汽车构造_第十章汽车传动系统

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1、第10章 汽车传动系统,主要内容,10.1.1 汽车传动系统功用,为了保证汽车在复杂工况下正常行驶，并具有良好的动力性和经济性，传动系必须具备以下功能：,1.减速增矩（主减速器）发动机产生的扭矩作用在驱动轮上，使得驱动轮给地面一个作用力，同时，地面给驱动轮一个相反的作用力，此作用力就是驱动力，当驱动力大于汽车所受到的全部阻力时，汽车才能正常行驶。如果把发动机产生的最大扭矩直接加在驱动轮上，汽车所获得的驱动力不足以克服其所受的阻力，汽车不能正常行驶，而发动机的转速也过高而不能直接加在车轮上，因此，在发动机与驱动轮之间必须配置传动系统，使得驱动轮相对于发动机而言，扭矩增大，转速降低。,10.1 概

2、 述,当汽车在不同使用条件下行驶时，所需的驱动力和速度也在不断变化，而对于活塞式内燃机而言，只在很窄的转速范围内才能获得较低的燃油消耗率，所以在传动系统中安装了变速器。变速器使得传动系统传动比在最大值和最小值之间变化，这样可以保证发动机在有利转速范围内工作，而汽车牵引力和速度又在足够大范围内变化。,2.实现汽车变速（变速器）,3.实现倒车（变速器倒档）有些情况下需要汽车倒向行驶，因为发动机曲轴的旋转方向是不可能改变的，所以传动系中还需要有使汽车倒向行驶的装置，变速器中的倒挡就是为实现这一作用而设计的。,4.必要时中断动力传递（离合器、变速器空挡）保证发动机顺利起动，并维持最低转速；保证换档顺利

3、；保证制动不熄火；保证临时停车而发动机怠速运转；维修调整要求。,5.使两侧车轮具有差速的作用（差速器）当汽车转弯行驶或左右两侧车轮所受到的阻力不同时，左右车轮在同一时间内滚过的距离不同，如果两侧驱动轮仅用一根刚性轴连接，则两者角速度必然相同，因而在汽车转弯时，必然产生车轮相对于地面滑动的现象。驱动桥内的差速器就是为消除这一现象而设计的，它使左右两驱动轮可以以不同的角速度旋转。,10.1.2 汽车传动系统的类型,1.机械式传动系统发动机纵向 安置在汽车前部， 并且以后轮为驱 动轮。发动机发 出的动力依次经 过离合器、变速 器、万向传动装 置（由万向节和 传动轴组成）及 驱动桥的各组成 部件，最后

4、传到 驱动轮。,2.液力机械式传动系,液力机械式传动系：组合运用液力传动和机械传动方式。 此处液力传动指动液传动，以液体为介质，利用液体在主、从动元件之间循环流动的动能变化来传递动力。液力耦合器只传递转矩，不改变转矩大小(离合器)液力变矩器不仅具有液力耦合器全部功能，还能实现无级变速，应用范围广。 液力机械变速器液力变矩器+有级机械变速器； （由于液力变矩器转矩变化范围小，不能满足汽车实际工况要求） 优点：液力机械式传动系统能根据道路阻力的变化，自动在一定车速范围内实现无级变速，其中有级机械变速器还可以实现自动或半自动操纵，因而使得驾驶员操作大为简化。 缺点：结构复杂，成本高，机械效率低。,4

5、.电力式传动系统,优点：由于电动机本身可以实现无级变速，传动系没有变速器和离合器，结构简化，驱动平稳，加速性好。 缺点：质量大，效率低，消耗有色金属铜较多。,工作原理：发动机发电机电动机,10.1.3 常见机械式传动系统的布置形式,（a）发动机前置后驱动-FR方式 （b）发动机前置前驱动-FF方式 （c）发动机中置后驱动-MR方式 （d）发动机后置后驱动-RR方式 （e）全轮驱动-nWD方式,1.发动机前置后轮驱动(FR)42型典型部置方案,优点：前后桥轴荷分配较理想，上坡时地面附着力利用好； 缺点：需很长传动轴，增加车重，影响传动效率。 如：解放CA1091，东风EQ1090E，BJ1041

