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汽车底盘构造与维修 1 第一章汽车传动系 2 一般汽车传动系的动力由发动机输出经离合器 变速器 万向节 传动轴 主减速器 差速器和半轴 最后传给驱动车轮 3 第一节概述 4 一 汽车行驶的基本原理 当汽车行驶时 发动机的输出扭矩通过传动系传给驱动车轮 使驱动车轮得到一个扭矩Mt 由于汽车轮胎与地面接触 在扭矩的作用下 接触面上轮胎边缘对地面产生一个圆周力F0 它的方向与汽车行驶方向相反 根据作用力与反作用力的关系 路面对轮胎边缘施加一个反作用力Ft 其大小与F0相等方向相反 则Ft为外界对汽车施加的推动力 即牵引力 1 牵引力的产生 5 6 滚动阻力 滚动阻力主要是由于车轮滚动时轮胎与路面的变形以及车轮轴承内的摩擦所引起的阻力 其大小与轮胎结构 轮胎气压 路面性质及汽车总重量有关 2 汽车行驶的阻力 7 空气阻力 空气阻力是汽车在行驶时 其表面与空气相摩擦 同时车身前部受到迎面气体压力及车身后部因空气涡流而产生真空度所引起的阻力 其大小与汽车迎风面积 汽车与空气的相对速度 汽车外廓形状和表面摩擦系数有关 8 上坡阻力 上坡阻力是指汽车上坡时 由于汽车重力和坡度所引起的阻力 其大小与汽车总重量和道路纵向坡度角有关 加速阻力 加速阻力是指汽车在起步和加速时由于惯性所引起的阻力 其大小与汽车的加速度和汽车的惯性质量有关 9 二 传动系的作用 传动系的作用 将发动机经飞轮输出的动力传递给驱动车轮 并改变扭矩的大小 以适应行驶条件的需要 保证汽车正常行驶 此外 还具有改变车速 倒向行驶 切断动力 差速等功用 10 三 传动系的型式 1 按结构和传动介质分机械式液力机械式静液式电力式2 按传动比变化分有级传动系无级传动系3 按传动比的变换方式分强制操纵式自动操纵式半自动操纵式 11 1 发动机前置 后桥驱动的传动系 四 传动系的布置 12 2 发动机后置 后桥驱动的传动系 13 3 发动机前置 前桥驱动的传动系 14 4 越野汽车的传动系 15 第二节离合器 16 1 离合器的功用 保证汽车平稳起步汽车起步是完全从静止状态转变到行驶状态的过程 在发动机发动后 汽车起步前 驾驶员用踏板将离合器分离 使发动机与传动系脱开 再将变速器挂上档位 然后使离合器逐步接合 一 离合器的概述 17 为使发动机转速不致下降 同时应加大油门 使发动机的转速始终保持在最低稳定转速以上 不致熄火 随着离合器结合程度的逐渐增大 发动机经传动系传给驱动轮上的扭矩也逐渐增加 至驱动力足以克服汽车起步阻力时 汽车从静止状态开始转变为行驶状态 并遂渐加速 18 保证传动系换挡时工作平顺 汽车行驶过程中 为了适应不断变化的行驶状况 变速器需要经常换用不同档位工作 换档前必须将离合器分离 以便中断动力 使原档位的啮合齿轮副脱开 并使变速器待接合部位的圆周速度逐渐相等 同步 以减轻其啮合时的冲击 换档完毕后 再使离合器逐渐接合 以使汽车换用不同档位行驶 19 防止传动系过载 当汽车紧急制动时 驱动车轮突然减速 如果没有离合器 则发动机将因和传动系刚性连接而急剧降低转速 使发动机和传动系中的运动件产生很大惯性力矩 其数值将远远超过发动机正常工况下所发生的最大扭矩 从而使传动系过载而造成机件损坏 20 有了离合器 即使在紧急制动时驾驶员来不及分开离合器 由于离合器的主从动部分间的摩擦只能传递一定大小的扭矩 约为发动机输出额定扭矩的1 4 2倍 当惯性力矩超过此数值时 离合器则打滑 从而消除了传动系过载的可能 因此 离合器限制了传动系可能承受的最大扭矩 同时防止了传动系过载 21 2 离合器的性能要求 能可靠地传递发动机的最大扭矩 而不打滑 保证发动机与传动系结合平顺 柔和 保证发动机与传动系分离迅速 彻底 从动部分的转动惯量要尽可能小 以减少换挡时齿轮的冲击 具有良好的热稳定性 保证离合器工作可靠 操纵轻便 结构简单 维修方便 22 3 离合器的型式 摩擦式离合器 液力式离合器 电磁式离合器 23 二 摩擦式离合器 24 1 摩擦式离合器的型式 按从动盘的数目分单片式双片式 按压紧弹簧的型式分膜片弹簧式多簧式中央弹簧式 按操纵方式分机械式液压式气压式 25 2 摩擦式离合器的基本组成 26 主动部分 组成 飞轮 压盘 离合器盖主动部分由飞轮 压盘和离合器盖等组成 离合器盖用螺钉固定于飞轮的后端面上 压盘通过传动片与离合器盖相连 可作轴向移动 飞轮与曲轴固定在一起 只要曲轴旋转 发动机动力便可通过飞轮 离合器盖带动压盘一起转动 27 28 从动部分组成 从动盘 从动轴从动部分由从动盘和变速器第一轴组成 变速器第一轴通过轴承支承于曲轴后端中心孔内 29 30 压紧部分组成 膜片或螺旋弹簧 压紧装置由膜片弹簧或若干螺旋弹簧组成 安装于压盘与离合器盖之间 沿周向均匀分布 把压盘 飞轮 从动盘相互压紧 31 操纵机构组成 分离杠杆 浮动支承 踏板 回位弹簧拉杆调节叉 分离叉 分离轴承 操纵机构由分离杠杆 弹簧 踏板 拉杆 调节叉 回位弹簧 分离叉 分离轴承等组成 分离杠杆中部铰接于离合器盖的支架上 内端则铰接于压盘上 通过弹簧的作用消除因分离杠杆支承处存在间隙而前后晃动产生的噪声 32 分离轴承压装在分离套筒上 分离套筒装在变速器第一轴承盖上 分离叉是中部带支点的杠杆 拉动分离叉下端便可通过分离轴承 