汽车构造总体离合器.ppt

汽车构造,主讲教师：陈慧岩、陈思忠课时：32学分：2,办公室：车辆实验楼402联系电话：68911343电子信箱：chensz微信：sz99778112,1,课程内容1、汽车的类型、总体构造2、汽车传动系统离合器、变速器、自动变速器、万向传动装置，主减速器，差速器3、行驶系统车架，车桥，车轮与轮胎、悬架4、汽车转向系统5、汽车制动系统6、汽车车身及车身附件,2,总评成绩=80%考试成绩+20%平时成绩,平时成绩=作业+点名,去年挂科率10%,预计今年挂科率10%？,3,前言,汽车诞生一百多年来，已经大大地改变了人们的活动方式和生活水平。同时，由于强烈的社会需求，汽车技术也得到了迅猛的发展，新车层出不穷。汽车整车及零部件制造业及其维修、装饰和服务业等相关产业成为国家的支柱产业。汽车构造这门课主要讲授汽车底盘及车身方面的内容，是汽车专业重要的专业必修课程。,4,问题：什么是汽车？,自動車,Automobile,Motorcar,“冒蒸汽的车”,装了发动机的车厢,Motor-car,5,0汽车的定义与术语,问题：什么是汽车？,汽车motorvehic1e由动力驱动，具有四个或四个以上车轮的非轨道承载的车辆。汽车还包括：a）与电力线相联的车辆，如无轨电车；b）整车整备质量超过400kg的三轮车辆。,中华人民共和国国家标准汽车和挂车类型的术语和定义GB/T3730.1-2001,汽车motorvehic1e,乘用车passengercar,商用车辆commercialvehicle,6,0.1乘用车,在其设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位。它也可以牵引一辆挂车。,轿车,越野乘用车,多用途乘用车,蒙派克,7,0.2商用车辆,在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂车。乘用车不包括在内。,商用车辆commercialvehicle,客车bus,货车goodsvehicle,半挂牵引车semi-trailertowingvehicle,8,0.2商用车辆,小型客车,城市客车,长途客车,旅游客车,客车,风景,欧V新干线,欧V先锋,全景无限,9,0.2商用车辆,普通货车,多用途货车,欧曼雄狮,奥铃,轻型,欧曼奇兵,萨普,货车,中型,重型,欧马可,时代汽车,10,0.2商用车辆,欧曼神州,半挂牵引车,11,第一篇汽车总体组成,汽车通常由：发动机,底盘车身电气设备四个部分组成。,12,1.1汽车发动机,种类繁多的活塞式内燃机被广泛地用作汽车发动机。,往复活塞式,旋转活塞式（转子）,按活塞运动方式，可分为：,13,1.1汽车发动机,按燃料种类，可分为：,汽油机,柴油机,气体燃料发动机,按进气状态，可分为：,按气缸数目，可分为：,增压式发动机,自然吸气式发动机,单缸发动机,多缸发动机,14,1.1汽车发动机,按气缸排列，可分为：,直列,水平对置,W型,V型,星型,15,1.1汽车发动机,星型,16,1.2汽车底盘,汽车底盘支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型；并接受发动机的动力，使汽车产生运动；承受各种内、外力，保证汽车正常行驶。,传动系,行驶系,转向系,制动系,底盘由四部分组成：,17,1.3汽车车身,车身是驾驶员工作的场所，也是装载乘客和货物的场所。车身应为驾驶员提供方便的操作条件，为乘客提供舒适安全的环境或保证货物完好无损。,18,1.4汽车电气设备,汽车电气设备由供电设备和用电设备组成。,现代汽车上，汽车电子的应用愈来愈多。,19,第二篇传动系统,传动系汽车底盘的主要组成部分之一。下面我们将对汽车传动系进行深入的学习。,20,一传动系概述,1汽车传动系的基本功用与功能2汽车传动系的型式3机械式传动系的一般组成与布置方案4液力机械式传动系5静液（液压）式传动系6电力式传动系7混合传动系,21,1汽车传动系的基本功用与功能（一）,1.1汽车传动系的基本功用汽车传动系的基本功用是将发动机的动力传给驱动车轮。