汽车构造课件汽车转动系.ppt

第十章汽车传动系第一节汽车传动系 1汽车传动系慨述 一 功用增扭减速 不计传动损失 变扭变速 具有合适的间变化 需设多个传动比 改变驱动轮旋转方向 倒车 改变旋转平面 纵置发动机 传递和脱开动力 使驱动轮差速 功率输出 二 传动系类型和组成 机械式传动系 组成 离合器 变速器 分动箱 万向传动装置 主减速器 差速器 半轴 轮边减速器 液力机械式传动系 液力偶合器 机械式全部液力变距器 除离合器以外的机械式 液力机械传动原理 变矩器的组成 动力传输原理 扭矩成倍放大的原理 静液式传动系 组成 液压马达 油泵 控制装置等 电力式传动系 组成 发电机 电动机 可控硅整流器等 汽车布置与分类 三 机械式传动系布置 按发动机位置 前置后驱动 广泛 后置后驱动 前置前驱动 中置后驱动按驱动轮数 前位代表总轮数 后位代表驱动轮数 以轮毂数计算 4 2 6 2 6 4 8 4 全轮驱动 4 4 6 6 8 8 汽车分类及布置 汽车分类及布置 第二节离合器 一 功用平顺接合动力 保证汽车起步平稳 迅速彻底分离动力 便于换档 保护作用 防止传动系超载 二 类型 三 要求 传递发动机最大扭矩 即不打滑 接合平顺 柔和 分离迅速彻底 从动盘转动惯量尽量小 散热性好 操纵轻便 具有吸振 吸噪 吸冲击的能力 设有调整装置 四 基本工作原理 基本构造 主动部分 从动部分 压紧部分 操纵部分 离合器的组成 工作原理 基本原理 f c 可靠传扭必须满足 f emax 发动机最大扭矩 即 f emax 离合器后备系数 f emax 工作过程 分离过程 驾驶员踏离合器踏板 首先消除自由间隙 再进一步克服弹簧压力直至分离间隙出现 自由间隙 当离合器处于接合状态时 分离杠杆与分离轴承之间间隙 2 5mm 对应的踏板行程叫自由行程 20 50mm 分离间隙 当离合器处于分离状态主动部分与从动部分之间间隙 0 8 1mm 对应的踏板行程叫分离行程 50 150mm 踏板总行程为自由行程 分离行程 接合过程 各零件运动与分离相反 五 摩擦式离合器的典型结构 单片式离合器 一 单片式 主动部分飞轮 厚度 16mm 保证足够的热容量 压盘 厚度 15mm 保证足够的热容量 离合器盖 钢板冲压成形 东风EQ140离合器结构简图1 发动机飞轮 2 从动盘本体 3 扭转减器 4发动机输出轴 5 压盘 6 传动片 7 摆动支片 8 分离分离杠杆支承柱 9 分离杠杆 10 分离轴承 11 压紧弹簧 12 隔热片 13 固定螺钉 压盘总成结构 从动部分 从动盘简单从动盘轴向弹性从动盘 在摩擦衬片于与钢片之间设有弹性结构 其结构形式整体式分开式综合式 扭转减振从动盘 将扭转减震器与从动盘装在一起功用 防止和消除传动系共振减少传动系瞬时最大载荷起步平稳结构 从动盘简介 工作原理离合器轴 前支曲轴飞轮中心 中花键部分于与从动盘配合 后支变速前壁孔 压紧部分 弹簧加压 周布圆柱弹簧中央弹簧斜置弹簧膜片弹簧 斜置弹簧 适于重型车新结构 其特点 压紧力稳定 自动调节压紧力 操纵省力 膜片弹簧 优点 轴向尺寸小 零件数少 重量轻 压力均匀 易布置 通风好 压力稳定 适合高转速 操纵省力 摩擦衬片磨损在一定范围内压力变化不大 SC1010膜片弹簧离合器1 飞轮 2 从动盘 3 扭转减振器 4 压盘 5 钢丝圈6 膜片弹簧7 分离轴承8 传力片 膜片弹簧 离合器操纵机构 操纵机构 机械式 液压式 气压式 防分离杠杆运动干涉措施 离合器分离时 分离杠杆于压盘发生运动干涉 常见的防分离杠杆运动干涉措施有 简单绞链式滚针轴承式浮销摆块式 简单绞链式 防分离杠杆运动干涉措施 二 双片式离合器 双片离合器 第三节变速箱与分动箱 一 变速箱的功用变扭变速即改变传动比i i可分为三类 