分离杠杆向后拉动压盘 从而解除压盘对从动盘的压力 33 34 离合器接合时的工作 当发动机工作时 飞轮带动离合器主动部分压盘 离合器盖一起旋转 由于在压紧弹簧的作用下 压盘和从动盘被紧压在飞轮上 而使从动盘结合面与飞轮 压盘产生摩擦力矩 并通过从动盘带动变速器第一轴一起旋转 3 摩擦式离合器的工作原理 35 发动机的动力便传给了变速器 当从动盘与飞轮 压盘间的摩擦力矩大于发动机的输出扭矩 从动盘与飞轮等速转动 扭矩正常输出 反之 从动盘与飞轮间产生滑转 36 离合器分离时的工作 当驾驶员踩下踏板时 通过联动件 使分离轴承前移 压在分离杠杆上 使压盘产生一个向后的拉力 当大于压紧弹簧的弹力时 从动盘与飞轮 压盘脱离接触 发动机则停止向变速器输出动力 37 汽车起步时的工作 当缓慢放松踏板时 通过联动件作用在压盘上的拉力逐渐减小 在压紧弹簧的作用下 从动盘与飞轮 压盘接合程度逐渐增加 其摩擦力矩逐渐增大 当大于汽车通过传动系统作用在从动盘上的阻力扭矩时 从动盘便与飞轮等速转动汽车起步 38 三 典型离合器 39 1 膜片式离合器 40 2 多簧式离合器 41 3 中央弹簧式离合器 42 四 离合器操纵机构 43 1 操纵机构的作用 使离合器迅速彻底分离适应换档需要 并使之柔和接合以满足汽车平稳起步的需要 44 机械式操纵机构 杆件式 杠杆式操纵机构由踏板 回位弹簧 拉杆调节叉 分离叉 分离轴承等组成 当踩下离合器踏板时 使踏板轴转动并带动调节叉向后运动 分离叉在调节叉的作用下 以球头销为支点通过分离轴承将离合器的分离杠杆外端向前推 内端向后拉 使离合器分离 当放松踏板时 在回位弹簧作用下 各部件回位 离合器重新接合 2 操纵机构的种类 45 杠杆式操纵机构结构简单 工作可靠 但杠杆间的铰接多 中间磨损大 当车身和车架发生变形时 影响其正常工作 46 47 液压式操纵机构 液压式操纵机构由踏板 主缸 储液罐 工作缸 分离板 分离轴承 助力弹簧及管路系统等所组成 液压操纵机构具有摩擦阻力小 重量轻 操纵轻便 接合柔和 布置方便 不受车身车架变形的影响等优点 另外由于采用了吊挂式踏板 提高了车身内的密封性 因此应用较为广泛 48 49 五 离合器的常见故障 1 离合器打滑2 离合器分离不彻底3 离合器发响4 起步时离合器发抖 50 1 离合器的分解 六 离合器的检修与调整 51 52 2 主要机件的检查 53 54 55 3 离合器的装复 56 57 58 4 离合器的调整 59 60 61 第三节手动变速器 62 1 变速器的功用 改变传动比 以扩大发动机输出扭矩和转速的变动范围 满足汽车行驶中各种条件下对牵引力和车速的要求 同时使发动机在较为经济的工况下工作 一 变速器的概述 63 设置倒档使汽车在发动机旋转方向不改变的前提下 能倒向行驶 设置空档在发动机正常工作时 切断发动机的动力传递 以满足需要发动机运转 而不需要汽车行驶的要求 64 2 变速器的性能要求 具有合理的档数和适当的传动比 具有倒档和空档 传动效率高 操纵轻便 工作可靠 无噪声 结构简单 体积小 重量轻 维修方便 65 3 变速器的型式 按传动比变化方式分有级式变速器无级变速器综合式变速器 按操纵方式分手动变速器自动变速器 66 二 变速器的工作原理 67 1 变速器的变速及变扭原理 一对啮合传动的齿轮 设小齿轮齿数为17齿 大齿轮齿数为34齿 则在相同时间内 小齿轮转2周而大齿轮只能转1周 即小齿轮转速为大齿轮转速的2倍 可见两齿轮的转速与齿数成反比 若小齿轮是主动齿轮 它的转速经大齿轮 从动齿轮 传出时转速就降低了 反之 以大齿轮为主动 它的转速经小齿轮 从动齿轮 传出时转速就升高了 汽车用齿轮式变速器就是根据这一变速原理 利用若干齿数不同的齿轮搭配啮合传动来实现变速的 68 2 变速器的变向原理 由于相啮合的一对齿轮旋向相反 所以每经过一对外啮合齿轮副 则改变一次转向 如图a所示 经过两对齿轮 1和2 3和4 的传动其输出轴 与输人轴I的转向相同 这就是普通三轴式变速器在汽车前进时的传动情况 若在中间轴与输出轴之间再加第四根轴 并在其上装有惰轮5 则又多了一对外啮合齿轮副 从而使输出轴 与输人轴I的转向相反 如图b 这就是三轴式变速器倒车时的传动情况 惰轮5为倒档齿轮 其轴称倒档轴 69 70 三 典型齿轮式变速器 71 结构分析 1 变速传动机构 二轴式变速器 72 各档的动力传递情况 73 三轴式变速器 74 75 2 同步器 76 77 78 79 3 变速操纵机构 80 81 82 83 84 第四节自动变速器 85 一 概述1 液力机械自动变速器的功用 汽车起步更加平稳 能吸收和衰减振动与冲击 从而提高了乘坐的舒适性 能以很低的车速稳定行驶 以提高车辆在坏路面上的通过性 能自动适应行驶阻力的变化 在一定范围内进行无级变速 有利于提高汽车的动力性和平均车速 86 2 液力机械自动变速器的特点 汽车起步更加平稳 能吸收和衰减振动与冲击 从而提高了乘坐的舒适性 能以很低的车速稳定行驶 以提高车辆在坏路面上的通过性 能自动适应行驶阻力的变化 在一定范围内进行无级变速 有利于提高汽车的动力性和平均车速 87 液力传动的工作介质是液体 能使传动系统承受的动载荷大为减轻 因而提高了有关部件和零件的使用寿命 明显地减少换挡操作 有利于提高汽车行驶的安全性 主要缺点是结构复杂 成本较高 