,可不可以将发动机的直接连接到驱动车轮？,22,1.2汽车传动系的功能,汽车传动系的首要任务是与发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性。为此任何形式的传动系应具有如下功能：1.减速增扭2.改变传动比3.实现倒驶4.中断传动5.差速驱动,23,1.2.1减速增扭（一）,现代汽车内燃机的输出扭矩较小，而工作转数较高，故不能直接连接到驱动轮上。,输出扭矩范围一般为200500Nm。工作转数范围一般为10006000转/分。,24,1.2.1减速增扭（二）,以东风EQ1090E为例，该车满载总质量为9290kg，其滚动阻力约1367N(1.5总重力)。在坡度为30的道路上匀速上坡，要克服坡度阻力约为2734N。其6100Q-1发动机所能产生的最大扭距为353Nm。假设将这以扭距直接传给驱动轮，可得到的牵引力仅为784N。显然，汽车不能正常行驶。,A.扭距问题,25,1.2.1减速增扭（三）,另一方面，6100Q1发动机在发出最大功率99.3kW时的曲轴转速为3000rpm。假如将发动机与驱动轮直接连接，则对应这一曲轴转速的汽车速度将达510km/h。,B.转速问题,26,1.2.1减速增扭（四）,为了解决上述矛盾，汽车传动系必须具备：减速增扭的功能。（降低转速，提高扭矩）,27,1.2.2改变传动比（一）,汽车的使用条件要求其速度和牵引力有相当大的变化范围。然而活塞式内燃机的转速变化范围较小，且在整个转速范围内，扭距的变化也不大。,28,1.2.2改变传动比（二）,以汽车最低稳定车速为5km/h；最高车速为150km/h计算：车速变化为30倍。而以发动机怠速1000r/m；最高转速为6000r/m计算：发动机转速变化仅为6倍，不能满足汽车行驶的需要。因此汽车传动系应具有改变传动比的功能。,29,1.2.3实现倒驶,内燃机是不能反转的。,但汽车行驶时在有些情况下要求倒车，这就要求在汽车传动系中设置可改变旋转方向的装置，实现汽车倒驶。,30,1.2.4中断传动,内燃机只能在无负荷情况下起动，所以在汽车起动发动机之前，必须将发动机与驱动轮之间的传动路线切断。此外，在变换传动系传动比档位（换档）之前，有必要暂时中断动力传递。,同时，在汽车需要在长时间停驻，但发动机不停止运转，此时传动系应能较长时间中断传动。,31,1.2.5差速驱动,当汽车转弯行驶时，左、右车轮在同一时间内滚过的距离是不同的。如果两侧驱动轮仅用以根刚性轴驱动，则二者角速度必然相同，因而在汽车转弯时必然产生车轮相对于地面滑动的现象。,所以，需要使左右两驱动轮可以以不同的角速度旋转，形成差速驱动。,32,2汽车传动系的型式,根据结构和传动介质不同，汽车传动系的型式可以分为以下几种形式：1.机械式2.液力机械式3.静液式4.电力式（5.混合式）,33,3机械式传动系的一般组成与布置方案,机械式汽车传动系一般由离合器、变速器、万向节、传动轴、驱动桥（主减速器和差速器及半轴）组成。布置方案有：1.发动机前置后轮驱动(FR)2.发动机前置前轮驱动(FF)3.发动机后置后轮驱动(RR)4.发动机中置后轮驱动(MR)5.全轮驱动(4WD),34,3.1前置后驱动（FR）布置方案（一）,35,3.1前置后驱动（FR）布置方案（二）,36,3.1前置后驱动（FR）布置方案（三）,前置后驱动方案的优点：发动机散热良好；前后轴荷均匀；后轮为驱动轮，有利于加速和爬坡；离合器、变速器操纵机构简单。前置后驱动方案的缺点：动力传递路线长后轮为驱动轮，在低附着路面上加速行驶时，易发生侧滑。,37,3.2前置前驱动的机械传动系（一）,3.2.1发动机前横置前轮驱动,38,3.2前置前驱动的机械传动系（二）,3.2.2发动机前纵置前轮驱动,39,3.2前置前驱动的机械传动系（三）,前置前驱动方案的优点：发动机散热良好；动力传递路线短；前轮为驱动轮，有利于车辆转向控制；离合器、变速器操纵机构简单。