汽车结构原理 传动系 详解

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1、第一篇 传动系l传动系概述l离合器l变速器与分动器l万向传动装置l驱动桥第1章 传动系统概述 l传动系的功用和组成 l传动系的布置形式1.1汽车传动车传动 系的功用和组组成 一、功用 汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动轮。 按结构和传动介质分类,汽车传动系的形式有:机械式、液力机械式、静液式 、电力式等。 汽车传动系具有有以下几方面功能： 1、减速和变速 发动机转速高而相应的转矩小，汽车驱动轮无法直接与发动机相连接，而要 通过传动系统降低转速、增加转矩。传动比最小值应能保证汽车在良好路面上克 服滚动阻力与空气阻力以最高车速行驶。传动比最大值应能使汽车克服最大行驶 阻力(如上坡时)

2、，而且仍具有某一最低稳定车速。 2、实现汽车倒驶 汽车在某些情况下需倒车，因发动机不能倒转，这需要通过变速器的倒档实 现。3、必要时中断传动 起动发动机或汽车换档、制动时都要暂时中断动力的传递，此 功能由离合器实现；在汽车长时间停车，或汽车虽停车但发动机还 不熄火的情况下，都要求传动系较长时间保持中断，这个功能由变 速器的空档实现。 4、差速作用 汽车转弯时，两侧车轮通过的距离不相等，外侧车轮应比内侧 车轮转得快，是由差速器来实现的。 二、组成二、组成发动机前置后轮驱动汽车的传动系示意图 1、机械传动系主要由离合器1、变速器2、万向节3和传动轴6组成的万向传动装置、 主减速器4、差速器5和半轴

3、等组成 传动系各总成的功用 1、离合器 按照需要适时地切断或接合发动机与传动系之间的动力传递； 2、变速器 改变发动机输出转速的高低、转矩的大小及输出轴的旋转方向，也可以切 断发动机向驱动轮的动力传递； 3、万向传动装置 将变速器输出的动力传递给主减速器，并适应两者之间距离和轴线夹角的 变化； 4、主减速器 降低转速，增大扭矩，改娈动力的传递方向； 5、差速器 将主减速器传来的动力分配给左右两半轴，并允许左右两半轴以不同角速 度旋转，以满足左右两驱动轮在行驶过程中差速的需要； 6、半轴 将差速器传来的动力传给驱动轮，使驱动轮获得旋转的动力。 7、分动器 对于四轮驱动的汽车，在变速器与万向传动装

4、置之间还装有分动器，其作 用是将发动机的动力分配给前后桥。2、 液力机械传动系靠液体介质在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动 能的变化来传递动力。动液传动装置有液力偶合器和液力变矩器两 种。液力偶合器能传递转矩，但不能改变转矩大小。液力变矩器除 了具有液力偶合器的全部功能以外，还能实现无级变速。一般液力 变矩器还不能满足各种汽车行驶工况的要求，往往需要串联一个有 级式机械变速器，以扩大变矩范围，这样的传动称为液力机械传动 。传动系的布置形式主要决定于发动机的安装位置及汽车的驱动形式。 汽车的驱动形式用汽车车轮总数驱动车轮数来表示。驱动形式有 42、44、66、62、64等,其中44、66为

5、越野汽车。此外，汽 车的驱动形式也可以用车桥总数驱动桥数来表示。 布置形式分为: 1、发动机前置、前轮驱动(FF方式) 2、发动机前置、后轮驱动(FR方式) 3、发动机中置、后轮驱动(MR方式) 4、发动机后置、后轮驱动(RR方式) 5、越野汽车传动系布置形式(4WD方式)1.21.2、传动系的布置形式、传动系的布置形式 1.2.1 发动机前置、前轮驱动(FF方式)轿车传动系普遍采用发动机前置、前轮驱动的布置形式，这种布 置形式，除具有发动机散热条件好，操纵方便等优点外，还省去了很 长的传动轴。传动系结构紧凑，整车质心降低，汽车高速行驶稳定性 好。但前轮驱动的汽车，上坡时附着力减小，易打滑；下