低速区传动效率低 88 2 液力机械变速器的种类 1 按传动比变化方式分 1 有级式自动变速器2 无级式自动变速器3 综合式自动变速器 89 2 按汽车的驱动方式分 1 后驱自动变速器2 前驱自动变速器 90 3 在变速系统的控制方式分 1 液控液力自动变速器 AT 2 电控液力自动变速器 AMT 91 二 液力机械自动变速器 92 自动变速器通常由液力变扭器 机械式变速器 液力系统 控制系统及操纵系统组成 93 94 一 液力变扭器 根据结构的不同分为液力变扭器和带锁止离合器的液力变扭器两种 95 1 液力变扭器 结构分析 主要零件如图所示 它有旋转的泵轮和涡轮以及固定不动的导轮三个元件组成 各工作轮用铝合金或钢板冲压焊接而成 泵轮和液力变扭器外壳连成一体 用螺栓固定在发动机曲轴后端的凸缘上 壳体做成两半 装配后焊成一体 涡轮通过输出轴与传动系的其它部件相连 导轮则固定在不动的套简上 其内充满工作液 泵轮 涡轮和导轮三者之间保持一定的间隙 96 97 工作原理 当发动机曲轴带动变扭器工作时 工作轮中的液流由泵轮沿着叶片以一定的绝对速度冲向涡轮叶片 并沿着叶片流向涡轮冲向导轮 然后液流再从固定不动的导轮叶片流入泵轮中 当液体流过叶片时 由于液流受叶片的作用 其方向发生变化 使得液流对涡轮的作用扭矩等于液流对导轮和泵轮作用扭矩之和 这样 经涡轮输出的扭矩变大了 98 99 2 带锁止离合器的液力变扭器 结构分析 带锁止离合器的液力变扭器的结构如图所示 其锁止离合器由主动部分和从动部分构成 传动盘和活塞 即压盘 是主动部分 它们与泵轮一起旋转 从动部分由装在涡轮轮毂花键的从动盘上 100 2 带锁止离合器的液力变扭器 101 工作原理 当汽车起步或在坏路面上行驶时 控制系统使操纵油缸活塞左腔无油压 导致锁止离合器分离 变扭器起作用 这样可充分发挥液力传动自动适应行驶阻力剧烈变化的优点 当汽车在良好道路上行驶时 涡轮高速转动 控制系统使活塞左腔与控制油路接通 压力油经油道进入工作腔 推动活塞右移 锁止离合器接合 使变扭器的输入轴与输出轴成为摩擦连接 变扭器器不起作用 使传动效率最高 同时提高了汽车的行驶速度和燃料经济性 102 当车辆低速行驶时 油液流至锁止离合器片的前端 锁止离合器片与前盖脱开 动力由发动机 前盖 泵轮 涡轮 输出轴 1 锁止离合器 103 当车辆以中速和高速行驶时 油液流至锁止离合器片的后端 使离合器与前盖一起转动 动力由发动机 前盖 锁止离合器片 涡轮 输出轴 104 2 单向离合器 a 滚柱式单向离合器由外座圈 内座圈 滚柱及弹簧组成 105 当涡轮转速较低 与泵轮转速差较大时 从涡轮流出的液体冲向导轮叶片 力图使导轮逆时针转动 但由于滚柱楔紧在滚道的窄端 导轮同单向离合器外座圈卡紧在内座圈上 使变扭器的输出扭矩增加 当涡轮的转速升高到一定程度时 液流对导轮的冲击力反向 导轮带滚柱滚向楔槽的宽端 单向离合器的锁止作用解除 导轮与涡轮同向转动 106 b 楔块式单向离合器 在低速区时 油液使外圈相对于内座圈逆时针转 楔块在摩擦力作用下也逆时针转 因楔块的长对角线棱边距离大于内外座圈的间距 致使外座圈被楔块卡死不能转动 导轮被锁止 此为变矩器增大扭矩的工作状态 107 在高速区时 液流使外座圈相对于内座圈顺时针转动时 楔块在摩擦力作用下也顺时针转 使楔块短对角线的棱边对着内外座圈的表面 因楔块短对角线棱边的距离小于内外座圈的间距 所以外座圈可以自由转动 即导轮锁止解除 变矩器起偶合作用 108 1 行星齿轮式变速器传动的基本原理 n1 n2 1 n3 0其中 n1 中心轮转速 n2 齿圈转速 n3 行星架转速 齿圈与中心轮的齿数比 二 机械式变速器 109 110 2 定轴式变速器 111 3 金属带式变速器 112 三 液力系统 液力机械自动变速器的液力系统一般由供油部分 执行机构和冷却系统组成 1 供油部分由油泵 调压阀 安全阀和滤清器等组成 113 1 油泵 向变矩器提供工作油液 向控制机构 执行机构供应压力油以实现换档 向行星齿轮变速器供应润滑油 114 内齿啮合式油泵 内齿啮合式油泵通常安装在变扭器与前阀体之间 由变扭器的泵轮来躯动 它除了向控制系统和执行机构供应压力油实现换挡外 还向液力变扭器供应工作油液 向行星齿轮变速器供应润滑油 油泵的排量取决于变扭器尺寸及执行机构工作缸尺寸 数目及油路的繁简 通常轿车油泵的排量为10 20L 1000r 115 116 摆线转子泵 117 叶片泵 118 径向柱塞式液压泵 由于其流量可控 工作效率较高 已逐渐应用在小型乘用车的自动变速器上 119 2 调压机构 油泵是由发动机经液力变扭器直接带动的 当发动机高速运转时 油泵的泵油量会大大超过自动变速器的需要油量 导致油压过高 发动机负荷增加 为此在油道中安装了主调压阀和二次调压阀 120 121 3 安全阀 限制油泵最高输出压力 保证操作系统安全 并联于油道上 当油泵出油道压力超过限定值时 打开阀门卸荷 4 滤清器 对油液进行过滤 122 2 执行机构 由离合器 制动器 单向离合器三种装置组成 它们在实际工作中 根据汽车行驶条件不同 通过一定的规律对行星齿轮机构的某些元件进行连接 锁止或固定 使行星齿轮机构得到不同的传动比 从而实现各挡位的变化 123 1 离合器 a 作用 用于输入轴 中间轴 输出轴 行星齿轮机构中元件的连接 实现扭矩的传递 