汽車升檔後,發動機轉速通過什麼原理降下來的?

注意,我知道變速器的齒輪比和換檔過程的大概原理,我想問的是發動機的轉速是怎麼下來的? 是換檔後,發動機自動由下一個檔位的齒輪比換算主動調整的還是由離合片「拖下來的」?

難道是我描述問題不清嗎?抱歉。 我的意思是我知道升檔後發動機在當前車速下由於齒輪比的變化」不需要「這麼高的轉速了,假定發動機當前轉速為v1, 升檔後的所需轉速為v2,顯然v2&sleepy Lin同學答案的後面部分倒是有講由於摩擦力的原理同步速度,其餘同學貌似都在講齒輪比。


題主都這麼說 就不科普變速器原理了
……
基本答案如前面兩位的合體。

以手動擋為例,踩離合的瞬間,發動機和變速器斷開連接,因為中斷輸出,對發動機而言相當於失去了負載,如果還踩油門,轉速是轟的一聲往上飆的吧(有些霸佔在路中間又S型曲線風騷遊走的電動車喜歡無視鳴笛的時候,有時會這樣做…當然大家不要學我,對方可能會被嚇到摔倒不是鬧著玩的),當然換擋的時候我們通常不會踩油門。
對於自然吸氣的汽油機而言,缸內的實際循環過程進氣是靠缸內真空度,即負壓來完成進氣的(環境大氣壓大於缸內氣壓),進氣的過程中進氣道、節氣門存在著流動阻力損失,當然最主要的還是節氣門。

因為節氣門長這樣,它和很多普通的閥門一樣是一個圓形的片,開度實際上就是控制圓片的轉角,節氣門全開時,整個圓片垂直於我們現在看這照片的視角,只把圓片的厚度露在進氣路徑上,節氣門關的越多,最極限就是圖片中的全閉狀態即平行我們這個視角,氣體要進去受到的阻礙面積就越大,流動損失就越大,但此時因為氣體進不去,缸內新鮮空氣少燃燒不劇烈輸出功變少,轉速就掉下來了。以上是在踩離合未換擋的過程中發生的,缸內真空度當然作用於真空助力泵,輔助剎車,沒真空度的作用剎車非常硬連踩五十下鍛煉效果簡直棒極了(新車裝車第一次加制動油如果沒有設備的話呵呵呵)這沒有錯,但換擋不踩剎車,主要還是燃燒變緩。

因為節氣門長這樣,它和很多普通的閥門一樣是一個圓形的片,開度實際上就是控制圓片的轉角,節氣門全開時,整個圓片垂直於我們現在看這照片的視角,只把圓片的厚度露在進氣路徑上,節氣門關的越多,最極限就是圖片中的全閉狀態即平行我們這個視角,氣體要進去受到的阻礙面積就越大,流動損失就越大,但此時因為氣體進不去,缸內新鮮空氣少燃燒不劇烈輸出功變少,轉速就掉下來了。以上是在踩離合未換擋的過程中發生的,缸內真空度當然作用於真空助力泵,輔助剎車,沒真空度的作用剎車非常硬連踩五十下鍛煉效果簡直棒極了(新車裝車第一次加制動油如果沒有設備的話呵呵呵)這沒有錯,但換擋不踩剎車,主要還是燃燒變緩。

換擋的過程中,離合未結合(當然為了平穩換擋,這兩個動作連貫起來有時又幾乎是一起完成的),發動機還是前面的狀態,正式換入檔位以後,直至正式接合動力的過程,相當於給發動機加上了負載,不給油門的話,也是直接往下掉然後駕考就掛了的吧……
當然……我們這裡會給油門,所以接下來的事情,主要就是(這也是造成這個現象的主要原因) @Jeff YU提到的速比降低造成的緣故,說的白一點,換擋前是發動機拖著汽車在走,但換擋過後車速總體很難發生太多變化,這受限於慣性,要拖住它只能靠制動,可是速比變化了,變速器同樣的轉速對應的發動機轉速不需要那麼高,所以變速器硬生生把發動機轉速拖了下來,直到變速器、發動機的轉速滿足這個速比關係為止。

而在這個調整的過程中,同步器將不同轉速的齒輪(變換速比)平穩的接合在一起,離合器將發動機和變速器的動力接合在一起,兩者都通過摩擦將兩個事物不同的轉速調整至相同。

所以題主的問題應該是這麼說的,是換擋時齒輪調節速比的原因將發動機轉速拖了下來,但具體實現這個作用的是離合器和同步器。


不妖自來的

看了補充說明,先寫結論:
1、你一松油門轉速就會下降,想必你換擋的時候一般會松油門的(教練的大吼猶在耳邊233333)
2、變速器由於換擋需要的發動機轉速下降,因此反拖發動機造成發動機降速,主要是通過離合器
摩擦實現的

