经典汽车构造(上)详解.ppt

第十三章汽车传动系概述,2、传动系的作用,5、液力式传动系统,1、组成(图):,3、各组成部分及作用,4、传动系的布置形式,离合器+,变速器+,万向传动装置+,驱动桥,6、电力式传动系统,2、传动系的作用,2.1实现减速增扭,2.2实现变速,2.3实现倒车,2.4必要时中断传动系的动力传递,2.5使两侧驱动车轮具有差速作用,机械式传动系示意图,液力式,液力机械式(图),静液式(图),3、各组成部分及作用,A、离合器：,B、变速器：,C、万向传动装置：,D、主减速器：,E、差速器：,F、半轴：,按需要适时切断或接合发动机与传动系之间的动力传递,变速、变扭和变旋向，同时也可切断发动机向驱动轮的动力传递,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,减速增扭，改变旋向。,将主减速器输出的动力分配给左右两半轴，并允许左右半轴以不同角速度旋转，以满足差速需要。,将差速器输出的动力传给驱动轮,图,液力机械式传动系统,在机械传动系上加装液力变矩器2,图,三档变速汽车的动力特性,图电力式,静液式传动系统:依靠油压力来传递发动机的动力,主要由液压泵2、液压马达4和液压自动控制装置等组成。,图,图前置后驱动,四驱彩图,图发动机前置前驱动,图后置后驱,实物图,图4WD,彩图,实物图,5、传动系的布置形式,发动机、离合器、变速器连成一体，安装在汽车的前部主减速器、差速器、半轴装在后桥壳中,发动机、离合器、变速器与主减速器、差速器等一起装在车前部,发动机维修方便、散热条件好，操纵机构简单,需要较长的传动轴，整车质量增加，传动效率降低,货车、中高级轿车、客车,FF,发动机前置、后轮驱动（FR）,RR,MR,4WD,除前，不需要长传动轴，传动系结构紧凑，整车质心降低，高速行驶稳定性好，乘坐舒适,前轮既是转向轮又是驱动轮，结构复杂，轮胎寿命短，爬坡能力相对较差,轿车,发动机、离合器、变速器与主减速器、差速器等一起装在车后部,传动轴短，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。,发动机散热差，传动系操纵机构复杂，维修调整不方便,大中型客车，少数轿车，菲压特126P,发动机、离合器、变速器布置在汽车中部,传动轴短，轴荷分配均匀,发动机须为水平对置或V形，维修困难，发动机对车厢影响大，影响舒适,赛车、部分大、中型客车,所有车轮都是驱动轮,可获得较大的牵引力,机构复杂,越野车,第十四章离合器,第一节概述第二节摩擦式离合器第三节离合器的操纵机构,第一节概述,1、离合器的作用和要求2、离合器的种类,(1)摩擦式离合器（重点讲解）,(2)液力偶合器,(3)电磁离合器,1、离合器的作用和要求,1.1作用,A、传递转矩,B、保证汽车平稳起步,C、便于换档,D、防止传动系过载,E、减振,1.2要求,A、保证能传递发动机输出的最大转矩而不打滑,B、分离迅速彻底，接合平顺柔和,C、散热良好,D、从动部分的转动惯量要尽可能小,E、操纵轻便,第二节摩擦式离合器,1、组成（图）,2、类型,3、单片多簧式离合器,主动部分+,从动部分+,压紧装置+,操纵机构,按从动盘片数：,单片、,双片、,多片,按弹簧类型：,周布多个弹簧、,中央弹簧、,斜置弹簧、,膜片弹簧,按操作机构：,机械式、,空气式或空气助力式,液压式、,4、膜片弹簧离合器,5、从动盘与扭转减振器,3、单片多簧式离合器,3.1结构（图）,3.2工作过程,3.3自由间隙与自由行程（图）,主动部分:,从动部分:,压紧装置:,操纵机构:,飞轮+,离合器盖+,压盘,从动盘+,螺旋弹簧,踏板+,拉杆+,分离拨叉+,分离套筒+,分离轴承+,分离杠杆+,复位弹簧,自由间隙:为了保证离合器摩擦片在正常磨损后，离合器仍能完全接合,分离杠杆内端与分离轴承之间必须预留一定量的间隙(3-4mm).,自由行程:踩下踏板时,首先必须消除这一间隙,才能开始分离离合器,消除这一间隙所需的踏板行程.,（扭转减振器）,3.2摩擦离合器工作过程（图）,A、接合状态,B、分离过程,C、接合过程,4、膜片弹簧离合器,4.1结构（图）,压紧装置：膜片弹簧,4.2工作原理（图）,4.3优点,4.4拉式膜片弹簧离合器,5、从动盘与扭转减振器,5.1共振与冲击载荷的产生,5.2从动盘的结构(图),从动片+,摩擦片+,从动盘毂,(+扭转减振器),图,膜片部分,实物图,图,压盘与离合器盖的连接关系,图膜片放大图,膜片弹簧原理图,图膜片自由行程,自由间隙:为了保证离合器摩擦片在正常磨损后，离合器仍能完全接合,分离杠杆内端与分离轴承之间必须预留一定量的间隙(3-4mm).,自由行程:踩下踏板时,首先必须消除这一间隙,才能开始分离离合器,消除这一间隙所需的踏板行程.,4.4优点(图),(1)膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的双重作用，使离合器结构简化。