汽车构造15-24章

1、西安科技大学机械工程学院1.变速器的功用和类型2.变速器的变速传动机构3.同步器4.变速器操纵机构5.分动器第十五章第十五章 变速器与分动器变速器与分动器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第一节 变速器的功用和类型1 1变速器的功用变速器的功用（1 1）改变传动比，从而改变传递给驱动轮的转矩和转速；）改变传动比，从而改变传递给驱动轮的转矩和转速；（2 2）实现倒车；）实现倒车；（3 3）利用空档中断动力的传递。）利用空档中断动力的传递。2 2变速器的组成变速器的组成（1 1）变速传动机构；）变速传动机构；（2 2）变速操纵机构。）变速操纵机构。3 3变速器的类型变速器的类型（1 1）按传动

2、比变化方式的不同，变速器可分为有级式、无级式和综合）按传动比变化方式的不同，变速器可分为有级式、无级式和综合式式3 3种。种。（2 2）按换档操纵方式的不同，变速器可分为手动操纵式、自动操纵式）按换档操纵方式的不同，变速器可分为手动操纵式、自动操纵式和半自动操纵式和半自动操纵式3 3种。种。西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构一、两轴式变速器一、两轴式变速器 两轴式变速器的动力传递主要依靠两根互相平行的轴（输入轴和输两轴式变速器的动力传递主要依靠两根互相平行的轴（输入轴和输出轴）完成。此外，还有一根比较短的倒档轴以帮助汽车实现倒退行驶。出轴）完成。此外，还有一根比

3、较短的倒档轴以帮助汽车实现倒退行驶。西安科技大学机械工程学院13 输入轴输入轴 24 输出轴输出轴 10、18 一档齿轮一档齿轮8、20 二档齿轮二档齿轮7、21 三档齿轮三档齿轮3、23 四档齿轮四档齿轮1、25 五档齿轮五档齿轮变速器与分动器第一节 变速器的功用和类型西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构花键花键从动盘毂从动盘毂一档齿轮一档齿轮倒档齿轮倒档齿轮二档齿轮二档齿轮外花键外花键花键毂花键毂三档齿轮三档齿轮接合齿圈接合齿圈滚针轴承滚针轴承输入轴结构输入轴结构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与

4、分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器

5、第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构1挡挡2挡挡3挡挡4挡挡5挡挡倒挡倒挡输入轴齿数输入轴齿数111827314012倒档轴齿数倒档轴齿数20输出轴齿数输出轴齿数3835373234381挡传动比挡传动比=（输出轴（输出轴1挡齿数挡齿数/输入轴输入轴1挡齿数）挡齿数）=（38/

6、11）=3.452挡传动比挡传动比=（输出轴（输出轴2挡齿数挡齿数/输入轴输入轴2挡齿数）挡齿数）=（35/18）=1.943挡传动比挡传动比=（输出轴（输出轴3挡齿数挡齿数/输入轴输入轴3挡齿数）挡齿数）=（37/27）=1.374挡传动比挡传动比=（输出轴（输出轴4挡齿数挡齿数/输入轴输入轴4挡齿数）挡齿数）=（32/31）=1.035挡传动比挡传动比=（输出轴（输出轴5挡齿数挡齿数/输入轴输入轴5挡齿数）挡齿数）=（34/40）=0.85倒挡传动比倒挡传动比=（输出轴倒挡齿数（输出轴倒挡齿数/倒挡轴齿数）倒挡轴齿数） （倒挡轴齿数（倒挡轴齿数/输入轴倒挡齿数）输入轴倒挡齿数）捷达捷达02

7、KA型变速器各挡齿数表型变速器各挡齿数表西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构三、三轴式变速器三轴是指汽车前进时，传递动力的轴有第一轴、中间轴和第二轴，直接档除外。西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学

8、机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构第一轴第一轴22中间轴中间轴431挡挡2挡挡3挡挡4挡挡5挡挡倒挡倒挡中间轴中间轴111926333811第二轴第二轴434738322640倒档轴倒档轴23 i1=（43/22）(43/11)=7.640 i2=（43/22）(47/19)=4.835 i3=（43/22）(38/26)=2.857 i4=（43/22）(32/33)=1.895 i5=（43/22）(26/38)=1.337 i6=1 iR=（43/22）(23/11) (23/11 ) =7.107解放