6、等。,2.发动机前置前轮驱动(F.F)现代轿车典型布置方案,优点：省去了传动轴，结构紧凑，重心降低，车身地板不受传动轴影响，有利于操纵稳定性； 缺点：前桥结构复杂，上坡驱动力减小。,3.发动机中置后轮驱动(MR)赛车、大客车布置方案,优点：整车轴荷分配理想； 缺点：发动机布置与车箱容积利用率相矛盾，操纵及散热等性能介于FF与RR方案之间。,4.发动机后置后驱动(R.R)现代大客车典型布置方案,优点：便于整车总布置，轴荷分配合理，车厢地板不受传动影响，有利于降低地板高度和整车重心，有利视野和车头造型，车内空间利用率高，车内噪音低，便于前门上下客，上坡驱动力不受影响； 缺点：操纵机构复杂，发动机散

7、热差。,1-发动机 2-离合器 3-变速器 4-角传动器 5-万向传动机构 6-驱动桥,5.全轮驱动(nWD)越野车、高级轿车（44或66）,优点：驱动力上升，可充分利用地面的附着力，以获得尽可能大的牵引力，广泛应用于越野车； 缺点：结构复杂，需另设分动箱，自重、成本及油耗均较高。,1.离合器的功用 1）保证汽车平稳起步； 2）保证传动系换档时工作平顺； 3）防止传动系过载；,10.2 离合器,10.2.1 离合器的功用、基本组成与类型,2.离合器的基本组成 功用 1）主动部分（发动机飞轮） 动力输入 2）从动部分（从动盘） 动力输出 3）压紧元件（弹簧） 保证离合器常结合 4）操纵机构（踏板

8、、分离机构） 分离离合器,3.离合器的类型摩擦式离合器液力式偶合器电磁式离合器,10.2.2 摩擦离合器,1.周置螺旋弹簧离合器 1）结构,离合器的主动部分包括飞轮3、压盘7、离合器盖6、传动片15、离合器盖连接螺栓5和定位销等。,从动盘本体、从动盘毂和减振器端盖都开有6个矩形窗口，每个窗口中沿圆周方向安装有减振器弹 簧，从动盘本体和减振器端盖的窗口开有翻边，使弹簧不致脱出，这样的设计可以实现从从动盘摩擦片向从动盘毂传矩过程中两者之间的弹性连接。,2）工作原理,2.双从动盘离合器黄河JN1181C13型载货汽车,1）结构,1飞轮； 2后从动盘； 3离合器壳； 4离合器盖； 5支承销； 6分离杠

9、杆； 7分离轴承； 8分离套筒； 9分离叉； 10压盘； 11压紧弹簧； 12中间压盘限位螺栓； 13定位块； 14中间压盘分离弹簧； 15中间压盘； 16前从动盘,2）工作原理,3.中央弹簧离合器-长征XD2150型汽车,1）结构,2）工作原理,当驾驶员踩下离合器踏板后，分离套筒14前移，中央（压紧）弹簧13被压缩。同时，分离套筒带动传动杆12前移。压紧杠杆17内端前移外端后移。压在压盘上的力被松开，压盘后移。分离摆杆7转动，中间主动盘2也随之后移，离合器主、从动部分分离,4.膜片弹簧离合器,1）结构及工作原理,2）特点及类型,1、膜片弹簧离合器转矩容量大且较稳定； 2、操纵轻便；,a摩擦片

10、磨损极限b离合器结合状态 c离合器分离极限,3、结构简单且较紧凑：膜片弹 簧本身兼起压紧弹簧和分离杠 杆的作用，从而使分离机构结构 简单，质量小； 4、高速时平衡性好：膜片弹簧是旋转对称件，平衡性好， 压紧力不受离心力影响，非常适合高速发动机； 5、散热通风性能好：可以采用较厚的压盘，提高热容量， 便于在压盘设置散热筋，较大通风口； 6、摩擦片使用寿命长：弹性压力分布均匀，摩擦片接触良 好，磨损均匀。 缺点：工艺难度大，制造困难；,10.2.3 离合器踏板自由行程及通风散热,离合器接合时，分离轴承端面与分离杠杆内端面间存在一定的间隙，称为离合器的自由间隙，如图所示。,1.离合器踏板自由间隙与自

11、由行程,离合器踏板自由行程为保证离合器的摩擦片在正常磨损范围内接合完全，防止打滑，保证动力的可靠传递，在分离杠杆与分离轴承之间留有一定的间隙(EQ1090E为34mm)，为消除这一间隙所需的离合器踏板的行程，称为离合器踏板自由行程。 调整：调整分离杠杆与飞轮平面平行：调整螺钉23；离合器踏板自由行程调整：调整41（球形调整螺母）,2.离合器的通风散热,由于摩擦式离合器在工作过程中将产生大量的热量，不及时散出会导致其内部部分部件因过热引发各种故障，在离合器盖上合理设置通风窗口能确保离合器内部通风良好，有效地防止离合器过热。,1、功用：控制离合器接合与分离的机构。 2、类型： 1）人力式：机械式结

