiàn)下圖
水平對置4缸
不同的排列方式使得發(fā)動(dòng)機在順滑性、制造費用和外型上有著(zhù)各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，配備在相應的汽車(chē)上。
四、排量
混合氣的壓縮和燃燒在燃燒室里進(jìn)行，活塞往復運動(dòng)，你可以看到燃燒室容積的變化，最大值和最小值的差值就是排量，用升（L）或毫升（CC）來(lái)度量。汽車(chē)的排量一般在1.5L~4.0L之間。每缸排量0.5L，4缸的排量為2.0L，如果V型排列的6汽缸，那就是V6 3.0升。一般來(lái)說(shuō)，排量表示發(fā)動(dòng)機動(dòng)力的大小。
所以增加汽缸數量或增加每個(gè)汽缸燃燒室的容積可以獲得更多的動(dòng)力。
五、發(fā)動(dòng)機的其他部分
凸輪軸 控制進(jìn)氣閥和排氣閥的開(kāi)閉
火花塞 火花塞放出火花點(diǎn)燃油氣混合氣，使得爆炸發(fā)生?；鸹ū仨氃谶m當的時(shí)候放出。
閥門(mén) 進(jìn)氣、出氣閥分別在適當的時(shí)候打開(kāi)來(lái)吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和
燃燒時(shí)，這兩個(gè)閥都是關(guān)閉的，來(lái)保證燃燒室的密封。
活塞環(huán) 在氣缸壁和活塞中提出密封：
1．防止在壓縮和燃燒時(shí)油氣混合氣和尾氣泄漏進(jìn)潤滑油箱。
2．防止潤滑油進(jìn)入汽缸內燃燒。
大多“燒機油”的汽車(chē)就是因為發(fā)動(dòng)機太舊：活塞環(huán)不再密封引起的（尾氣管冒
青煙）
活塞桿 連接活塞環(huán)和曲軸，使得活塞和曲軸維持各自的運動(dòng)。
潤滑油槽 包圍著(zhù)曲軸，里面有相當數量的油.
動(dòng)變速箱的基本工作原理
一、變速箱的作用
發(fā)動(dòng)機的物理特性決定了變速箱的存在。首先，任何發(fā)動(dòng)機都有其峰值轉速；其次，發(fā)動(dòng)機最大功率及最大扭矩在一定的轉速區出現。比如，發(fā)動(dòng)機最大功率出現在5500轉。變速箱可以在汽車(chē)行駛過(guò)程中在發(fā)動(dòng)機和車(chē)輪之間產(chǎn)生不同的變速比，換檔可以使得發(fā)動(dòng)機工作在其最佳的動(dòng)力性能狀態(tài)下。理想情況下，變速箱應具有靈活的變速比。無(wú)級變速箱（CVT）就具有這種特性，可以較好的發(fā)揮發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性能。
二、CVT
無(wú)級變速箱有著(zhù)連續的變速比。其一直因為價(jià)格、尺寸及可靠性的關(guān)系而沒(méi)有大量裝備汽車(chē)?，F在，改進(jìn)的設計使得CVT的使用已比較普遍。
國產(chǎn)AUDI 2.8 CVT
變速箱通過(guò)離合器與發(fā)動(dòng)機相連，這樣，變速箱的輸入軸就可以和發(fā)動(dòng)機達到同步轉速
奔馳C級Sport Coupe 6速手動(dòng)變速箱
一個(gè)5檔的變速箱提供5種不同的變速比，在輸入軸和輸出軸間產(chǎn)生轉速差。見(jiàn)下表：
三、簡(jiǎn)單的變速箱模型
為了更好的理解變速箱的工作原理，下面讓我們先來(lái)看一個(gè)2檔變速箱的簡(jiǎn)單模型，看看各部分之間是如何配合的：
•輸入軸（綠色）通過(guò)離合器和發(fā)動(dòng)機相連，軸和上面的齒輪是一個(gè)部件。
•軸和齒輪（紅色）叫做中間軸。它們一起旋轉。軸（綠色）旋轉通過(guò)嚙合的齒輪帶動(dòng)中間軸的旋轉，這時(shí)，中間軸就可以傳輸發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力了。
•軸（黃色）是一個(gè)花鍵軸，直接和驅動(dòng)軸相連，通過(guò)差速器來(lái)驅動(dòng)汽車(chē)。車(chē)輪轉動(dòng)會(huì )帶著(zhù)花鍵軸一起轉動(dòng)。
•齒輪（藍色）在花鍵軸上自由轉動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機停止，但車(chē)輛仍在運動(dòng)中時(shí)，齒輪（藍色）和中間軸都在靜止狀態(tài)，而花鍵軸依然隨車(chē)輪轉動(dòng)。
•齒輪（藍色）和花鍵軸是由套筒來(lái)連接的，套筒可以隨著(zhù)花鍵軸轉動(dòng)，同時(shí)也可以在花鍵軸上左右自由滑動(dòng)來(lái)嚙合齒輪（藍色）。
1檔
掛進(jìn)1檔時(shí)，套筒就和右邊的齒輪（藍色）嚙合。見(jiàn)下圖：
如圖所示，輸入軸（綠色）帶動(dòng)中間軸，中間軸帶動(dòng)右邊的齒輪（藍色），齒輪通過(guò)套筒和花鍵軸相連，傳遞能量至驅動(dòng)軸上。在這同時(shí)，左邊的齒輪（藍色）也在旋轉，但由于沒(méi)有和套筒嚙合，所以它不對花鍵軸產(chǎn)生影響。
當套筒在兩個(gè)齒輪中間時(shí)（第一張圖所示），變速箱在空擋位置。兩個(gè)齒輪都在花鍵軸上自由轉動(dòng)，速度是由中間軸上的齒輪和齒輪（藍色）間的變速比決定的。
四、真正的變速箱
如今，5檔手動(dòng)變速箱應用已經(jīng)很普遍了，以下是其模型。
換檔桿通過(guò)三個(gè)連桿連接著(zhù)三個(gè)換檔叉，見(jiàn)下圖
在換擋桿的中間有個(gè)旋轉點(diǎn)，當你撥入1檔時(shí)，實(shí)際上是將連桿和換檔叉往反方向推。
你左右移動(dòng)換檔桿時(shí)，實(shí)際上是在選擇不同的換檔叉（不同的套筒）；前后移動(dòng)時(shí)則是選擇不同的齒輪（藍色）
倒檔 通過(guò)一個(gè)中間齒輪（紫色）來(lái)實(shí)現。如圖所示，齒輪（藍色）始終朝其他齒輪（藍色）相反的方向轉動(dòng)。因此，在汽車(chē)前進(jìn)的過(guò)程中，是不可能掛進(jìn)倒檔的，套筒上的齒和齒輪（藍色）不能?chē)Ш?，但是?huì )產(chǎn)生很大的噪音。
同步裝置
同步是使得套筒上的齒和齒輪（藍色）嚙合之前產(chǎn)生一個(gè)摩擦接觸，見(jiàn)下圖
齒輪（藍色）上的錐形凸出剛好卡進(jìn)套筒的錐形缺口，兩者之間的摩擦力使得套筒和齒輪（藍色）同步，套筒的外部滑動(dòng)，和齒輪嚙合。
汽車(chē)廠(chǎng)商制造變速箱時(shí)有各自的實(shí)現方式，這里介紹的是一個(gè)基本的概念！
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