主要是發動機和變速器的轉速要匹配,也就是離合器裡面的壓盤和從動片速度要匹配


升檔之後由於傳動比減小,因此在車輪速度相同的情況下需要的發動機轉速更低

後面簡單說一下


(1)換擋過程首先踩下離合器踏板也就是切斷離合器,分開壓盤與摩擦片

如圖


壓盤(黃)、離合器蓋(綠)與飛輪固定,由發動機驅動為主動部分而摩擦片(紅)與變速器連接併到車輪為從動部分

(2)然後換個更高的檔位

如圖


綠紅藍三部分與之前的離合器摩擦片固定在一起,常嚙合一直轉 代表發動機轉速


而後面的黃色軸部分則通過傳動軸與車輪相連 代表車速

拉換擋手柄時會把套筒從低擋齒輪組(右)掛到高擋齒輪組(左)


而此時高擋齒輪組(左藍)比低擋齒輪組(右藍)和輸出軸(黃)轉速快


因此變速器輸入軸轉速會下降(中間同步器的作用略去不講,有興趣的看鏈接變速箱同步器_百度百科)

這裡加一個栗子


比如你換擋前發動機2000r/min,低擋齒輪比是5.0,高擋齒輪比是4.0

此時圖中輸入軸紅色軸的轉速應該也是2000轉

而左右兩個齒輪的轉速應該分別是高擋位2000/4=500轉和低擋位2000/5=400轉

由於目前掛的是1擋,也就是說輸出軸黃色軸的轉速應該和右側低擋齒輪一致也就是500轉

而同步器掛入左側齒輪時會導致輸出軸(400轉)與齒輪轉速(500轉)不一致

由於輸出軸連接車輪阻力更大,因此會導致齒輪(500==&>400)和其連接的發動機轉速(2000==&>1600)下降

(3)如圖

(1)的過程倒過來,壓盤與摩擦片接合,不過由於短時間內發動機(飛輪、離合器壓盤)轉速可認為沒變而摩擦片(變速器輸入軸)的轉速在過程(2)中已經下降,因此接合時會使發動機轉速下降


其實你可以再換擋的時候仔細看發動機轉速表,在你踩離合松油門的過程中發動機轉速已經下降了,這是因為節氣門鬆開導致的進氣量減少,轉速下降。


頭一次這麼費勁寫答案


圖片的問題侵刪


機械類本科知識,受邀科普吧。

發動機轉速 / 總速比 = 輸出軸轉速

輸出軸轉速 * 輪胎半徑 = 輪胎線速度,也就是正比於車速。

升擋時車速變化很小,輸出軸轉速變化也很小,速比變小,發動機轉速當然變小了。

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問題描述改了……題主你之前確實描述不清啊……


進一步說明原因么,一句話,就是離合器接合,要求發動機轉速與變速箱輸入軸轉速必須同步,離合器的摩擦力把發動機轉速拉下來了至於為啥不是車速上升,那是因為:

1. 發動機無法提供短短零點幾秒換擋時間內車速上升所需要的巨大扭矩。
2. 相對於整車質量(或者更嚴格地說:車輛運行阻力)來說,發動機轉動慣量(即旋轉件的慣性,可以表徵改變轉速的難度)太小了

剛想了一下,其實再進一步解釋可以用到很多汽車理論的知識,如果周末有時間的話來補充補充。真要去算算還蠻有趣的,我們可以腦洞大開地算算,如果發動機轉速不變,車速上升,將會出現一個多麼變態的發動機,和多麼奇葩的換擋。


文科車盲來回答。不要糾結,首先請問,在固定的車速下,每個檔位所對應的發動機轉速是不是確定的?沒錯,因為每個檔位齒輪的齒比是確定的,越高檔轉速越低。再問,你換(加)擋前後半秒到一秒的時間內的車速是不是基本不變的?是,沒變,好,根據前問的結論,發動機轉速就降下來了。可否明白?與離合有何干係?離合它只是一個決定動力傳導中斷與結合的裝置而已。你度娘一個手動變速箱的透視圖就馬上明白了。
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好吧,我承認我只看題目和第一段,原來不是「為什麼」而是「怎麼」,被體育老師改行的語文老師害慘了題主。怎麼降下來的?同步器的功勞。踩下離合器的瞬間,同步器開始幹活。沒有同步器的變速箱是換不了檔的,那以前的車沒有它怎麼辦?對,主動同步=兩腳離合,降檔還要轟空油門。一些大車的駕駛員直到現在還愛這麼干,所以你在聽到那銷魂的轟油聲後會聽到咔啦的換擋聲,好有機械質感。(^_^)


這個問題利用常識就能解答了吧(不用很多的發動機原理)。

證明:

齒輪完全咬合後,在一個固定的發動機轉速下,不同檔位對應的速度是一定的。

不失一般性,我們假設,2000轉,一檔的速度是20,二檔的速度是30.