,(2)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。,(3)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，也不存在分离杠杆运动干涉问题,(4)膜片弹簧具有非线性的弹性特征，能随摩擦衬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。,(5)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。,图非线性的弹性,4.5拉式膜片弹簧离合器,机构更为简化，便于提高压紧力和转矩,5.1共振与冲击载荷的产生,共振：发动机发出的转矩是周期地不断变化着的，这将造成传动系中产生扭转振动，如果该振动频率与传动系的自振动频率相重合，将发生共振，对传动系零件寿命产生影响。,冲击载荷：在不分离离合器而紧急制动或快速接合离合器时,瞬间内将造成极大冲击载荷,将缩短零件的使用寿命。,从动盘结构示意图,从动片径向切有“T”形槽,外缘形成若干个扇形,并将这些扇形沿周向弯曲成波浪形,使从动盘具有一定的轴向弹性.,动力传递路线:摩擦片从动片压缩减振弹簧从动盘毂,第三节离合器操纵机构,1、类型：,人力式,气压助力式,主要用于重型卡车,2、人力式操纵机构：,2.1、机械式,杆系：节点较多、磨损大，尤其对于后置发动机远距离操纵布置比较困难。,绳索式：布置容易，结构简单，但寿命较短，拉伸刚度较小，只适用于轻型和微型车。,2.2、液压式,2.2液压式操纵机构,2.2.1组成（图）,主缸体+,工作缸+,油管,2.2.2工作过程,1）分离时：踩下离合器踏板，推杆推动活塞和皮碗向左移动，当皮碗关闭补偿孔A后，主缸油压升高，经过油管传至工作缸，推动工作缸活塞，使离合器分离。,2）缓慢抬起离合器踏板：主缸活塞在回位弹簧的作用下向右移动，工作缸油压下降，工作缸活塞及分离叉也在回位弹簧的作用下回位，离合器接合。,3）快速抬起离合器踏板：主缸活塞快速回位，但由于油液在管路中流动有一定阻力，因此主缸左腔形成真空，此时，油液经进油孔B，顶开皮碗进入主缸左腔，由工作缸回流的多余油液经过补偿孔A回流到储液室离合器接合。,推杆+,图液压操纵系统,主缸放大图,图主缸放大图,图膜片弹簧实物,膜片部分,实物图,图气压助力式,第十五章变速器与分动器,第一节概述,第二节手动变速器的变速传动机构,第三节同步器,第四节变速器操纵机构,第五节分动器,第一节概述,1、作用,A、改变传动比，扩大汽车驱动力和速度的变化范围,B、提供倒档,C、中断发动机向驱动桥的动力传递,3、工作原理,利用不同齿数的齿轮啮合传动实现转速和转矩的变化,4、档位,A、通常36个前进档，一个倒档,B、档位越高，传动比越小，输出转速越大，输出转矩越小,2、类型,A、两轴式,B、三轴式,第二节手动变速器的变速传动机构,1、三轴式变速器,3、变速器的换档装置,4、防止跳档的措施,5、变速器的润滑与密封,3.1直齿滑动式换档装置,3.2接合套式换档装置,3.3同步器式换档装置,用于直齿轮传动，使用较少，一档和倒档,接合齿短，换档时拨叉移动量小，操作轻便，且换档承受冲击的面积增加，使换档时冲击减小，换档元件的寿命长,在接合套式换档的基础上加装同步元件，以保证换档时使接合套与待啮合齿圈的圆周速度迅速相等，防止二者在同步之前进入啮合。,2、二轴式变速器,4、防止跳档的措施,此处是针对于接合套和齿圈而言,A、齿端倒斜面,B、减薄齿式防止脱档,用,用,1、三轴式变速器,1.1基本结构(图),1.2各档的传动路线,1.3工作原理,输入轴+,中间轴+,输出轴+,齿轮+,壳体,接合套+,前进档:,动力由输入轴输入,输入轴齿轮,中间轴齿轮,输出轴,倒档:,动力由输入轴输入,输入轴齿轮,中间轴齿轮,倒档齿轮,输出轴,输出轴齿轮,输出轴齿轮,图,1.3工作原理,输入轴与输出轴在同一条轴线上,输入轴只有一个齿轮,与中间轴上的齿轮常啮合,构成变速器第一级;中间轴上的其它齿轮均作为主动齿轮分别与输出轴上相应的齿轮啮合,构成第二级齿轮传动,两级式齿轮传动的传动比等于第一级传动比与第二级传动比的乘积即：I=i1*i2,5、变速器的润滑与密封,5.1飞溅润滑：,5.2防止润