124 b 工作原理 125 2 制动器 a 作用 将行星齿轮系三元件中任一元件与变速器壳体相连 使该元件制动 126 127 b 摩擦片式制动器 128 c 带式制动器 129 工作原理 130 3 单向离合器 131 3 冷却系统 132 四 控制系统 1 液力控制系统 133 134 图1 95所示为红旗CA7560型乘用车自动变速器的控制系统 由换挡信号系统 节气门阀和离心调速器阀 换挡阀 手控制阀 换挡阀 系统 缓冲安全系统 缓冲阀 低挡限流阀 和滤清冷却系统组成 其作用是按照来自驾驶员和各传感器发出的控制信号 将油泵输出的压力加以精确调节 并输入换挡阀系统控制执行机构工作 完成换挡 此外 还能保证换挡过程的正常进行并改善换挡过程的平顺性 135 136 控制过程 选挡手柄置于 空 位置如图1 95所示 直接挡离合器油缸及低挡制动器油缸的各工作腔均与泄油相通 而通往倒挡制动器油缸的通道又被切断 故变速器处于空挡 但主油路调压阀和变扭器阀仍正常工作 以保证向液力变扭器和行星齿轮变速器供油 137 138 选挡手柄置于 前 位置如图所示 当汽车起步时 节气门阀压力油进入低挡制动器油缸 活塞被推向下移 使低挡制动器箍紧 挂上了低速挡 随车速的提高调速器油压不断升高 换挡阀打开通往直接挡离合器和低挡制动器油缸的通道 使直接挡离合器接合 低档制动器松开 由低速档自动挂入直接挡 139 140 选挡手柄置于 低 位置与上述低速挡情况相比 手控制阀中增加了一支输出油路 使换挡阀受调速器阀油压作用和主油路油压共同作用 而无法右移 即不可能跳回直接挡 故汽车将保持低速挡行驶 141 142 选挡手柄置于 倒 位置此时手控制阀滑阀在最右端位置 主油路压力油只能通往液力变扭器和低挡制动器油缸 使倒挡制动带箍紧 从而挂上倒挡 143 144 2 电液式控制系统 主要由传感器 控制开关 电控单元和执行机构组成 145 146 1 传感器部分 节气门位置传感器将节气门的位置和油门踏板踏下的速度信息传给自动变速器控制单元 用于计算按载荷变化的换挡时刻 调整油压 147 车速传感器位于行星齿轮变速器的壳上 用来检测输出轴的转速 此信号传给控制单元 用来判断行星齿轮变速器所应换入的挡位及控制液力变扭器锁止离合器的工作 冷却水温传感器用来检测发动机工况 变速器油温传感器位于自动变速器内滑阀箱上的输油管上 用于感知变速器机油的温度 当油温超过某一温度时 锁止离合器接合 变扭器卸荷 若油温仍不下降 ECU便会使变速器自动降一挡 148 发动机转速传感器输出发动机转速的信号 此信号用于将发动机的转速与车速相比较 识别出锁止离合器打滑的情况 149 2 控制开关 包括挡位开关 制动灯开关和模式选择开关 150 3 电控单元 ECU 能实现换挡时刻的控制 主油路压力控制 自动模式控制 锁止离合器控制 发动机制动控制 改善换挡质量控制 故障自诊断和失效保护控制 151 4 执行元件 由电磁阀 离合器 制动器和单向离合器等组成 152 五 操纵机构 由选挡手柄 换挡阀及联动件组成 153 三 典型自动变速器 一 辛普森式自动变速器 154 155 156 157 二 拉威挪式自动变速器 158 159 行星齿轮变速机构 如图所示 该行星齿轮机构为拉威那式结构 采用一大一小2个中心轮 3个长行星齿轮 3个短行星齿轮组成 所有行星齿轮共用1个行星齿轮架和1个齿圈 长行星齿轮分两段 可使三 四挡转换更平顺 小中心轮1与短行星齿轮啮合 短行星齿轮充当惰轮驱动长行星齿轮 长行星齿轮与大中心轮和齿圈 3个多片离合器分别控制中心轮 1和行星齿轮架 并以齿圈为动力输出端 160 161 控制系统 162 各挡动力传动路线 163 三 金属带式自动变速器 164 由带锁止离合器的液力变扭器 双行星轮行星齿轮机构 金属带无级变速器 液压系统和电子控制系统组成 165 1 结构分析 1 金属带 由多个金属片和两组金属环组成 金属带在两侧工作轮挤压力的作用下实现动力传递的 166 167 2 工作轮 由固定部分和可移动部分组成 可移动部分在液压控制系统的作用下可作轴向移动 能连续改变金属带的工作半径 从而实现无级变速传动 168 169 3 液压系统 由液压泵 液压控制单元 主 从动工作轮液压油缸 前进挡离合器和倒挡离合器等组成 该变速器采用径向柱塞式液压泵 170 4 电子控制系统 电控单元根据发动机转速 车速 制动信号 节气门开度和选挡手柄位置信号 向液压控制单元发出指令 控制主 从动轮液压油缸中的油液压力 使其可移动部分轴向移动 改变工作半径 实现无级自动变速 171 172 2 动力传动路线 发动机的动力经液力变扭器 或锁止离合器 行星齿轮机构 金属带无级变速器 主见速器 差速器 半轴 驱动车轮 汽车的前进与倒向行驶是通过控制前进离合器与倒挡离合器的接合 分离来实现的 173 174 175 四 自动变速器常见故障与排除 176 1 汽车不能行驶 1 故障现象无论换挡操纵手柄位于倒挡 前进挡或低速挡 汽车都不能行驶 或汽车起动后能行驶一小段路程 但车一热 就不能行驶 177 2 故障原因 自动变速器的底壳破裂 变扭器内无油 换挡操纵手柄及手动滑阀摇臂之间的连杆或拉索松脱 手动滑阀仍保持在空挡或驻车挡位置 油泵损坏或滤网堵塞 主油路严重泄漏 178 3 故障的判断与排除 检查自动变速器油面高度 