i 1属增扭减速传动 i 1为直接传动称直接档 i 1属增速减扭传动 称超速档 变速器功用 改变旋转方向 实现倒车行驶 设倒档 较长时间切断动力 设空档 变速原理 变速器原理 二 类型及组成 按传动比变化特性分 有级式 传动比变化属阶梯式 只具有基若干个数值一定的传动 无级式 传动比变化连续不断 简单式 两轴式 三轴式 平面三轴式 空间三轴式 组成式 由两个简单式组合而成 行星齿轮式 属轴线旋转式 摩擦式 液力变矩器 电力式 二 组成 普通齿轮式 传动机构 传递和改变扭拒操纵机构 实现对传动控制箱体 保护 贮油 变速驱动桥结构 三 变速箱传动机构 一 两轴式 两轴式 二 平面三轴式 三 组成式 3 1 2 四 传动机构的结构分析 1 轴1 轴 动力输入轴即I轴 俗称长齿轴 2 中间轴 俗称副轴 型式 固定式中间轴为一光轴 与箱体固定其轴上齿轮制成一体 其间设滚针轴承 旋转式轴经轴承支于箱体 齿轮与轴或键连接或制成一体 3 动力输出轴即II轴 俗称主轴 为花键轴 前经轴承支于 轴尾孔中 尾部经轴承支承箱体孔内 示列 下面为解放CA10B变速箱和长安SC1010变速箱 类型 平面三轴式5 1说明 1档 倒档 2档为滑动齿轮换档方式 外齿啮合 3档内外全齿啮合 4档 5档啮合套式的换档方式 4档为直接档 5档为超速档 中间轴为旋转式 倒档属双联齿轮布置 变速器的工作过程 齿轮 斜齿常啮合齿直齿不常用低速档 倒档布置形式双联齿轮式惰轮式双联滑动齿轮式 换档方式 直齿滑动齿轮式 适于低速档 倒档 啮合套式 接合套 把将构成某传动比齿轮部分制成常啮合斜齿 另一部分制成直齿 圈与啮合套内外全齿啮合 由于不能完全消除换档冲击 所以适合要求不高的档位 同步器式同步器 能使待啮合轮圆周速度迅速达到一致 同步 而实现尽可能小的冲击的换档机构 五 同步器 无同步器换档过程 以平面两轴式为例 低档换高档当低档齿轮啮合时 各齿轮分度园周线速度关系为 V1 V4V2 V3当踩下离合器摘至空档时 由于 轴转动惯量V3 当V2 V3时为适换时刻 采用两脚离合器法可以缩短换档过程 其操纵方法为 第一脚分离离合器 摘低档至空档 再接合离合器 第二脚分离离合器 挂高档 再接合离合器 同时加油 高档换低档 当高档啮合时 V2 V3V4 V1摘至空档后 V1 V4 无适换时刻 所以 必须采用两脚离合器法换档 其操纵方法为 第一脚分离离合器 摘高档至空档 再接合离合器 加空油 第二脚分离离合器 挂低档 再接合离合器 同时加油 同步器结构及工作原理 同步器工作原理 锁环式同步器工作原理 以BJ212变速箱2档换3档为例 驾驶员经操纵机构拨动啮合套滑块 锁环 使锁环内锥面与齿轮齿圈外锥面接触并压紧 因为N齿 N锁 惯性力矩M1 M1 P1 SIN uR锥 通过摩擦锥面传递 以摩擦力矩形式作用在锁环上 使锁环超前转动半个齿至滑块限位 锁环花键齿与啮合套花键齿倒角相抵触 压紧形成锁止面 锁环齿倒角面上受拨环力矩M2 M2 P1 tg R齿 作用使锁环倒转 同步前M1 M2 设计保证 齿圈与锁环逐渐同步 惯性力矩M1 0 拨环力矩M2使锁环滞后转动半齿 直至滑块位于缺口中央 驾驶员继续推啮合套进入锁环啮合 滑块被压下 进一步推啮合套进入齿轮的齿圈啮合 若3档换2档 工作原理相同 只是锁环有一个先滞后再超前转动的过程 四 变速箱操纵机构 一 换档机构功用 用来拔动滑动齿轮或啮合套实现挂档和摘档 型式 1 直接操纵 远距操纵 变速箱操纵机构 二 自锁机构 功用1 确定全齿啮合和空档位置 2 防止自动挂档和自动脱档 型式1 钢球式2 锁销式3 摆架式4 框架式 三 互锁机构 功用 防止同时挂两档类型 钢球式锁销式摆架式框架式 四 倒档锁定机构 功用 防止误挂倒档型式1 锁片式2 