6、坡制动时， 前轮载荷过重，高速行驶易发生翻车现象。这种布置形式在重心较低 的微型、普通型轿车上得到了广泛的运用1.2.2 发动机前置、后轮驱动(FR方式)这种布置形式易获得足够的驱动力。并且发动机散热条件好，操 纵机构简单，维修方便。1.2.3、发动机中置、后轮驱动(MR方式)便于对前后轮进行较为理想的重量分配。 1.2.4、发动机后置、后轮驱动(RR方式)某些大型客车采用发动机后置、后轮驱动的布置形式。发动机后 置，可大缩短传动轴的长度，传动系结构紧凑，质心有所降低，前轴 不易过载，后轮附着力大，并能更充分地利用车箱面积。但由于发动 机后置，其散热条件差。远距离操纵使操纵机构变得复杂，维修调

7、整 不便。除多用在大型客车上外，某些微型或轻型轿车也采用这种布置 形式。发动机也有横向布置和纵向布置之分。1.2.5、越野汽车传动系布置形式(4WD方式)为了充分利用所有车轮与地面之间的附着条件，以获得尽可能 大的牵引力，越野汽车采用全轮驱动。前桥既是转向桥，也是驱动 桥，所以前桥左右两根半轴均分为两段，并用万向节联接。思考题 1、汽车传动系的基本功用？ 2、传动系一般由哪些总成组成？ 3、汽车传动系有哪几种布置形式？各有什么特点？第2章 离合器l离合器的功用l摩擦离合器的结构和工作原理l摩擦式离合器的类型l离合器操纵机构2.1、离合器的功用及摩擦离合器的工作原理2.1.1 离合器的功用1、使

8、发动机与传动系逐渐接合,保证汽车平稳起步。 2、暂时切断发动机与传动系的联系，便于发动机的起动和变速 器的换档。 3、限制所传递的扭矩，防止传动系过载。2.1.2 摩擦离合器的结构和工作原理 1、摩擦式离合器的组成A、主动部分：包括飞轮4、离合器盖6和压盘5。B、从动部分：从动盘 3 C、压紧 装置：装在压盘 与离合器之间的压紧弹 簧16 D、操纵机构：踏板12、拉杆13、拉杆调节 叉14、分离拨叉11、分 离套筒、分离轴承9、分离杠杆7及复位弹簧10和15等组成2、摩擦式离合器的工作原理1.结合状态 1）分离轴承向后移，留出“自由间隙” 2）弹簧力使压盘将从动盘压紧在飞轮上，传递动力在离合器

9、接合时，分离轴承前端与分离杠杠内端之间有一定的轴向间隙 ，这一间隙称为自由间隙。 当从动盘摩擦衬片因磨损而变薄时，离合器压盘前移，分离杠杠内端将后移 。如果没有上述自由间隙，则分离杠杠内端将不能后移，相应地也就限制了 离合器压盘前移，从而不能有效地压紧从动盘摩擦衬片，造成离合器打滑， 传递转矩下降。2.分离过程 1）先消除自由间隙 2）克服弹簧力，将压盘后拉，从动盘逐渐离开飞轮，传递的动力逐 渐减小，最终切断。离合器踏板的有效行程离合器踏板的有效行程-由于从动盘有一定由于从动盘有一定 的弹性，飞轮、压盘和从动盘的接触面也会的弹性，飞轮、压盘和从动盘的接触面也会 有一定的翘曲变形，要使离合器彻底

10、分离，有一定的翘曲变形，要使离合器彻底分离， 必须使压盘向后移动充分的距离（必须使压盘向后移动充分的距离（1-3mm1-3mm） ，反映到踏板上就是离合器踏板的有效行，反映到踏板上就是离合器踏板的有效行 程。程。 离合器踏板的总行程离合器踏板的总行程-离合器踏板的有效行离合器踏板的有效行 程与自由行程之和。程与自由行程之和。3.结合过程缓慢抬起离合器踏板，传递的转矩逐渐增大，离合器从打滑到部分 打滑到完全结合。摩擦式离合器的类型l按从动盘的数目不同单片、双片和多片离合器；l按弹簧的类型和布置形式不同周向布置多个弹簧离合器、中央弹簧离合器，斜置弹簧离合器以及膜片弹簧离合器；l按操纵机构的不同机械

11、式、液压式、气压式和空气助力式。 2.22.2、摩擦离合器摩擦离合器2.2.1周布弹簧离合器 采用机械操纵机构的单片周布弹簧离合器 1.主动部分飞轮2、离合器盖19、压盘16、（四组共8片传动片33）2.从动部分从动盘（1个） 为了使汽车能平稳起步，离合器应能柔和接合，这就需要从动 盘在轴向具有一定弹性。为此，往往在动盘本体园周部分，沿径向和周向切 槽。再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形，两侧的两片摩擦片分别 与其对应的凸起部分相铆接，这样从动盘被压缩时，压紧力随翘曲的扇形部 分被压平而逐渐增大，从而达到接合柔和的效果。离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了从动盘两 侧的摩擦片