若过低则说明有严重漏油处 应对其修复后并加注新油至标准液面位置 检查自动变速器换挡操纵手柄与手动滑阀摇臂之间的连杆或拉索是否松脱 必要时应予修复并重新调整 179 起动发动机 将换挡操纵手柄拨至前进挡或倒挡位置 通过测压孔检测主油路中油压 必要时应更换油泵或滤网 若油压正常应检查行星齿轮变速器 若冷年起动主油路中压力正常 但热车后压力明显下降 则说明油泵磨损过甚 180 2 自动变速器打滑 1 故障现象汽车起步或行驶中踩下加速踏板 发动机转速很快升高 而车速升高缓慢 汽车在平路行驶基本正常 但上坡无力 且发动机转速较高 181 2 故障原因 自动变速器油面太低 离合器或制动器摩擦片 制动带磨损过甚或烧焦 油泵磨损过甚或主油路漏油 单向离合器打滑 182 3 故障的判断与排除打滑是自动变速器的最常见故障之一 首先检查油面高度及油的品质 将油液高度调至正常 若油液呈棕黑色并伴有焦味 说明离合器或制动器的摩擦片 制动带烧焦 应拆解变速器并更换 检查主油路压力 若液面高度正常 但油压低 应对油泵及阀板进行检修 并更换密封圈 进行路试 以确定打滑的挡位和打滑程度 对损坏机件进行维修 183 3 自动变速器不能升挡或升挡过迟 1 故障现象 汽车在行驶中 自动变速器始终保持在一个挡位而不能升挡 升挡车速明显高于标准值 必须采用加速踏板提升挡的操作方法 才能使其升入高档或超速挡 184 2 故障原因 节气门拉索或节气门位置传感器调整不当 换挡阀卡滞 主油路中油压过高 强制降挡开关短路 各挡制动器或直接挡离合器故障 185 3 故障的判断与排除 对于电子控制的自动变速器 应先进行故障自诊断操作 并按故障码查找故障原因 按标准重新调节气门拉索或节气门位置传感器 检查主油路中油压并进行凋整 若控制系统无故障 则应分解自动变速器并检查各执行元件 186 4 自动变速器不能强制降挡 1 故障现象汽车以三挡或超速挡行驶时 突然 将加速踏板踩到底 自动变速器不能立即降低一个挡位 而使汽车加速无力 2 故障原因 节气门拉索或节气门位置传感器调整不当 强制降挡开关损坏或安装不当 强制降挡控制阀卡滞 187 3 故障的判断与排除 按标准重新调整节气门拉索或节气门位置传感器 检查强制降挡开关 在加速踏板踩到底时 强制降挡开关的触点应闭合 反之 松开踏板时 触点应断开 否则应重新进行调整或更换 拆卸阀板总成 分解并清洗检查强制降挡空挡阀 若阀芯卡滞 应进行抛光或更换 188 5 自动变速器频繁跳挡 1 故障现象汽车以前进挡行驶中 即使加速踏板保持不动 自动变速器仍然会经常出现突然降挡现象 使发动机转速异常升高 并产生换挡冲击 2 故障原因 节气门位置传感器故障 车速传感器故障 控制系统故障 189 3 故障的判断与排除 对于电控自动变速器 应先进行故障自诊断 按故障码查找故障原因 检测节气门位置传感器 如有异常 则应更换 检测车速传感器 有故障则应更换 检查控制系统电路各接地线的接地状态及换挡电磁阀线束接头的连接情况 若松动应以修复 检查控制系统电路各接线角的电压 更换控制系统所有线束 190 6 自动变速器异晌 1 故障现象汽车运转中 自动变速器内始终有异响 汽车行驶中自动变速器有异响 当停车挂空挡后异响消失 2 故障原因 油泵磨损过甚或油面过高 过低而产生异响 液力变扭器因锁止离合器 导轮单向离合器等损坏而产生异响 行星齿轮机构异响 换挡执行元件异响 191 3 故障的判断与排除 重新调整自动变速器油面高度 用举升机将汽车举起 起动发动机 检查各挡状态下自动变速器产生异响的部位与时刻 若任何挡位其变速器前端始终有连续的异响 则为油泵或液力变扭器异响 应拆检自动变速器并予以排除 若只有行驶中才有异响 空挡时无异响 则为行星齿轮机构异响 应分解自动变速器 检查各机件有无损坏 如有异常 则应更换 192 第五节万向传动装置 193 一 万向传动装置的功用及组成和类型 1 万向传动装置的功用和组成在轴线相交 且相对位置经常变化的转轴间传递动力的装置 称为万向传动装置 万向传动装置一般由万向节和传动轴组件 有的还加有中间轴承 194 195 2 万向传动装置的类型万向传动装置可分为闭式和开式两种 196 二 万向节的构造与工作原理 197 1 十字轴刚性万向节 1 十字轴刚性万向节的构造图示为十字轴式刚性万向节 它由万向节叉 十字轴 滚针轴承 油封和油嘴等组成 198 199 2 刚性十字轴万向节的速度特性刚性万向节结构简单 传动效率高 因此 在现代汽车上被广泛采用 但这种刚性万向节 单个使用在两轴之间有夹角的情况下 其两轴的角速度是不相等的 当主动叉轴等角速旋转时 从动叉轴是不等角速转动 即主动轴等速转一周时 从动轴会出现两次周期性的超越或滞后变化 两轴夹角越大 角速度变化幅度也越大 200 201 3 十字轴万向节等角速传动的条件 传动轴与主动轴之间的夹角 1等于传动轴与从动轴之间的夹角 2 即 1 2 第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉处于同一平面内 202 203 2 等角速万向节 在独立悬架的转向驱动桥中 由于受轴间尺寸的限制及要求偏转角大等原因 普通万向节已不能适应其要求 所以广泛采用了多种类型的等角速万向节 常见的等角速万向节有双联式 三销轴式 球叉式和球笼式 204 双联式万向节 双联式万向节从结构原理上看 