9、解放CA1091型汽车变速器齿数表型汽车变速器齿数表西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构四、防止自动跳档的措施四、防止自动跳档的措施 利用接合套换档的变速器，由于接合套与齿圈的接合长度较短，同利用接合套换档的变速器，由于接合套与齿圈的接合长度较短，同时汽车行驶时需要经常换档，频繁拨动接合套将使齿端发生磨损。汽车时汽车行驶时需要经常换档，频繁拨动接合套将使齿端发生磨损。汽车行驶中可能会因振动等原因造成接合套与齿圈脱离啮合，即发生自动跳行驶中可能会因振动等原因造成接合套与齿圈脱离啮合，即发生自动跳档。档

10、。（1）接合套和接合齿圈的齿端制成倒斜面）接合套和接合齿圈的齿端制成倒斜面 西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构（2 2）花键毂齿端的齿厚切薄）花键毂齿端的齿厚切薄 西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构（3 3）接合套的齿端制成凸肩）接合套的齿端制成凸肩 西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构五、组合式变速传动机构五、组合式变速传动机构 组合式变速传动机构的特点是由主变速器和副变速器组合（串联）组合式变速传动机构的特点是由主变速器和副变速器组合（串联）而成。而成。 西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二

11、节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第二节 变速器的变速传动机构 变速器主箱和副箱各有两套中间轴总成，输入的动力分两路传给二变速器主箱和副箱各有两套中间轴总成，输入的动力分两路传给二中间轴总成，再由输出轴总成将两路动力合流后输出。输入、输出轴上中间轴总成，再由输出轴总成将两路动力合流后输出。输入、输出轴上的齿轮同时有两个齿分别与二中间轴上的齿轮啮合，工作时每齿所受载的齿轮同时有两个齿分别与二中间轴上的齿轮啮合，工作时每齿所受载荷相对单中间轴结构而言，理论上降低了荷相对单中间轴结构而言，理论上降低了1/2

12、 1/2 。西安科技大学机械工程学院第三节 同步器 西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器二、同步器构造及工作原理二、同步器构造及工作原理 同步器是利用摩擦原理实现同步的，现代汽车上广泛使用的是惯性同步器是利用摩擦原理实现同步的，现代汽车上广泛使用的是惯性式同步器，可以从结构上保证待啮合的接合套与接合齿轮的花键齿在达式同步器，可以从结构上保证待啮合的接合套与接合齿轮的花键齿在达到同步之前不可能接触，可以避免齿间冲击和噪音。到同步之前不可能接触，可以避免齿间冲击和噪音。 西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器锁环（同

13、步环）锁环（同步环）缺口缺口短花键短花键凸起凸起西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器滑块的两端深入锁环缺口滑块的两端深入锁环缺口凸起部分伸入凸起部分伸入花键毂通槽花键毂通槽西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器接合套接合套外锥面外锥面定位销定位销常压式同步器常压式同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第

14、三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器2锁销式惯性同步器 西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第三节 同步器3自行增力式同步器 西安科技大学机械工程学院变速

15、器与分动器第三节 同步器3自行增力式同步器 西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第四节 变速器操纵机构 变速器操纵机构应保变速器操纵机构应保证驾驶员能够准确而可证驾驶员能够准确而可靠地使变速器挂入所需靠地使变速器挂入所需的任一挡位工作，并可的任一挡位工作，并可随时使之退到空挡。一随时使之退到空挡。一般由变速杆、拨块、拨般由变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴以及安全装叉、拨叉轴以及安全装置等组成。置等组成。西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第四节 变速器操纵机构西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第四节 变速器操纵机构 为保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，对变为保证变速器在任何情

16、况下都能准确、安全、可靠地工作，对变速器操纵机构提出要求：速器操纵机构提出要求：保证变速器不自行脱挡或挂挡保证变速器不自行脱挡或挂挡自锁装置自锁装置保证变速器不同时挂入两个挡位保证变速器不同时挂入两个挡位互锁装置互锁装置防止误挂倒档防止误挂倒档 倒挡锁倒挡锁1. 自锁装置自锁装置组成：自锁钢球和自锁弹簧组成：自锁钢球和自锁弹簧作用：保证换档到位作用：保证换档到位 防止自动脱档防止自动脱档 西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第四节 变速器操纵机构2. 互锁装置互锁装置组成：互锁销，互锁钢球组成：互锁销，互锁钢球作用：防止同时挂入两档作用：防止同时挂入两档 西安科技大学机械工程学院变速器与分动

17、器第四节 变速器操纵机构3. 3. 倒档锁倒档锁 组成：倒档锁销，倒档锁弹簧组成：倒档锁销，倒档锁弹簧作用：防止误挂倒档作用：防止误挂倒档 西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第四节 变速器操纵机构二、远距离操纵机构二、远距离操纵机构 当变速器在汽车上的布置离驾驶员座位较远时，需要在变速杆与当变速器在汽车上的布置离驾驶员座位较远时，需要在变速杆与拨叉轴之间加装一套传动机构或辅助杠杆，实现对变速器的远距离操拨叉轴之间加装一套传动机构或辅助杠杆，实现对变速器的远距离操纵。纵。 西安科技大学机械工程学院变速器与分动器第五节 分动器1.1.分动器的功用分动器的功用 （1 1）利用分动器可以将变速器输