前置前驱动方案的缺点：前后轴荷不均匀，前轴轴荷大；前轮为驱动轮，在加速行驶和上坡时，附着力下降。下坡时紧急制动，易发生危险情况。,40,3.3后置后驱动的机械传动系（一）,41,3.3后置后驱动的机械传动系（二）,后置后驱动方案的优点：动力传递路线短；发动机后置，噪音和热量对乘客影响小；后轮为驱动轮，有利于加速和爬坡；降低前部车身，改善视野。后置后驱动方案的缺点：发动机散热不良后轮为驱动轮，在低附着路面上加速行驶时，易发生侧滑。离合器、变速器操纵机构复杂,42,3.3后置后驱动的机械传动系（三）,43,3.4中置后驱动的机械传动系（一）,中置后驱动有两种布局：前中置和后中置。,前中置布局的发动机布置在驾驶员的前面，后中置布局的发动机布置在驾驶员的后面。,44,3.4中置后驱动的机械传动系（二）,前中置后驱动方案的优点：发动机散热良好；前后轴荷均匀；后轮为驱动轮，有利于加速和爬坡；离合器、变速器操纵机构简单。前中置后驱动方案的缺点：动力传递路线长后轮为驱动轮，在低附着路面上加速行驶时，易发生侧滑；发动机挤占驾驶室空间。,45,3.4中置后驱动的机械传动系（三）,后中置后驱动方案的优点：动力传递路线短；前后轴荷均匀；降低前部车身，改善视野；后轮为驱动轮，有利于加速和爬坡。前中置后驱动方案的缺点：发动机散热不良后轮为驱动轮，在低附着路面上加速行驶时，易发生侧滑。离合器、变速器操纵机构复杂；发动机挤占驾驶室空间。,46,3.4中置后驱动的机械传动系（四）,47,3.5全轮驱动的机械传动系,48,3.5全轮驱动的机械传动系,49,4汽车液力机械传动系,液力机械式与机械式的主要的不同点是引入了液力元件。,50,5汽车静液（液压）传动系,液压传动也叫静液传动，是通过液体传动介质静压力能的变化来传递能量。主要由发动机驱动的油泵、液压马达和控制装置等组成。,51,6汽车电力传动系,电传动是由发动机驱动发电机发电，再由电动机驱动驱动桥或由电动机直接驱动带有减速器的驱动轮。,52,7混合动力传动系,混合电动汽车同时使用蓄电池和内燃发动机作为动力，现在市面上销售的混合动力车所采用的系统，主要大致分为以下3种：,1.串联式（电力传动）2.并联式3.混联式,53,7.1串联式混合动力传动系,发动机驱动发电机发电，电动机用发电机发出来的电能驱动车轮。串联式混合动力是一边通过发动机发电，一边通过电动机驱动车轮，发动机和电动机几乎发挥同等地作用。,54,7.2并联式混合动力传动系,发动机和电动机共同驱动车轮，可以根据不同驾驶状态使用两种动力。动力的传输方向为并列，因此被称为并联式混合动力。发动机为主动力，电动机为辅助动力，只在加速时使用，发动机的使用比例更大。,55,7.3混联式混合动力传动系,更有效地组合了串联式和并联式，使两者的优势发挥到极致。发动机的动力由动力分割机构分割，一部分直接驱动车轮，另一部分被用于发电，其使用比例可自由控制。由所产生的电能驱动电动机，电动机的使用比例比并联式更大。,56,二离合器,离合器是汽车传动系中直接与发动机相联系的部件。顾名思义，离合器是一个完成分离与结合的机械装置。,1离合器概述2汽车离合器的功用3汽车离合器的工作原理4汽车离合器的分类5膜片弹簧离合器的结构6螺旋弹簧离合器7从动盘和扭转减振器8离合器的操纵机构。,57,1离合器概述（一）,1.1离合器的功能,离合器是一种在机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的装置。它的主要功能是用来操纵机器传动系统的断续，以便进行变速及换向。,58,1离合器概述（二）,按操作的方式，离合器可分为：,1.2离合器的分类,（1）外力操纵式如：机械操纵式、电磁操纵式、液压操纵式和气动操纵式等。（2）自动离合器（不需外力操纵，自动接合和分离）如：离心离合器，当转速达到一定值时，两轴即自动接合或分离；安全离合器，当转矩超过允许值时，两轴即自动分离；单向离合器，只允许单向传动，反转即自动分离。