实际是一套传动轴长度减缩至最小的双刚性十字轴万向节的等速传动装置 如图所示 205 206 三销轴式万向节三销轴式万向节是由双联式万向节演变而来的 图示为转向驱动桥中的三销轴式万向节 主要由2个偏心轴叉 2个三销轴以及6个轴承 密封件等组成 207 主动叉与从动叉分别与转向驱动桥的内外半轴制成一体 主从动叉都是偏心叉 叉孔中心线与叉轴中心线互相垂直但不相交 两叉由2个三销轴连接 三销轴的大端有一穿通的轴承孔 其中心线与小端轴颈中心线重合 靠近大端两侧有2个轴颈 其中心线与小端轴颈中心线垂直而不相交 装合时 每一偏心轴叉的两叉孔与I个三销轴的大端两轴颈配合 而后2个三销轴的小端互相插入对方大端的轴承孔内 208 209 球叉式等速万向节等角速万向节的基本原理是从结构上保证万向节在工作过程中 其传为点永远位于两轴交角的平分面上 这个原理可以通过一对大小相同的锥齿轮传动来说明 两齿轮的接触点P位于两齿轮轴线交角 的平分面上 由P点到两轴轴线的垂直距离都等于r 在P点处两齿轮的圆周速度是相等的 因而两个齿轮旋转的角速度也相等 210 211 212 图示为球叉式万向节的构造 主动叉和从动叉上各有4个曲面凹槽 装合后形成2个相交的环形槽 作为钢球的滚道 4个传动钢球放在凹槽中 中心钢球放在两叉中心的四槽内用以定心 213 214 球笼式万向节球笼式万向节结构 如图所示 它由星形套 钢球保持架 球笼 球形壳等组成 星形套以内花键与主动轴相连 其外表面有凹槽形成内滚道 球形壳内表面也有相应的凹糟 形成外滚道 6个钢球分别装在各条四槽中 并由保持架保持在一个平面内 215 216 217 3 万向传动装置的布置形式 常见汽车万向传动装置的布置形式见图 图c d e为越野汽车万向传动装置的布置形式 其中图为三桥式的轴驱动的越野汽车布置形式 图d e为三桥式的布置形式 图d为贯通式结构 图e为非贯通式结构 非贯通式传动轴必须采用中间支承 并将其固定在桥壳上 218 219 4 传动轴和中间支承 传动轴传动轴是连接变速器 或分动器 与驱动桥的部件 其作用是将变速器 或分动器 传来的扭矩传给驱动桥 传动轴有空心轴和实心轴两种 多数是做成空心的 一般由厚薄均匀的薄钢板卷焊而成 对于超重型货车采用无缝钢管制成 而对于转向驱动桥 断开式驱动桥或微型汽车的传动轴通常制成实心的 在传动轴的两端分别焊有带花键的轴头和万向节叉 220 221 中间支承 传动轴分段时 应加中间支承 通常中间支承安装在车架横梁上 它具有补偿传动轴轴向和角度方向变化或车架变形等所引起的位移 222 223 解放CA1091型汽车传动轴如图所示 传动轴分两段 由3个十字轴万向节相连接 中间传动轴用双列圆锥滚子轴承支承装在车架横梁下 主动轴带有滑动花键 可以伸缩 以改变传动轴的长度 224 三 万向传动装置的维护 225 十字刚性万向节使用中应注意的问题 检查传动轴十字轴轴承及中间支承有无松旷 如轴承磨损松旷应及时更换 检查各叉型凸缘螺母的紧固情况 并紧固螺栓或螺母及凸缘连接螺栓 定期向万向传动装置的轴承加注润滑脂浸润 226 2 球笼式等角速万向节使用中应注意的问题 应经常检查球笼式万向节的防尘罩 因一旦进入灰尘 将引起万向节磨损失效 发现防尘罩破损应立即更换 保养中应检查球笼式万向节的钢球和滚道有无磨损松旷 卡滞 生锈或损坏 如有应予更换新件 装配球笼式万向节时 应加注润滑脂 并更换防尘罩 227 四 万向传动装置的故障诊断和排除 传动轴在万向节轴承和各连接部位的磨损松旷以及传动轴弯曲 动平衡不良等均会引起万向传动装置出现故障 常见故障有 传动轴的摆振和发响 228 1 传动轴的摆振 1 故障现象汽车起步时 有响声 并伴有振动的感觉 变换车速时 响声明显 2 诊断方法将汽车后轮架起 起动发动机并使传动轴高速旋转 在收油门时察看传动轴振摆情况 若摆振明显 检查传动轴是否弯曲或平衡片是否脱落 如无异常 应检查伸缩管的花键齿配合间隙是否因磨损过度而松旷 229 若汽车在起步和行驶时都有响声并伴有振动的感觉 说明中间轴承松动 若制动时产生沉闷的金属敲击声 可能是后桥骑马螺栓松动 若响芦随车速增高而增大 脱挡滑行时声音清晰 多为中间轴承损坏或歪斜 230 3 故障原因和排除 传动轴不平衡量偏大由于传动轴不平衡 其不平衡质量会使传动轴的质心偏离其旋转中心线而产生震抖 传动轴弯曲 径向圆跳动过大当传动轴出现振动时 可将汽车顶起 用百分表检查传动轴的径向圆跳动 如传动轴圆跳动超过标准极限值时 应对传动轴进行校正或更换 231 万向节凸缘叉与花键发卡 更换万间节 传动轴上平衡片脱落 焊补平衡片 中间轴承松动歪斜或损坏 调整或更换中间轴 232 2 传动轴发晌 1 故障现象汽车行驶中底部发出不正常响声 2 诊断方法应检查传动轴是否弯曲或平衡片脱落 如无异常 拉紧手制动器 用手握住传动轴晃动 若感觉晃动量大时 即为传动叉花键齿磨损松旷或万向节轴承磨损松旷 若不晃动 放松手制动器再用手握传动轴晃动 发现手制动盘 或毂 晃动 说明变速器输出轴花键与凸缘花键槽磨损过甚 233 3 故障原因和排除 万向节十字轴及滚针轴承磨损或滚针裂碎 更换滚针轴承 传动轴花键轴与花键套的花键及花键槽磨损 应更换 万向节突缘叉紧固螺母松动 予以紧固 变速器输出轴花键与突缘花键槽磨损过甚 应更换新件 234 传动轴中间支承发响 中间轴承磨损过大所致 