12、，带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。 从动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为 有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动系中 的扭转振动会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动，夹在它们之 间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来。3.压紧机构16个沿圆周分布的螺旋弹簧31 4.分离机构4个分离杠杆25、分离轴承26、回位弹簧27、分离套筒28、分 离叉30（注意：自由间隙） 5.机械式操纵机构分离杠杆：浮动销支承离合器操纵机构运动干涉问题在周布弹簧离合器中的分离杠杆与压盘连接处 ，压盘要前后作直线运动；分离

13、杠杆外端要围绕支点作圆弧运动，这样就会发 生运动干涉。为解决这一问题，把分离杠杆支点作成浮动式的。分离杠杆的孔 做的比连接销轴大一些，在销轴一侧铣出平面，并在此平面与孔之间放一滚柱 ，使分离杠杆可相对支点沿离合器径向作少量移动，从而避免了运动干涉。膜 片弹簧与压盘之间能相对滑动，自然就可以消除上面这种分离机构的干涉问题 。 1）结构2 2、膜片弹簧离合器、膜片弹簧离合器2.2.2膜片弹簧离合器 1、膜片弹簧离合器的构造主要由离合器盖、分离弹簧（分离杠杆）和离合器压盘组 成。压紧、分离机构由膜片弹簧（压紧作用及分离杠杆作用）、枢轴环、压力板、金属 带、收缩弹簧等组成。膜片弹簧为碟形，其上开有若干

14、个径向开口，形成若干个弹性杠杠 。弹簧中部有钢丝支承圈，用铆钉将其安装在离合器盖上。在离合器 盖未固定到飞轮上时，膜片弹簧处于自由状态，离合器盖与飞轮接合 面间有一距离L。 用螺栓将离合器盖固定到飞轮上时，离合器盖通过 后钢丝支承圈把膜片弹簧中部向前移动了一段距离。由于膜片弹簧外 端位置没有变化，所以膜片弹簧被压缩变形。膜片弹簧外缘通过压盘 把从动盘压靠在飞轮后端面上，这时离合器为接合状态。在分离离合 器时，分离轴承前移，膜片弹簧将以前钢丝支承圈为支点，其外缘向 后移动，在分离钩的作用下，压盘离开从动盘后移，离合器就变为分 离状态了。2、膜片弹簧离合器的工作原理前后钢丝前后钢丝 支撑环支撑环分

15、离钩分离钩3、膜片弹簧的弹性特性及其特点膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的双重作用，使得离合 器的结构大为简化，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。膜片弹簧与压 盘整个圆周方向接触，压紧力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。 膜片弹簧由制造保证其内端处于同一平面，不存在分离杠杆工作高度的 调整。在离合器分离的接合过程中，膜片弹簧与分离钩及支承环之间为 接触传力，不存在分离杠杆的运动干涉。膜片弹簧具有非线性的弹性特 征，能随摩擦片的磨损自动调节压紧力，传动可靠，不易打滑，且离合 器分离时操纵轻便。膜片弹簧中心位于旋转轴线上压紧力几乎不受离心 力的影响。膜片弹簧的制造工艺复杂,对材质和尺寸精度要求高,近

16、年来 不仅在轿车上被大量采用,在轻、中、重型货车及客车上广泛使用。离合器操纵机构是驾驶员借以使离合器分离，而后又使之柔和接合的一套 机构。 按照分离离合器时所需的操纵能源不同，离合器操纵机构分为人力式和助 力式两类。 人力式操纵机构按所用传动装置的形式不同，分为机械式和液压式两类。 对操纵机构的要求 1)踏板力要小，轿车一般在80150N范围内，货车不大于150200N。 2)踏板行程对轿车一般在80150mm范围内，对货车最大不超过180mm。 3)踏板行程应能调整，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可以复原 。 4)应有对踏板行程进行限位的装置，以防止操纵机构因受力过大而损坏。 5)应具有足够的刚度。 6)传动效率要高。7)发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。2.32.3、离合器操纵机构、离合器操纵机构2.3.1 机械式离合器操纵机构机械式操纵机构有杆系和绳索两种形式。杆系传动机构结构简单、工作可靠，广泛应用于各种汽车中。但其质量大，机械效率低，车架和驾 驶室的变形会影响其正常工作，在远距离操