18、出的动力分配到各个驱动桥）利用分动器可以将变速器输出的动力分配到各个驱动桥 （2 2）多数汽车的分动器还有高低两个档，兼起副变速器的作用）多数汽车的分动器还有高低两个档，兼起副变速器的作用 2 2分动器的构造分动器的构造 分动器的输入轴与变速器的第二轴相连，输出轴有两个或两个以分动器的输入轴与变速器的第二轴相连，输出轴有两个或两个以上，通过万向传动装置分别与各驱动桥相连。上，通过万向传动装置分别与各驱动桥相连。 点击放大西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第一节 概述 汽车自动变速器即自动操纵式变速器。它可根据发动机负荷和车速汽车自动变速器即自动操纵式变速器。它可根据发动机负荷和车速等工况的

19、变化自动变换传动系统的传动比。等工况的变化自动变换传动系统的传动比。良好的动力性和燃油经济性良好的动力性和燃油经济性有效减少发动机排放污染有效减少发动机排放污染提高车辆行驶的安全性、乘坐舒适性提高车辆行驶的安全性、乘坐舒适性操纵轻便操纵轻便 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第一节 概述1 1自动变速器的类型自动变速器的类型 1 1）按传动比变化方式）按传动比变化方式有级式自动变速器有级式自动变速器 以机械式齿轮变速器为基础，实现自动控制的变速器以机械式齿轮变速器为基础，实现自动控制的变速器无级式自动变速器无级式自动变速器 电力式和液力式及金属带式无级自动变速器电力式和液力式及金属带式无级

20、自动变速器综合式自动变速器综合式自动变速器 实现自动控制的液力机械式变速器实现自动控制的液力机械式变速器2 2）按齿轮变速系统的控制方式）按齿轮变速系统的控制方式液控液压自动变速器液控液压自动变速器 将控制参数转化为液压控制信号，直接控制换档阀将控制参数转化为液压控制信号，直接控制换档阀电控液压自动变速器电控液压自动变速器 将控制参数转化为电信号，由将控制参数转化为电信号，由ECUECU控制换档阀换档控制换档阀换档西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第一节 概述2 2自动变速器的组成自动变速器的组成 液力机械式自动变速器由液力传动系统、机械式齿轮变速系统、液力机械式自动变速器由液力传动系统、

21、机械式齿轮变速系统、液压操纵系统、液压或电子控制系统组成。液压操纵系统、液压或电子控制系统组成。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器液力传动分为动液传动和静液传动两大类液力传动分为动液传动和静液传动两大类 动液传动：依靠液体在循环流动过程中动能的变化而传递动力。动液传动：依靠液体在循环流动过程中动能的变化而传递动力。 静液传动：利用液体在密闭的工作容积内压能的变化而传递动力。静液传动：利用液体在密闭的工作容积内压能的变化而传递动力。一、液力耦合器一、液力耦合器1.1.液力耦合器的结构和工作原理液力耦合器的结构和工作原理 液力耦合器主要由泵轮、涡液力耦合器主要由

22、泵轮、涡轮和耦合器外壳等部件组成。其轮和耦合器外壳等部件组成。其中泵轮与发动机曲轴相连，涡轮中泵轮与发动机曲轴相连，涡轮与从动轴相连，泵轮和涡轮之间与从动轴相连，泵轮和涡轮之间没有机械连接关系，二者之间靠没有机械连接关系，二者之间靠液体流动来传递动力。液体流动来传递动力。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器电扇的运动现象描述：电扇的运动现象描述：电扇电扇A的叶片在电机的带动下旋转（主动）的叶片在电机的带动下旋转（主动）空气在电扇空气在电扇A与电扇与电扇B之间流动之间流动电扇电扇B的叶片在气流的作用下转动（从动）的叶片在气流的作用下转动（从动）液力耦合器的运动现

23、象描述：液力耦合器的运动现象描述：曲轴曲轴1带动泵轮叶片带动泵轮叶片2旋转（主动）旋转（主动）工作液在泵轮与涡轮之间流动工作液在泵轮与涡轮之间流动涡轮叶片涡轮叶片3在工作液的作用下转动（从动）在工作液的作用下转动（从动）西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器液体压力升高液体压力升高液体压力降低液体压力降低泵轮泵轮工作液工作液涡轮涡轮机械能机械能速度速度动能动能机械能机械能西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器2.2.在汽车传动系统中采用液力耦合器的优缺点在汽车传动系统中采用液力耦合器的优缺点1）液力耦合器的优点保证汽车平稳起步衰减传动

