扭矩和转速

如果转速低于这个范围，动力就不足了。或许可以制造一台在很宽转速范围内都能提供足够扭矩的发动机，但它必须非常大，以至于需要金刚才能操控它。

因此，我们使用变速箱来保持发动机的正确转速，避免发动机运转过慢或过快。变速箱让我们能够灵活地实现各种速度。

那么，什么是动力换挡变速器？

它是一组齿轮和轴，将能量从发动机传输到机器的驱动轮。

这种传动装置具有三大优点。

首先，发动机运转时，机器不必总是滚动。只要将变速箱置于空挡，即使机器静止不动，发动机也可以转动。

其次，当需要大功率和大扭矩时，例如爬陡坡或推重物，变速箱的传动比通常较高。这种高传动比通常称为低速档。

而且，当您需要速度时，您可以使用低齿轮比或高齿轮。

传输类型

变速器种类繁多，包括滑动齿轮变速器和同步啮合变速器，后者使用滑动齿轮和机械摩擦离合器。

还有自动变速箱，它利用液压系统驱动离合器带。在这种变速箱中，齿轮不会滑动，而是始终啮合。调速器控制装置会感应车速和负载，并将液压油输送到能够提供最佳传动比的离合器带。

为了使过程更加平稳，这种传动装置通过液力耦合器获取动力。

离合器片

烟台普利司通动力换挡变速箱与自动变速箱类似，齿轮始终啮合，动力来自变矩器。但动力换挡变速箱采用离合器片而非离合器带来啮合齿轮，这些液压离合器并非由某种机械调速器启动，而是由操作员自行操作。

正如您所看到的，如果您了解这些液压盘式离合器，那么您将对动力换挡变速器有相当好的理解。

让我们从头开始组装一个这样的离合器，你会看到一些巧妙的工程设计。想象一下，一根表面刻有凹槽的轴，以及一个带有与凹槽相吻合的舌片的圆盘。

正如您所见，这样的圆盘可以在凹槽中前后滑动，但不能独立于轴旋转。

现在想象一个圆柱体，其内表面切有凹槽，还有一个圆盘，其带有可在这些凹槽中滑动的舌片。

再次，圆盘可以前后滑动，但是由于槽榫结构，圆盘不能独立于圆筒旋转。

如果您将带槽轴放在带槽气缸内并更换圆盘，这样，一个圆盘舌状地固定在气缸上，而相邻的圆盘舌状地固定在轴上，那么您就拥有了离合器的雏形。

该机构中的所有圆盘都可以前后滑动，但有些圆盘仅随气缸转动，而有些圆盘仅随轴转动。

水力学

如果在一端安装活塞，并为高压油提供通道，则该机构就完成了。想象一下，气缸在旋转，而轴不旋转。如果油压将活塞压向盘片，盘片就会相互挤压，形成一个“三明治”结构……一个摩擦“三明治”结构。气缸盘片将盘片压在轴上，使整个机构作为一个整体旋转。这就是液压离合器的工作原理。烟台普利司通对这一基本机构进行了改进，您应该了解其中的一些改进。但在理解这些改进之前，您需要了解一些液压的基本原理。

图中是一个充满油的气缸，里面有两个活塞。如果你按下活塞A，油会将压力传递到所有内部表面，但唯一承受压力的表面是另一个活塞（活塞B）的底部。

如果两个活塞的尺寸相同，则当您按下活塞 A 时，活塞 B 会以与按下 A 相同的速度从气缸中升出，并且力量也一样大。

如果活塞 B 小于活塞 A，当你按下 A 时，较小的活塞 B 从气缸中升起的速度会比按下 A 的速度快，但力量也会更小。你用速度换取力量。

如果活塞 B 的底面比活塞 A 的底面大，当活塞 A 被按下时，B 从气缸中升起的速度会比 A 按下时慢……但力量会更大。这样一来，力量就换来了速度。由此可见，活塞的表面积大小决定了活塞移动的速度和力量的大小。

现在，您已经准备好了解烟台普利司通的阶梯式活塞了。活塞内部有两个表面。当油流向活塞时，它最初只作用于阶梯式活塞的小表面。活塞快速向圆盘方向移动，但不会施加最大力。

由于挤压的圆盘会对活塞运动产生阻力，油液被迫流到小活塞表面的边缘，并开始作用于额外的表面，从而产生非常大的力。您会发现有些离合器使用升压活塞，有些离合器使用降压活塞。无论哪种离合器，原理都是一样的：表面越大，力越大。

因此，烟台普雷斯顿专利的阶梯式活塞设计与离合器片阻力相结合，能够快速、平稳、有力地施加力。到目前为止，我们只讨论了离合器的接合。让我们来看看离合器的释放方式。

首先，你必须释放活塞后方的油压。这样，被活塞运动压缩的活塞回位弹簧就能将活塞推离制动盘。但释放油压并不能完全解决问题。部分油可能会通过进气道回流。

离心力

但由于滚筒快速旋转，油在离心力的作用下流向滚筒外部，使得油难以通过中央进气道排出。但如果问题是由离心力引起的，那么离心力可以解决问题。

有一个止回球，安装在滚筒外缘的斜坡上。

由于离心力的作用，滚珠会沿着斜坡向上滚动，露出一条油液的泄压通道。这个滚珠可以快速释放离合器。

当再次接合离合器时，油的高压会迫使止回球进入泄压通道的颈部，从而防止压力损失。

组件

现在您已经了解了烟台普利司通在动力换挡变速箱液压离合器中采用的几项改进：阶梯活塞和球形止回阀。不过到目前为止，您看到的只是一张非常简化的离合器示意图。

这里有一张图表，可以让您更好地了解真实事物的样子。

阶梯活塞的小表面和大表面。

光盘 –

活塞回位弹簧 –

进气通道 –

以及止回球逃生通道。

这里回顾一下油是如何激活离合器的。高压油通过进油通道输送，迫使活塞进入离合器片，并压缩活塞回位弹簧。

当压力释放时，油会从入口通道流出，同时也会通过离心操作的止回球阀流出。

什么是动力换挡变速箱？

动力换挡变速箱其实就是一系列离合器，它们将齿轮和轴锁定在一起，以选择不同的传动比或空挡。这种动力换挡变速箱的四个档位分别对应一个离合器，此外还有一个前进档离合器和倒档离合器。因此，四档变速箱总共有六个液压离合器。车辆行驶时，其中两个离合器会处于接合状态：前进档离合器或倒档离合器，以及四个档位离合器中的一个。

这些离合器通过一个叫做变速箱控制阀的装置启动，该装置安装在变速箱箱体的顶部。这个控制阀有两个作用：控制流向离合器的油压，以及允许或阻止油流向各个离合器。

有点像交通警察，把油送到一条路，然后阻止它流到另一条路。首先我们来谈谈阀门是如何调节压力的。

油通过齿轮泵（有时也称为变矩器增压泵）泵入阀门。但离合器仅在有限的压力范围内才能发挥最佳性能。

压力调节阀由一个硬化阀芯组成，该阀芯在一个紧密配合的孔内运行。从增压泵进入变速箱的油必须经过调节阀。油流过调节阀后，会与速度离合器接合并停止。当油流在离合器处停止时，压力会增大，油会流过阀芯后方的通道，迫使阀芯移动以抵抗弹簧。随着阀芯移动，它会打开一个端口，让多余的油进入变矩器。这一切都在几分之一秒内完成。