应更换中间轴承 中间轴承支架螺栓或中间突缘螺栓松动 应紧固 减速器主动齿轮的锁紧螺母松动 应紧固 235 五 万向转动装置主要零件的检修 236 1 万向节的检修 1 万向节的分解解放CA1091汽车万向节分解时 首先将轴承锁片盖板螺栓及盖板取下 再用手推出十字轴滚针轴承壳 取下十字轴 然后从十字轴上取下轴承滚针 油封等 万向节十字轴滚针轴承壳用手推不出来时 可用手锤敲打焊接叉 将滚针轴承震出 便可取下十字轴 237 238 2 万向节的检修万向节拆卸后应将零件进行清洗 擦干后进行检查 万向节十字轴不得有裂纹 十字轴各轴颈表面严重拉伤 金属剥落 压痕滚针碎裂 轴承外圈与万向节叉的轴承配合过松 十字轴颈与滚针轴承配合间隙超过0 25mm 轴承外圈有裂纹等 应更换新件 轴承与十字轴颈配合间隙的检测如图 万向节轴承盖板 轴承盖上的止动突起部分应完整无损 否则应予修复或更换 239 240 2 传动轴的检修 1 拆卸传动轴 拆卸传动轴前应将汽车前后轮楔住 先拆下传动轴万向节与后桥主减速器突缘相接的4个螺栓并使其分离 再拆下传动轴前端突缘叉与申间传动轴突缘叉相连接的4个螺栓 用手托住滑动叉 用手锤向后轻敲滑动叉即可拆下传动轴 拆下中间传动轴与变速器输出轴突缘的连接螺母 再拆下中间传动轴承支架与车架中横梁连接的2个螺栓 然后将中间传动轴连同中间支承一起拆下 241 2 传动轴的检修 传动轴花键齿与滑动叉配合间隙的检查 如图所示 最大间隙不得超过0 4mm若间隙过大则应更换新件 242 传动轴径向圆跳过的检查如图所示 其最大圆跳动量不大于0 8mm 当超过极限值时 应采用在压床上进行冷压校正 243 3 传动轴中间支承的检修当传动轴中间支承轴承的轴向间隙大于0 3mm时 应对中间支承总成解体 解体前检查橡胶垫环有无老化 中间支架有无裂损 橡胶垫环与中间支架配合是否松动 否则应更换橡胶垫环及修复中间支架 解体后 检查轴承内外圈的滚道及滚子表面不应出现损坏及疲劳剥落 及烧蚀等现象 否则应更换新件 测量中间轴承径向游隙和轴向游隙如图a b 如间隙超过标准极限值时应更换新件 244 245 六 桑塔纳轿车万向传动装置的拆卸与检修 246 1 万向节的拆卸 1 用钢锯将万向节防尘罩上的夹箍锯开 拆下防尘罩 247 2 用铜锤或木锤下外万向节 RF 外圈 248 3 拆卸弹簧锁圈 249 4 用专用工具压出万向节内圈 5 拆卸万向节前 在球笼和外星轮上标出内星轮位置 250 6 外万向节的分解 用手转动球笼及内星轮 取出钢球 251 用力转动球笼直至两方孔与外星轮垂直方向 取出球笼及内星轮 星形套 252 把内星轮上的扇形齿旋入球笼的万孔位置 从球笼中取出内星轮 253 7 内万向节的分解 转动星形套与保持架 按垂直方向压出保持架里的钢球 从球槽上面取出保持架里的星形套 等速万向节星形套与球形壳为选配件 必须成对放置 不许互换 254 2 万向传动装置零件的检修 检查万向节外星轮 球形壳 星形套 保持架及钢球接触面有无凹痕和磨损 钢球和滚道应无锈蚀 烧蚀 剥落 裂纹 检查万向节间隙 其值不应大于0 8mm 否则应更换万向节 检查时将万向节总成内外半轴各用两块v型铁支承 用千分表的触头沿星形套圆周的切线方向触及套的凸齿 在外半轴不动的情况下来回转动内半轴 此时千分表指针的摆动量为万向节的传动间隙 内等速万向节必须整体更换 255 七 万向传动装置的装配 256 装传动轴中间支承轴承把中间支承轴承内注满润滑脂 装入橡胶垫圈 然后将垫圈 轴承一同装入中间轴承支架内 把前后毛毡的油封压入前后轴承盖上 再把前后轴承盖装在支架两侧 有油嘴的轴承盖必须装在后侧 插入螺栓后转动传动轴数圈后再紧固螺栓 然后把它装到传动轴上 再装上突缘 最后穿上开口销将槽形螺母锁紧 在橡胶垫环装人中间支承架前 应检查支架上的垫环及键是否完好 以防止垫环装后在支架内转动 1 CA1091型汽车万向装置的装配 257 258 安装万向节首先十字轴上的油嘴应朝向轴管一侧 并与套管上的油嘴同位 将十字轴轴颈套在万向节叉的轴承座孔内 再把轴承涂上润滑脂 配上油封放入轴承座孔内 并把轴承壳上凹槽与盖板螺栓孔对正 然后套在十字轴轴颈上 图1 152 用铜棒手锤将轴承壳轻敲慢慢进入轴承孔内 装上盖板再用相同方法安装另一对十字轴与万向节 如图1 153所示 259 260 安装伸缩花键套装前先在伸缩花键内均匀涂润滑脂 然后按装配记号把它套在传动轴上 最后旋紧油封盖 按拆下传动轴的相反次序 将传动轴安装在汽车上 并按规定扭矩拧紧螺栓螺母 向所有油嘴加注润滑脂 直到滑润脂从十字轴颈滑动叉堵盖孔和中间支承轴承盖上的通气孔挤出为止 261 2 上海桑塔纳汽车万向传动装置的装配 1 安装等角速万向节 安装外等角速万向节将规定数量的润滑脂90g的一半 45g涂在万向节上 其余涂在防尘罩内侧 将保持架连同星形套一起装入球壳体 将钢球按顺序压入保持架 应注意使整个结构与分解前一致 在万向节内装上新的开口弹性挡圈 262 安装内等角速万向节将星形套嵌入保持架 然后将钢球压入保持架 把装好后的保持架连同星形套垂直装入球形壳 安装时应使球形壳上的宽隙对准星形套的窄隙 如图所示 263 264 安装碟形座圈套如图所示 将碟形座圈装在带槽的内径与同心轴相配合的位置 265 用专用工具压入万向节内圈 然后将万向节压入轴承座 插入开口弹性挡圈 