弹簧锁销式3 扭簧式 分动器概述 六 分动箱 一 功用 1 将变速箱输出动力分流 2 兼起副变速作用 二 分动箱传动机构 1 输入轴2 中间轴3 蜗轮蜗杆车速计数器4 至后桥传动轴5 高低档齿轮6 接合前桥齿轮7 至前桥传动轴 分时四轮驱动 三 分动箱操纵机构 由相互制约的两套操操纵机构组成 要求 高档不接前桥 避免功率循环 即寄生功率 低档必须先接前桥 防止中后桥超载 用低档时 挂档先桥后档 摘档先档后桥 附 自动变速箱的概要 一自动变速箱的发展及应用 自动变速器自20世纪30年代由美国开发以来 以有60多年的发展历史 直到1940年 安装在Oldsmobile汽车上的自动变速器才被第一次介绍给世人 从此 自动变速器技术逐渐稳步地发展起来 到上世纪90年代 在汽车工业比较发达的国家 那些生产于60年代的笨重的变速器已被相对轻巧的电控自动变速器所替代了 二 自动变速箱的概念和分类 所谓自动变速箱 就是会根据发动机功率大小及车速 在最适宜的时间 自动换档至最适宜的档位的变速器 自动变速箱 AT 全液压控制型 ECT 电子控制型 三 自动变速箱的优点 提高发动机和传动系的使用寿命操作轻便提高通过性和适应性提高了生产率由于自动变速箱是以液压 而不是以机械将发动机及传动系连接起来的 就使发动机及传动系均不致过载 但是 自动变速箱有结构复 制造困难 成本高 汽车的然料消耗有所偏高等缺点 四 自动箱的主要部件及其基本原理 液控自动变速箱由以下几大部件构成 变矩器行星齿轮装置液压控制系统手动联动机构自动变速箱液变速箱壳体而自动传动桥除上面的部件外还有主传动装置 1 变矩器 变矩器的作用 1 使发动机产生的扭矩成倍增长 2 起到自动离合器的作用 传送 或不传送 发动机扭矩至变速箱 3 缓冲发动机及传动的扭矩转振动 4 起到飞轮的作用 使发动机转动平稳 5 驱动液压控制系统的油泵 液力变矩器简介 2 行星齿轮机构 行星齿轮机构的作用 1 根据行车条件及司机愿望 提供几种传动比 以获得适当的扭矩及转动速度 2 为倒车提供档齿轮 3 提供停车时所需要的空档齿轮 让发动机怠速运转 行星齿轮机构由行星齿轮 离合器 制动器 轴与轴承组成 行星齿轮机构简介 液压控制系统 液压控制系的作用 向变矩器提供变速箱液 控制油泵产生的液压 液压控制系统由油底壳 油泵 各种阀门 液压油通道与管道组成 将发动机载荷及车速转换成液压 信号 对离合器及制动器施加液压 以制动星齿轮动作 用变速箱液润转动部件 用变速箱液为变矩器及变速箱散热 液压控制系统简介 加速踏板 当加速踏板只踩下少许时 变速箱换高档或低档的速度就相对较低 当进一步踩下加速板时 换档速度就相对较高 自动变速箱换高档和换低档的速度 取决于发动机载荷大小 节气门开启度 而司机则可通过控制加速踏板踩下的程度来改变换档速度 手动操纵机构 自动变速箱自动换高速档和低速档 但自动变速箱还有两套手动操纵机构 可由司机手动操作 一套是换档选择杆和拉索 一套是加速踏板和节气门拉索 换档控制 车速 调节阀与车速成比例地调节油泵产生的液压 此液压 称作 速控液压 对液压控制系统而言 就是车速 信号 发动机载荷 液压控制系统的节气门 随加速踏板踩下的程度调节油泵的液压 此液压 称作 加速踏板板控制液压 对液压控制系统而言 就是节气门开启 信号 液压控制机构 速控液压与加速踏板控制液压 使液压控制系统中的换档阀运作 这两种液压的强度控制着换档阀的运作 而这些换档阀又控制着行星齿轮机构中的离合器及制动器所受的到的液压 离合器和制动器 反过来又控制着变速箱的换档 换档操作应用一 第四节万向传动装置 一 功用保证在两轴线不重合并且相对位置变化的轴间传递动力 二 组成万向节 传动轴 中间支承 三 万向节种类 刚性万向节 揉性万向节 