24、系的扭转振动防止传动系过载显著减少换档次数2）液力耦合器的缺点只能传递转矩，不能改变转矩大小只能传递转矩，不能改变转矩大小不能取代离合器，使传动系统纵向尺寸增加传动效率较低西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器二、液力变矩器二、液力变矩器1.1.液力变矩器的工作原理和特性液力变矩器的工作原理和特性 液力变矩器主要由泵轮、涡轮、导轮和变矩器外壳等部件组成，与液力变矩器主要由泵轮、涡轮、导轮和变矩器外壳等部件组成，与液力耦合器的最大区别是增加了导轮液力耦合器的最大区别是增加了导轮,这样就可以在泵轮转矩不变的情这样就可以在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮的转速不同而改变涡

25、轮输出的力矩大小。况下，随着涡轮的转速不同而改变涡轮输出的力矩大小。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器依据液流方向将工作轮按泵轮依据液流方向将工作轮按泵轮涡轮涡轮导轮展开，得到上图。导轮展开，得到上图。 涡轮涡轮导轮导轮泵轮泵轮西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器 当当n nw=0w=0时，时，M Mw=w=M Mb+b+M Md d，涡轮受力大于泵轮；，涡轮受力大于泵轮；随着随着n nw w的增加，的增加，u u增加，使增加，使v v的方向改变，当涡轮流出的液流正好沿导的方向改变，当涡轮流出的液流正好沿导轮出口方向冲向导轮时

26、，轮出口方向冲向导轮时，M Md=0d=0，M Mw=w=M Mb b；随着随着n nw w的继续增加，的继续增加，u u增加为增加为u u，v v的方向改变为的方向改变为v v，M Mw=w=M Mb-b-M Md d；当当n nw=w=n nb b时，工作液在循环圆中的循环流动停止，将不能传递动力。时，工作液在循环圆中的循环流动停止，将不能传递动力。西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器2. 2. 液力变矩器特性液力变矩器特性 在变矩器的泵轮转速在变矩器的泵轮转速nbnb和转矩和转矩MbMb不变的条件下，涡轮转矩不变的条件下，涡轮转矩MwMw随其随其转速转速n

27、wnw变化的规律，即为液力变矩器的特性。变化的规律，即为液力变矩器的特性。液力变矩器传动比液力变矩器传动比 液力变矩器变矩系数液力变矩器变矩系数 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器变矩系数变矩系数K K是随涡轮转是随涡轮转速的改变而连续变化速的改变而连续变化 当汽车起步，上坡或遇到较大阻力时，如果发动机的转速和负荷当汽车起步，上坡或遇到较大阻力时，如果发动机的转速和负荷不变，这时车速降低，即涡轮转速降低。于是变矩系数相应增大，不变，这时车速降低，即涡轮转速降低。于是变矩系数相应增大，因而使驱动轮获得较大的转矩，保证汽车能克服增大的阻力而继续因而使驱动轮获得较大

28、的转矩，保证汽车能克服增大的阻力而继续行驶。行驶。西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器2几种典型液力变矩器几种典型液力变矩器 三元件综合式液力变矩器即由泵轮、涡轮和导轮三个主要三元件综合式液力变矩器即由泵轮、涡轮和导轮三个主要元件组成的液力变矩器。元件组成的液力变矩器。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器单向离合器单向离合器单向离合器作用是只允许导轮单向旋转，不允许其逆转。导单向离合器作用是只允许导轮单向旋转，不允许其逆转。导轮转动，液力耦合器；导轮不转，液力变

29、矩器。轮转动，液力耦合器；导轮不转，液力变矩器。 滚柱式单向离合器的构造和工作原理滚柱式单向离合器的构造和工作原理 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器 楔块式单向离合器的构造和工作原理楔块式单向离合器的构造和工作原理 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器三元件综合式液力变矩器特性三元件综合式液力变矩器特性西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器四元件综合式液力变矩器四元件综合式液力变矩器 四元件综合式液力变矩器比三元件液力变矩器多了一个导轮，四元件综合式液力变矩器比三元件液力变矩器多了一个导轮，两个导