換擋後,如果轉速不變,速度就會瞬間從20提高到30,這就要求汽車的加速度逼近與無窮大,顯然是不可能的。證畢。


最簡單的直觀的告訴你 其實就是一句話 換擋過程中輪速幾乎沒變吧?然後用齒輪比推 很簡單 可以理解成是你說的離合器片帶下來的 另外在分離狀態下 不給油節氣門關閉時 自然轉速要降到怠速


你不踩油門,發動機功率下降,活塞往複運動消耗機械能,再加上摩擦,怎麼樣都會拖下來
不過對於汽油機來說,最主要的還是不踩油門的時候節氣門關小,這時候進氣管道內負壓,進氣阻力很大


變速器一般有條輸入軸和輸出軸
當然還會有中間軸
一般1、2檔的輸入軸齒比會比輸出軸大
用小的齒輪帶動大的齒輪
達到減速增扭的目的
檔位越高輸入軸的齒輪越大
輸出軸齒輪越小
然後還有個直接檔.一般是3檔或者4檔
輸入軸齒輪和輸出軸齒輪差不多大小

最後還有一個超速檔.一般是五六檔.當然了現在還有七八檔的也算是超速檔

此時輸入軸齒輪變大,輸出軸齒輪變小.
用大齒輪帶動小齒輪達到變速目的


上面答案都沒仔細審題啊,題主是想問轉速是「主動調整的還是由離合片「拖下來的」」。
對於換擋速度很快的自動變速箱,例如雙離合自動變速箱,其實我也挺困惑這個問題的。
首先,根據題主的知識,我覺得這個問題主要是關於自動變速箱的情況,手動檔情況比較簡單,取決於駕駛員的意圖,只是有些ECU會在發動機高負載全收油門的時候以緩慢的速度降低轉速,據說是和排放有關,這個可以另開一題討論了。

我覺得大部分時候升檔的時候轉速下降是兩個方面同時作用的結果,也就是主動調整加變速箱阻力,因為換擋瞬間儘管你沒松油門,但ECU也會斷油,所以轉速本身也會下降,只是換檔速度比較快,變速箱的阻力加快了轉速下降的過程,但ECU斷油也算主動調整了吧,但應該不會很精確的調整到一個特定轉速來匹配下一檔,因為整個過程是變速箱控制,情況都是可以遇見的,事先調整好離合器結合速度就可以避免頓挫了。但是對於換擋速度很快的自動變速箱,這個也是我覺得困惑的地方,由於換檔速度很快,要等到發動機轉速自然下降到下一檔的轉速時間肯定是不夠的,所以我猜想變速箱會對離合器結合速度做很精確的控制,控制半離合的時間和強度,減少換檔衝擊。DSG變速箱低速頓挫大概就是因為低檔位間轉速差大,但換檔時間又短,斷油後轉速還沒來得及下降,變速箱拖低發動機轉速的幅度太大造成的。現在的自動變速箱換擋邏輯都很複雜,根據油門深淺和變化幅度,會有不同的換檔速度。倒是降檔的時候,設計得好的變速箱會自動補油升高轉速來配合變速箱,避免頓挫感。貌似偏題到頓挫感的討論了,不過頓挫感的來源也就是檔位間的轉速差嘛,所以也不算太偏。

PS:回答問題一定要加圖片才有人看么?


舉個最簡單的栗子吧
假設傳動系統一檔二檔總傳動比分別是10和5,假設現在是一檔,發動機轉速為2000,那輪子轉速就是200,這時換到2檔,輪子轉速不變,那發動機轉速就是1000了。
數字隨便取了,只是栗子。


分幾種情況:
一、優秀的駕駛員。通過控制油門把發動機轉速控制在合適的轉速,再接合離合器,誰也不拖誰,平穩換檔,乘客感覺不到司機在換檔。
二、普通駕駛員。發動機轉速控制的不夠準確,接合離合器的時候,發動機轉速不是被推高就是被拉低,換檔產生頓挫。
三、新手駕駛員。發動機轉速出入巨大,接合離合器的時候,產生劇烈頓挫,嚴重時可能車子往前竄,也可能熄火。

  當駕駛員還達不到優秀的水平時,可以通過緩抬離合的做法,減少頓挫,但要犧牲一點離合器壽命。


通俗的講,變速自行車變高檔後你轉圈的速度是不是變慢了。同理


自行腦補變速自行車升檔後的感受。


P=FV。


普通的應該就是同步器和離合器拖下來的,比較先進的可以改變發動機點火提前角來主動降低發動機轉速來減少換擋衝擊,之所以改變點火提前角不是改變節氣門開度,是因為改變提前角能很快地影響到轉速,而改變節氣門開度起效太慢,等效果出來估計檔早換完了


就和騎自行車一樣。自行車越快,你踩的越不費勁。 但是你自行車換成踩的特別累的檔位你就會發現,雖然速度慢,但是特別有力量。


油門鬆開後,節氣門開度最小,發動機進入制動狀態


高中知識吧 …… 角速度 線速度 ……

高一的知識


你騎騎自行車就知道了,功率一定,速度越快,牽引力越小,同時又有什麼力矩blabla的


都回答太複雜了,要點是汽車變速改變齒輪傳動比。一個18齒齒輪帶180齒的齒輪,輸出速度不變的情況下,如100轉每分鐘,輸入端要1000轉每分鐘,而如果瞬間變成24齒帶120齒,那輸入端的發動機就變成500轉每分鐘了。


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