,59,1离合器概述（三）,按结构型式，离合器可分为：,1.2离合器的分类,（1）机械式刚性、摩擦、离心、单向（2）电磁式磁阻、磁滞、涡流（2）流体式气胎、液压、液力,60,2汽车离合器的功用,汽车离合器有以下三个功用：1.保证汽车平稳起步；2.保证传动系换档平顺；3.防止传动系过载。,汽车离合器位于的发动机与变速器之间，好像是动力传动路线上的开关。,动力的开关与电力的开关有何不同？,61,2.1保证汽车平稳起步,汽车起步时必须通过离合器主、从动部分之间的滑动摩擦，转速的逐渐接近，使旋转的发动机和原为静止的传动系平稳的连接起来，保证汽车平稳起步。,汽车起步时，汽车是从完全静止的状态逐步加速的。如果传动系（它联系着整个汽车）与发动机刚性地联系，则变速器一挂上档，汽车将突然向前冲一下，但并不能起步。这是因为汽车从静止到前冲时，产生很大惯性力，对发动机造成很大地阻力矩。在这惯性阻力矩作用下，发动机在瞬时间转速急剧下降到最低稳定转速（一般300-500RPM）以下，发动机即熄火而不能工作，当然汽车也不能起步。,62,2.2保证传动系换档平顺,在汽车行驶过程中，为适应不断变化的行驶条件，传动系经常要更换不同档位工作。实现齿轮式变速器的换档，一般是拨动齿轮或其他挂档机构，使原用档位的某一齿轮副推出传动，再使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前必须踩下离合器踏板，中断动力传动，便于使原档位的啮合副脱开，同时使新档位啮合副的啮合部位的速度逐步趋向同步，这样进入啮合时的冲击可以大大的减小，实现平顺的换档。,换档前必须踩下离合器踏板么？,63,2.3防止传动系过载,当汽车进行紧急制动时，若没有离合器，则发动机将因和传动系刚性连接而急剧降低转速，因而其中所有运动件将产生很大的惯性力矩（其数值可能大大超过发动机正常工作时所发出的最大扭距），对传动系造成超过其承载能力的载荷，而使机件损坏。有了离合器，便可以依靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动以消除这一危险。因此，我们需要离合器来限制传动系所承受的最大扭距，保证安全。而且通过离合器的使用，也可有效地降低传动系中的振动、噪声和冲击。,64,3汽车离合器的工作原理（一）,3.1汽车离合器的基本组成,汽车离合器由四个基本部分组成（1）.主动部分；（2）.从动部分；（3）.压紧机构；（4）.分离机构。,65,3摩擦离合器的工作原理（二）,汽车在行驶中，需经常保持动力传递，中断传动是暂时的，离合器经常处于接合状态，摩擦副采用弹簧压紧装置。,当分离离合器，只要踩下离合器踏板，套在从动盘毂环槽中的拨叉便推动从动盘克服压紧弹簧的压力向松开的方向移动，与飞轮分离，中断动力的传递。,66,3摩擦离合器的工作原理（三）,离合器结构设计应满足：1.首先是在保证传动发动机最大转矩的前提下，满足两个基本性能要求，即分离彻底和接合柔和。2.从动部分的转动惯量尽可能小；3.散热良好。,67,4摩擦离合器的分类,根据摩擦副数目的差异，汽车摩擦离合器又可分为：（1）单盘离合器：只有一片从动盘，其前后两面都装又摩擦片，因而具有两个摩擦面。（2）双盘离合器：即增加了一个从动盘。（3）多盘离合器：即有多个从动盘。,根据弹簧的差异，汽车摩擦离合器又可分为：（1）周布弹簧离合器：采用若干个螺旋弹簧作压紧弹簧，并沿摩擦盘圆周分布。（2）中央弹簧离合器：仅具有一个或两个较强力的螺旋弹簧并安置在中央。（3）膜片弹簧离合器：是以膜片弹簧作为压紧弹簧的。,68,5膜片弹簧离合器,膜片弹簧离合器的主要特点是用一个膜片弹簧代替传统的螺旋弹簧和分离杠杆，实现所谓“减法设计”的设计思想。因此，逐渐得到了广泛的应用。,69,5.1膜片弹簧（一）,膜片弹簧选用高强度、高韧性的铬钒合金弹簧钢，并经过局部高频淬火和喷丸硬化处理，提高耐磨性及疲劳强度。,70,5.1膜片弹簧（二）,由此可见，膜片弹簧离合器比螺旋弹簧离合器操纵起来要轻便。