滑油泄漏：,依靠齿轮旋转将润滑油甩到各运动件的工作表面,变速器盖与壳体以及各轴承盖与壳体的结合面都装有密封圈后用密封胶密封,1.1由低速档换入高速档,在低速时V3=V4V4,由于离合器分离,动力输入中止V3、V4、V2下降,齿轮4的转动惯量小，V4下降速度快，花键毂3与整个传动系相连，V3下降速度慢,换档过程图,书中图形,图由高速档换入低速档,达到同步的措施,图同步措施,将离合器接合，并踩下加速踏板，使V4升高,图锁销,图换档装置,叉形拨杆+,拨块+,变速杆+,拨叉轴+,拨叉,换档轴+,自锁,图同步器效果图,图同步器工作原理,图一档,二档,四档,五档,分动器,分动器操纵机构,第十六章汽车自动变速器,具体内容,第一节概述,第二节液力耦合器与液力变矩器,第三节液力机械变速器,第四节金属带式无级自动变速器,第一节概述,2自动变速器的组成(图),液力传动系统+,机械式齿轮变速系统+,1自动变速器的优点,A操纵方便,B良好的传动比转换性能,C减轻驾驶员疲劳强度,D降低污染的排放,液压操纵系统+,液压控制系统,第二节液力耦合器与液力变矩器,1液力耦合器,2液力变矩器,1.1组成,泵轮+,涡轮+,从动轴+,耦合器外壳,1.2工作原理(图),第三节液力机械变速器,1行星齿轮变速器的工作原理,2液力变矩器与行星齿轮变速器的液力机械变速器(图),低挡,直接挡,倒挡,空挡,1行星齿轮变速器的工作原理(图),1.2单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程推导,1.1单排行星齿轮机构组成,太阳轮+,齿圈+,行星架+,行星轮,令r2=a*r1,r3=(1+a)*r1/2,F1=F2F3=-2F1,M1=F1*r1M2=F1*a*r1M3=-(a+1)F1r1,M11+M22+M33=0,n1+an2(a+1)n3=0,注:a=z2/z1=r2/r1,1.3单排行星齿轮机构的传动比,第四节金属带式无级自动变速器,1工作原理,2控制系统,2液力变矩器,2.1组成,泵轮+,涡轮+,从动轴+,变矩器外壳,2.2工作原理(图),导轮+,2.4几种典型的液力变矩器,假定条件:发动机转速nb及负荷Mb不变,起步时:,泵轮使工作液冲向涡轮叶片，由于涡轮静止，液流沿着叶片流出冲向导轮,起步后:,流液循环一周后，所受外力矩为零，故Mw=Mb+Md,由于涡轮转速的不断提高，液流从涡轮流出至导轮的绝对速度发生变化，出现三种情况:,Mw=Mb+Md增扭工况,Mw=Mb耦合工况,Mw=MbMd减扭工况,2.3液力变矩器的变矩特性,2.4几种典型的液力变矩器,A三元件综合式液力变矩器,B四元件综合式液力变矩器,C带锁止离合器的液力变矩器,图传动比,本章要点,1自动变速器的优点,2液力耦合器、液力变矩器的结构和工作原理,3自由轮机构,4三元综合式液力变矩器的变矩特性,5单排行星机构特性方程,6机械式无级变速的工作原理,图液力机械变速器,图液力耦合器,图液力耦合器原理,图液力变矩器,图液力变矩器展开图,将循环圆上的中间流线展开成一直线,起步时,图液力变矩器起步时,起步后,图液力变矩器起步后,图液力变矩器的变矩特性,图三元件综合式液力变矩器,滚柱式单向离合器,图三元件综合式液力变矩器2,滚柱式单向离合器,变矩特性,楔块模型,图三元件综合式液力变矩器变矩特性,图行星齿轮,实体图,图行星齿轮实体,图锁止离合器,液压操纵机构,图锁止液压操纵机构1,离合器接合状态,图锁止液压操纵机构2,图四元件综合式液力变矩器,变矩特性,图变矩特性,液力机械变速器(图),图低,图直接,图倒,图空,图无级变速器工作原理,金属带,带轮,图无级变速器控制系统,第十七章万向传动装置,第一节概述,第三节传动轴和中间支承,第二节万向节,第一节概述,1组成(图),3应用,发动机前置后轮驱动的汽车,变速器与驱动桥之间传递动力,适应两者相对位置的变化(示例),(2)变速器与分动器之间传递动力,防止由于制造装配误差以及车架变形对传动产生影响(图),万向节+,传动轴+,(中间支承),2功用,实现汽车上任何一轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递,(3)转向驱动桥中的主减速器与转向驱动轮之间(图),(4)一些动力输出装置和转向操纵机构(图),第二节万向节,类型,刚性万向节,十字轴式刚性万向节,准等速万向节,等速万向节,挠性万向节(图),1十字轴刚性万向节,1.1结构(图),两个万向节叉+,十字轴+,油嘴安全阀滚针套筒等,1.2润滑(图),1.3单十字轴万向节的不等速性,(1)主动叉平面在垂直位置,且十字轴