12、构简单、制造成本低、故障少；但机械效率低，拉伸变形会导致踏板行程变大；液压式摩擦阻力小、质量小、布置方便，接合柔和。 2）助力式：机械助力式、气压助力式 3、对离合器操纵机构的要求：1）操纵轻便，减轻驾驶员劳动强度；2）磨损后，离合器踏板行程可以进行调整；,10.2.4 离合器操纵机构,1.机械式离合器操纵机构,杆式离合器机械操纵机构结构较为简单，加工成本低，使 用寿命长，可靠性高；但铰接点多，易磨损，空间尺寸大，操 纵费力。,拉线式离合器机械操纵机构结构简单，加工成本 低，克服了杆系传动的不适合远距离操纵、受车身或车架的变形影响的缺点；但是绳索的寿命短，拉伸刚度小，拉伸变形导致增加踏板行程。

13、,2.液压式离合器操纵机构,3.助力式离合器操纵机构,弹簧助力装置具有以下 特点： （1）在整个助力过程中， 助力作用由负到正变化。 （2）助力弹簧释放的能 量是驾驶员在前面的踏板 行程中储存到弹簧的能量。 （3）属于人力操纵装置， 即以驾驶员踏板力为唯一 动力源操纵离合器。,1）机械助力式离合器操纵机构,2）气压助力式离合器操纵机构,气压助力式离合器操纵机构具有以下特点： （1）输出力与踏板力和踏板行程是递增函数关系。 （2）气压助力失效时，可借人力操纵离合器。,1.功用 （1）改变传动比。扩大驱动轮扭矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行使条件，同时使发动机在有利的工况下工作； （2）在发

14、动机旋转方向不变的情况下，使汽车实现倒车； （3）利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动怠速，并便于变速器换档和重力输送。 要求 （1）有合理的档数，适当的传动比； （2）有空挡和倒档； （3）传动效率高； （4）操纵轻便。,10.3.1 变速器的功用和类型,10.3 机械式变速器,2.类型,按传动比变化方式可分为三种：轴线固定式(普通)变速器有级式 轴线旋转式(行星齿轮)变速器机械式无级式 液力式(动液式)电力式综合式 液力机械变速器(液力变矩器齿轮式有级变速器)按操纵方式分 ：强制操纵式自动操纵式半自动操纵式 组成变速传动机构，变速操纵机构。,组成：变速机构改变扭矩的数值和方向 (齿轮

15、，轴，壳体，支承)；操纵机构换档的操作。类型：两轴式只有两根平行的输入、输出轴；三轴式输入、输出轴同轴线，还有中间轴。换档方式：直齿移动除了I、倒档，已经很少采用；结合套除了I、倒档，已经很少采用；同步器使用广泛。齿轮的齿形：（1）直齿除了I、倒档，已经很少采用；（2）斜齿噪音小，传动平稳，可减小变速器尺寸，提高齿轮寿命。速比计算：,10.3.2 普通齿轮变速器,1.三轴式变速器的结构及传动原理解放CA1091六档变速器,六档变速器六个前进档，一个倒档,解放CA1091六档变速器变速传动机构示意图,1输入轴常啮合齿轮 2六档同步器 3、8接合套花键毂 4输出轴五档齿轮 5输出轴四档齿轮 6输出

16、轴三档齿轮 7输出轴二档齿轮 9输出轴一档齿轮 10输出轴倒档齿轮 11输出轴 12中间轴倒档齿轮 13倒档轴 14倒档中间齿轮 15中间轴一档齿轮 16中间轴二档齿轮 17中间轴三档齿轮 18中间轴四档齿轮 19中间轴五档齿轮 20中间轴常啮合齿轮 21中间轴 22输入轴,东风EQ1141G五档变速器,2.两轴式变速器的结构及传动原理,两轴式变速器输入、输出轴平行，无中间轴，所有档位经过一对齿轮传动，因此，传动效率高，但没有直接档。主要用于FF或RR传动系。,组合式变速器普通四、五档 变速器+二档副变速器主要用于重型汽车，为了保证良好的动力性和经济性要求，必须扩大传动比的范围，从而相应增加变速器的档位，一般变速器当档位超过5档时，会造成变速器结构和操作过于复杂。,10.3.3 组合式变速器,