学习型汽车基础知识

汽车机械基础,第十三章传动系第一节概述,传动系指汽车上从发动机到驱动轮之间的所有传动件。汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮，使驱动轮得到合适的转速和转矩。,一、传动系的功用,传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。,二、传动系的种类和组成,传动系可按能量传递方式的不同，划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等,1.机械传动系,机械传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。发动机发出的动力经离合器、变速器、万向传动装置传到驱动桥。在驱动桥处，动力又经主减速器、差速器和半轴等到达驱动车轮。,离合器:按照需要适时地切断或接合发动机与传动系之间的动力传递。变速器：改变发动机输出的转速的高低、转矩的大小以及输出轴的旋转方向，也可以切断发动机向驱动轮的动力传递。万向传动装置：将变速器输出的动力传给主减速器，并适应两者之间的距离和轴线夹角的变化。,主减速器：降低转速，增大转矩，改变动力的传递方向（90）。差速器：将动力分配给左右半轴，并允许左右半轴以不同的角速度旋转，以满足差速的需要。半轴：将动力传给驱动轮，使驱动轮获得旋转的动力。,2.液力传动系,液力传动也叫动液传动，它靠液体介质在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。动液传动装置有液力偶合器和液力变矩器两种。液力偶合器能传递转矩，但不能改变转矩大小。液力变矩器除了具有液力偶合器的全部功能以外，还能实现无级变速。一般液力变矩器还不能满足各种汽车行驶工况的要求，往往需要串联一个有级式机械变速器，以扩大变矩范围，这样的传动称为液力机械传动。,3.液压传动系,液压传动也叫静液传动，它靠液体传动介质静压力能的变化来传递能量，主要由油泵、液压马达和控制装置等组成。发动机输出的机械能通过油泵转换成液压能，然后再由液压马达将液压能转换成机械能。液压传动有布置灵活等优点，但其传动效率较低、造价高、寿命与可靠性不理想，目前只用于少数特种车辆。,4.电传动,电传动是由发动机带动发电机发电，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。,三、传动系的布置形式,传动系的布置形式取决于发动机的形式和性能、汽车的总体结构形式、汽车行驶系和对传动系本身的要求等，还与汽车的驱动形式有关。,1.汽车的驱动形式,2.传动系的布置形式,1）前置后驱动FR2）后置后驱动RR3）前置前驱动FF4）四轮驱动4WD,可充分利用所有车轮与地面之间的附着力，获得尽可能大的牵引力。其前桥既是转向桥也是驱动桥，有分动器、前后传动轴、转向万向节。,第二节离合器,一、功用,离合器安装在发动机与变速器之间，用来分离或接合前后两者之间动力联系。其功用为：1.起步平稳。2.换档平顺。3.防止传动系过载。,1.起步平稳,汽车由静止状态进入行驶过程，其速度由零逐渐增大，而在汽车开始起步前，发动机已经开始运转。有了离合器，则在汽车起步时，逐渐踩下加速踏板使发动机的输出转矩增加，与此同时使离合器逐渐接合，它所传递的转矩也就逐渐增大。于是发动机的转矩便可由小变大地传给传动系。当驱动车轮上产生的牵引力足以克服汽车行驶阻力时，汽车便由静止开始运动并缓慢加速，实现汽车平稳起步。,2.换档平顺,汽车在行驶过程中，为了适应行驶条件的变化，变速器需要经常换用不同的档位工作。而普通齿轮变速器的换档是通过拨动换档机构来实现的，即在用档位的某一齿轮副退出啮合，待换档位的某一齿轮副进入啮合。换档时，如果没有离合器将发动机与变速器之间的动力暂时切断，在用档齿轮副之间将因压力很大而难以脱开，而待换档位待啮合的齿轮副将因两者圆周速度不同而难以进入啮合，即使能进入啮合也会产生很大的冲击和噪声，损坏机件。装设了离合器，换档前先中断给传动系的动力，然后再进行换档操作，以保证换档操作过程顺利进行，并减轻换档时的冲击。,3.防止传动系过载,当汽车紧急制动时，车轮突然紧急降速。若发动机与传动系刚性连接，将迫使发动机也随着急剧降速，其所有运动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转矩），这一力矩作用于传动系，会造成传动系过载而使其机件损坏。有了离合器，当传动系过载时，离合器会自动打滑以消除这一危险，从而起到过载保护的作用。,二、分类,1.按工作原理分：1）电磁式2）液力式3）摩擦式,2.摩擦式离合器按加压方式不同分：1）液力压紧式2）弹簧常压式A周布圆柱螺旋弹簧式B中央弹簧式C膜片弹簧式,3.按从动盘片数分：单片式、双片式、多片式4.按操纵机构分：人力机械式、液压式、气压助力式,三、对离合器的要求,1.保证能传递发动机发出的最大转矩，并且还有一定的传递转矩余力。2.能作到分离时，彻底分离，接合时柔和，并具有良好的散热能力。3.从动部分的转动惯量尽量小一些。这样，在分离离合器换档时，与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化，从而减轻齿轮间冲击。,4.具有缓和转动方向冲击，衰减该方向振动的能力，且噪音小。5.