不等速 十字轴刚性万向节 准等速 双联式 三销式 凸块式 等速 球叉式 球笼式 传动轴概述 十字轴刚性万向节 四 普通十字轴刚性万向节传动 一 单万向节传动特点 二 双万向节等速条件 第一个万向节从动叉与第二个万向节主动叉同平面 两万向节所联夹角相等 即 1 2 1 2 三 三万向节等速条件 第一 二万向节的从动叉与第三万向节主动叉同平面 三万向节彼此所联夹角满足COS 3 COS 1 COS 2 1 2 3 后驱传动轴布置 五 等角速万向节 概念 用特殊结构使两轴角速度始终同步的万向节若万向节在工作过程中 其传力点始终在两轴夹角的平分面上 即是等速万向节 等角速万向节介绍 六 传动轴及中间支承 传动轴结构特点 轴空心 质量分布均匀 经平衡实验 设有花健部分适应轴长度变化 需设润滑 防尘 通气结构措施 第五节驱动桥 驱动桥 用以驱动车轮的车桥 驱动桥的组成 主减速器 主传动器或中央传动器 差速器 半轴 轮边减速器 桥壳 驱动桥的类型 非断开式 非断开式驱动桥 断开式 断开式驱动桥 一 主减速器 一 功用增扭减速主减速器传动比i主 保证变速器置最高档时 汽车有足够的牵引力以克服行驶阻力而获得最高车速 改变旋转平面 对纵置发动机而言 二 类型单级式主减速器 由一对圆锥齿轮组成结构间单 体积小 重量轻 传动效率高等优点 但i主受限 7 双级主减速器 由一级圆锥齿轮 一级圆柱齿轮 前置式双级主减速器 由两级齿轮减速所组成 通常第一级采用圆锥齿轮副减速 第二级采用圆柱齿轮副传动 这样既能保证较大传动比 又能保证足够离地间隙 上置式 贯通式 适多桥驱动 三 齿轮齿型 圆柱齿轮 适横置发动机 仅增扭 圆锥齿轮 适纵置发动机 增扭 改变旋转平面 按齿轮齿线的曲线型式可分为 直齿圆锥齿轮螺旋锥齿 广泛 螺旋角 齿轮齿线中点的切线与分度圆锥母线的夹角 一般 35 40 主从动齿相等 零度螺旋锥齿 0 延伸外摆线齿准双曲面圆锥齿轮 主从动轴线可不相交即偏置 上偏置小齿右旋 大齿左旋 下偏置小齿左旋 大齿右旋 四轴的支承型式 主动齿轮轴 悬臂式 跨置式 五 主减速器的调整调整轴承预紧度 前提 调整齿轮啮合印痕 关键 要求从动齿轮轮齿正转和逆转工作面上的印痕均位于齿高的中间偏小端3 5mm 并占齿面宽度的60 以上 其中长度应占60 70 齿长 高度应占40 50 齿高 调整齿侧间隙 检查 二 差速器 一 功用差速 传递和分配扭矩 二 普通差速器的构造和工作原理动力传递路线主减速器主动锥齿轮 从动锥齿轮 差速器壳 行星齿轮轴 左半轴齿轮 左半轴 行星齿轮右半轴齿轮 右半轴 差速器工作原理 工作原理 差速原理直行时 行星轮只公转 即有Va Vb Vc 1 2 0 1 2 2 0 0 1 2 2 所以 无差速作用 差速器似一整体 转向时 设为右转弯 行星齿轮为 公转 自转Va W1 半 W0 半 W行 行 Vc W2 半 W0 半 W行 行 Vb W0 半 所以 W1 W2 2W0 即 W0 W1 W2 2 或 N左 N右 2N壳 N壳 N左 N右 2 结论 1 一侧半轴转速减小的数值等于另一侧半增加的数值 两侧半轴转速之和等于两倍壳体转速 2 差速器壳的转速永远为两半轴转速之和的半均值 扭矩分配 直行时 两轮阻力相同 行星齿轮无自转 即 2 或 行星齿轮似一等臂杠杆 转向时 设为右弯 行星齿轮平衡条件为 2 行 1 行 F行 快半轴平衡条件为 1 半 F1 1 慢半轴的条件为 2 半 F2 2 2 1 F行 半 行 F1 F2 因为 F行 半 行 F1 F2为差速器内摩擦力矩 很小可以忽略 所以 1 2 结论 永远将传给它的力矩平均分配给左右半轴 作用在两侧半轴的力矩永远相等 既普通差速器的特点为 差速而不差扭 所以汽车的通过性能 理想差速器的内