,71,5.2膜片弹簧离合器工作原理,72,5.3膜片弹簧离合器的优点,1.兼作压紧弹簧和分离杠杆，质量轻，轴向尺寸短。2.膜片与压盘圆周接触，压力均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。3.膜片旋转对称，动平衡好，压紧力受转速影响小。4.膜片非线性的弹性特性，能在摩擦片磨损后仍保持压紧力，并使离合器操纵轻便。,膜片弹簧的优点：,73,5.4推式膜片弹簧离合器,推式膜片弹簧离合器按支承环数目的不同可分为：（1）双支承环式（2）单支承环式（3）无支承环式,膜片弹簧离合器根据分离杠杆内端受推力还是压力，可分为推式膜片弹簧离合器和拉式膜片弹簧离合器,74,5.5拉式膜片弹簧离合器,75,5.6拉式膜片弹簧离合器的优点,（1）离合器盖总成中取消了膜片弹簧中间支承的零件，结构更加简单。（2）由于拉式膜片弹簧在离合器盖总成中以中部而不是以大端与压盘相压，所以同样尺寸的压盘可以采用直径较大的膜片弹簧，从而提高了压紧力，也就是提高了传递转矩。（3）与推式膜片弹簧相比，由于拉式膜片弹簧的支点从中部外移到大端，相当与分离杠杆的力臂增大，尽管采用直径较大一点的膜片弹簧，而并不增大操纵力。（4）由于拉式膜片弹簧的支点的外移，使膜片弹簧的最大应力有所降低，有利于提高膜片弹簧的寿命。,76,6螺旋弹簧离合器,1.周布弹簧离合器,离合器按螺旋弹簧的安装位置分类可以分为:,中央弹簧离合器：仅具有一个或两个较强力的螺旋弹簧并安置在中央。,2.中央弹簧离合器,周布弹簧离合器：采用若干个螺旋弹簧作压紧弹簧，并沿摩擦盘圆周分布。,77,6.1周布弹簧离合器（一）,周布弹簧离合器使用较早，目前在重型汽车上较多。周布弹簧离合器采用若干个螺旋弹簧作压紧弹簧，并沿摩擦盘圆周分布。,78,6.1周布弹簧离合器（二）,为了避免运动干涉，分离杠杆绕一个浮动销转动。,79,6.1周布弹簧离合器（三）,压盘是主动件作旋转运动，同时压盘也要作轴向移动。这对其联接方式有特殊要求，目前,单盘离合器压盘传力方式多采用传动片方式。,80,6.1周布弹簧离合器（四）,斜置弹簧离合器是周布弹簧离合器的一种型式，具有如下优点:1.轴向尺寸减小;2.弹簧压力受摩擦片磨损程度影响小;3.弹簧压力受转速影响小。,81,6.2中央弹簧离合器结构（一）,82,6.2中央弹簧离合器结构（二）,尽管中央弹簧离合器具有弹簧数量少和受转速影响小的优点，但是轴向尺寸大仍是一大缺点。而锥形中央弹簧恰好可以解决这一不足。,83,6.3分离轴承自由行程,当从动盘摩擦衬片因磨损而变薄时，离合器压盘前移，弹簧变形减少，（压式膜片离合器的）膜片弹簧或分离杠杆内端将后移。如果没有上述自由行程，则膜片弹簧或分离杠杆内端将不能后移，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。,在离合器接合时，分离轴承前端与膜片弹簧（或分离杠杆内端）之间需要留有一定的轴向间隙，这一间隙称为分离轴承自由行程。,84,7从动盘和扭转减振器,从动盘由从动盘本体，摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。为了避免转动方向的共振，缓和传动系受到的冲击载荷，大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减振器。,85,7.1从动盘,86,7.2摩擦片,87,7.3扭转减振器（一）,88,7.3扭转减振器（二）,89,8离合器操纵机构,离合器的操纵机构按照操纵离合器的能源划分，可以分为：1.人力式以驾驶员自身的力量驱动离合器操纵机构。2.助力式以驾驶员自身的力量为主，外部力量为辅驱动离合器操纵机构。3.动力式以外部力量为操纵离合器的动力，驾驶员通过控制器控制外部力量驱动离合器操纵机构。,90,8.1人力式离合器操纵机构（一）,人力式离合器操纵机构按照传动方式划分，可以分为