压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小，工作稳定6.操纵省力，维修保养方便。,四、常压摩擦式离合器的一般结构和工作原理,1.结构组成,离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构（含分离机构）四部分组成。,1.主动部分,包括飞轮、离合器盖、压盘等机件组成。这部分与发动机曲轴连接。离合器盖与飞轮靠螺栓连接，压盘与离合器盖之间是靠34个传动片传递转矩的。,2.从动部分,包括从动盘总成、离合器轴。从动盘由单片、双片或多片所组成，它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。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。,3.压紧机构,压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧组成，与主动部分一起旋转，它以离合器盖为依托，将压盘压向飞轮，从而将处于飞轮和压盘间的从动盘压紧。螺旋弹簧分为沿周向布置和在中央布置两种。将一个圆柱形或圆锥形弹簧布置在中央的离合器称为中央弹簧离合器。采用若干个螺旋弹簧作为压紧弹簧，并将这些弹簧沿压盘圆周分布的离合器称为周布弹簧离合器。采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器称为膜片弹簧离合器。,4.分离机构,包括分离杠杆、分离拉杆、分离轴承作用：分离机构使飞轮、从动盘、压盘三者脱离压紧状态，切断动力。在大多数离合器中都设有分离叉机构。分离叉一般支承在离合器壳上，分离叉臂通过传动机构与离合器踏板相连。在分离离合器时，由分离叉拨动分离套筒沿离合器轴线移动，使分离套筒压向分离杠杆内端（或膜片弹簧小端）。由于分离套筒是不转动的，而分离杠杆内端（或膜片弹簧小端）却是随离合器的主动部分转动的，所以在分离套筒上设置有推力式或径向推力式分离轴承。分离杠杆绕离合器盖上的支点转动，带动压盘后移，使离合器分离。,5.操纵机构,操纵机构是为驾驶员控制离合器分离与接合程度的一套专设机构，它是由位于离合器壳外的离合器踏板及传动机构、助力机构等组成，即分离拨叉到踏板间的全部杆件。分离机构与操纵机构也可以合称操纵机构。,1）机械式操纵机构,2）液压式,二、工作原理,1.结合状态1）分离轴承向后移，留出“自由间隙”2）弹簧力使压盘将从动盘压紧在飞轮上，传递动力,在离合器接合时，分离轴承前端与分离杠杠内端之间有一定的轴向间隙，这一间隙称为自由间隙。当从动盘摩擦衬片因磨损而变薄时，离合器压盘前移，分离杠杠内端将后移。如果没有上述自由间隙，则分离杠杠内端将不能后移，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。,2.分离过程：1）先消除自由间隙,2）克服弹簧力，将压盘后拉，从动盘逐渐离开飞轮，传递的动力逐渐减小，最终切断。3.结合过程：缓慢抬起离合器踏板，传递的转矩逐渐增大，离合器从打滑到部分打滑到完全结合。,典型汽车离合器,一、EQ1090E型汽车离合器,采用机械操纵机构的单片周布弹簧离合器1.主动部分飞轮2、离合器盖19、压盘16、（四组共8片传动片33）2.从动部分从动盘（1个）离合器轴,从动盘,为了使汽车能平稳起步，离合器应能柔和接合，这就需要从动盘在轴向具有一定弹性。为此，往往在动盘本体园周部分，沿径向和周向切槽。再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形，两侧的两片摩擦片分别与其对应的凸起部分相铆接，这样从动盘被压缩时，压紧力随翘曲的扇形部分被压平而逐渐增大，从而达到接合柔和的效果。,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震器。,离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了从动盘两侧的摩擦片，带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。从动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动，夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来。,3.压紧机构16个沿圆周分布的螺旋弹簧314.分离机构4个分离杠杆25、分离轴承26、回位弹簧27、分离套筒28、分离叉30（注意：自由间隙）5.机械式操纵机构,分离杠杆：浮动销支承,二、双片中央弹簧式离合器,此离合器多用于重型汽车。压紧弹簧有柱形、锥形两种。锥形可缩短轴向尺寸，故用得较多。两个压盘、两个从动盘、4个摩擦面，传递的转矩可增大一倍。,三、桑塔纳轿车离合器,单片、摩擦式膜片弹簧离合器主动部分、从动部分的机构基本与周布式弹簧离合器相同。,压紧、分离机构：由膜片弹簧（压紧作用及分离杠杆作用）、枢轴环、压力板、金属带、收缩弹簧等组成。,膜片弹簧为碟形，其上开有若干个径向开口，形成若干个弹性杠杠。弹簧中部有钢丝支承圈，用铆钉将其安装在离合器盖上。在离合器盖未固定到飞轮上时，膜片弹簧处于自由状态，离合器盖与飞轮接合面间有一距离L。用螺栓将离合器盖固定到飞轮上时，离合器盖通过后钢丝支承圈把膜片