装配时星形套内径倒角必须朝向传动轴的接触轴肩 266 安装防尘罩按规定位置安装万向节防尘罩 装好后应将防尘罩小直径端拉开通气使压力平衡 然后张紧不锈钢软管卡箍 267 2 传动轴的安装下图为等角速万向传动装置的传动轴总成结构分解图 268 清除传动轴和花键上的油污 涂上埋基润滑脂 在外均匀地涂上一圈5mm厚的防护剂D6 然后装上传动轴花键套 涂防护剂的传动轴安装后应停车1h后方可使用 将球形接头重新装配在原位置 并拧紧螺母 拧紧力矩为50N m 安装球头销时 不要损坏波纹管护套 必要时检查前轮外倾角 车轮着地后拧紧轮毂固定螺母 拧紧力矩为230N m 269 第六节驱动桥 270 一 驱动桥的构造 271 1 驱动桥的作用与组成 驱动桥的作用 驱动桥的作用是将发动机传出的相关扭矩经过它传给驱动车轮 实现降速 增大扭矩的作用 驱动桥的组成 驱动桥是由主减速器 差速器 半轴和桥壳等组成 如图 272 273 断开式驱动桥组成 274 2 主减速器 1 主减速器作用与型式主减速器作用 主减速器又称主传动器 其作用是降低传动轴传来的转速增大输出扭矩 并改变旋转方 使传动轴左右旋转变为半轴的前后旋转 275 主减速器的结构类型 按减速齿轮副的级数可分为单级和双级主减速器 按主减速器速比挡数分 有单速和双速主减速器 按主减速器所在位置分 有中央主减速器和轮边主减速器 276 277 2 单级主减速器单级主减速器结构简单 体积小 重量轻 传动效率高 一般用于轿车和轻中型货车上 278 EQ1090E型采用单级准双曲面齿轮 传动比为6 33 279 280 3 双级主减速器采用双级主减速器可以获得较大传动比 保证驱动桥有足够的离地间隙 并可缩短传动轴的长度 解放CA1091型主减速器为双级主减速器 结构如图 它的第一级传动比由一对螺旋锥齿轮副主动谁齿轮和从动锥齿轮所决定 第二级传动比由一对斜齿圆柱齿轮副的第二级主动齿轮和第二级从动齿轮所决定 281 282 3 差速器 1 差速器的作用与分类差速器的作用除了把主减速器传来的动力传给驱动轮外 当左右车轮行驶条件不同时 能自动调整左有驱动车轮以不同的转速旋转 使车轮保持滚动行驶状态 现代汽车的差速器按结构分为普通锥齿轮差速器和防滑差速器 283 2 普通差速器 普通差速器的结构普通行星锥齿轮差速器由两个或4个圆锥行星齿轮 行星齿轮轴 2个圆锥半轴齿轮 垫片和差速器壳等组成 4个行星齿轮分别套在十字轴轴颈上 2个半轴齿轮与4个行星齿轮相互啮合 并一起装在差速器壳内 两半壳用螺栓紧固 中型以下轿车传递扭矩小 可用两个行星齿轮 而行星齿轮轴 是一根带锁止销的直轴 速器壳制成整体式框架 284 285 286 普通差速器的工作原理差速器的工作原理如图所示 汽车处于直线行驶状态 行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转 两半轴齿轮同速转动 汽车直线行驶 当汽车转弯时 行星齿轮既有公转 又有自转 使两半轴齿轮以不同速转动 允许两后轮以不同转速转动 287 288 主减速器传来的扭矩经差速器壳传给十字轴至行星齿轮 再由行星齿轮传给左右两半轴齿轮 行星齿轮相当一个等臂杠杆 而两个半轴齿轮半径也相等 因此 实际上可以认为差速器分配给两侧车轮的扭矩大小是相等的 不管左右车轮转速是否相等 而扭矩总是平均分配的 289 290 4 半轴和桥壳 1 半轴半轴是在差速器和驱动轮之间传递动力的实心轴 其内端通过花键齿与半轴齿轮连接 外端与驱动轮的轮载相连 半轴与轮毂在桥壳上的支承型式决定了半轴的受力情况 现代汽车基本上采用全浮式半轴艾承和半浮式半轴支承两种型式 291 全浮式半轴支承 全浮式半轴的半轴凸缘一端与轮鼓相连 轮载通过两个相距较远的轴承支承在桥壳上 半轴另一端通过半轴齿轮轮毂支承于差速器壳两侧轴颈孔内 而差速器壳又以两侧轴颈通过轴承支承在桥壳上 用这样的支承 半轴与桥壳没有直接联系 即半轴两端均不承受任何弯矩及反力故称全浮式 所谓全 浮 即指卸除半轴的弯曲载荷而言 全浮式支承的半轴易于拆装 只需拧下半轴突缘盘上的螺栓 即可将半轴抽出 而车轮和桥壳照样能支持汽车 292 293 半浮式半轴支承图1 170为半浮式支承示意图 与全浮式内端相同 半轴与桥壳不受弯矩 同样是借差速器壳轴颈通过轴承支承在桥壳上 外端与轮毂直接配合 且半轴直接通过轴承支承在桥壳上 显然 此时作用在车轮上的各种反力都必经过半轴传给驱动桥壳 由于这种文承型式半轴内端不承受弯矩 外端却承受全部弯矩 故称为半浮式 294 295 2 桥壳 整体式桥壳其中部为一环形空心壳体 两端压入半轴套管 并用螺钉止动 半轴套管于壳中伸出部分安装轮毂轴承 端部制有螺纹用以安装轮毂轴承调整螺母和锁紧螺母 桥壳上突缘盘用来固定制动底板 主减速器 差速器预先装在主减速器壳内 并用螺钉固定在桥壳环状空心壳体前端面上 桥壳后端面的大孔可用来检查主减速器的工作情况 后盖上装有检查油面用的螺塞 296 整体式桥壳常见有整体铸造 中段铸造压入钢管 钢板冲压焊接等型式 297 分段式桥壳分段式桥壳一般由两段组成为一个由两段组成的两段式桥壳 中间用螺栓连成一体 它由主减速器壳 盖和两个半轴套管组成 分段式桥壳铸造加工简便 但维修 保养十分不便 当拆检主减速器时 必须把整个驱动桥从汽车上拆卸下来 目前很少采用 298 299 二 驱动桥维护 300 放出变