30、轮分别装在各自的单向离合器上。两个导轮分别装在各自的单向离合器上。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第二节 液力耦合器与液力变矩器带锁止离合器的液力变矩器带锁止离合器的液力变矩器 带锁止离合器液力变带锁止离合器液力变矩器的特点是，汽车在变矩器的特点是，汽车在变工况下行驶时（如起步、工况下行驶时（如起步、经常加减速），锁止离合经常加减速），锁止离合器分离，相当于普通液力器分离，相当于普通液力变矩器；当汽车在稳定工变矩器；当汽车在稳定工况下行驶时，锁止离合器况下行驶时，锁止离合器接合，动力不经液力传动，接合，动力不经液力传动，直接通过机械传动传递，直接通过机械传动传递，变矩器效率为变矩器效率

31、为1 1。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第三节 液力机械变速器 液力变矩器虽然能在一定范围内自动地、无级地改变转矩比和传液力变矩器虽然能在一定范围内自动地、无级地改变转矩比和传动比，但变矩系数不大，变速范围不宽，难以满足汽车使用要求，动比，但变矩系数不大，变速范围不宽，难以满足汽车使用要求，故在汽车上广泛采用的是液力变矩器与齿轮式变速器组成的液力机故在汽车上广泛采用的是液力变矩器与齿轮式变速器组成的液力机械式变速器。与变矩器配合使用的齿轮式变速器多数是行星齿轮变械式变速器。与变矩器配合使用的齿轮式变速器多数是行星齿轮变速器，也可以是固定轴线式齿轮变速器。速器，也可以是固定轴线式齿轮变

32、速器。西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第三节 液力机械变速器一、行星齿轮变速器的工作原理一、行星齿轮变速器的工作原理 所有行星齿轮组都有三个主要部件，太阳轮、行星齿轮和行星所有行星齿轮组都有三个主要部件，太阳轮、行星齿轮和行星齿轮的齿轮架、齿圈。每种部件可以作为输入、输出，也可以保持齿轮的齿轮架、齿圈。每种部件可以作为输入、输出，也可以保持不动。不动。 当各种部件担任不同角色时，可相应得到齿轮组的某一传动当各种部件担任不同角色时，可相应得到齿轮组的某一传动比。比。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第三节 液力机械变速器1.1. 太阳轮太阳轮1 1为主动件，行星架为主动件，行星架3

33、3为从动件，齿圈为从动件，齿圈2 2固定固定 i13=n1/n3=1+=1+z2/z1 2.2. 齿圈齿圈2 2为主动件，行星架为主动件，行星架3 3为从动件，太阳轮为从动件，太阳轮1 1固定固定i23=n2/n3=(1+)/=1+z1/z2 3.3. 太阳轮太阳轮1 1为主动件，齿圈为主动件，齿圈2 2为从动件，行星架为从动件，行星架3 3固定固定i12=n1/n2=-=-z2/z1 4.4. 太阳轮和齿圈连为一体太阳轮和齿圈连为一体n1=n2=n3-可形成直接挡。可形成直接挡。行星齿轮的几种运动组合形式：行星齿轮的几种运动组合形式：西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第三节 液力机械变速

34、器西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第三节 液力机械变速器两个外齿轮相互啮合时，其转动方向相反两个外齿轮相互啮合时，其转动方向相反 一个外齿轮与一个内齿轮相啮合时，其转动方向相同一个外齿轮与一个内齿轮相啮合时，其转动方向相同 小齿轮驱动大齿轮时，输出扭矩增大而输出转速降低小齿轮驱动大齿轮时，输出扭矩增大而输出转速降低 大齿轮驱动小齿轮时，输出扭矩减小而输出转速提高大齿轮驱动小齿轮时，输出扭矩减小而输出转速提高 若行星架作为被动件，则它的旋转方向和主动件同向若行星架作为被动件，则它的旋转方向和主动件同向 若行星架作为主动件，则被动件的旋转方向和它同向若行星架作为主动件，则被动件的旋转方向和它

35、同向 若行星齿轮机构中的任意两个元件同速同方向旋转，则第三元件的转速若行星齿轮机构中的任意两个元件同速同方向旋转，则第三元件的转速和方向必然与前两者相同，即机构锁止，成为直接档和方向必然与前两者相同，即机构锁止，成为直接档 行星齿轮的运动规律：行星齿轮的运动规律：西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第三节 液力机械变速器 单排行星齿轮结构所提供的适用传动比数目是有限的，为了获得较单排行星齿轮结构所提供的适用传动比数目是有限的，为了获得较多的档数，可采用两排或多排行星齿轮机构。一般具有三、四个前进多的档数，可采用两排或多排行星齿轮机构。一般具有三、四个前进档的自动变速器，至少需要两排行星齿轮机

36、构。档的自动变速器，至少需要两排行星齿轮机构。复合式行星齿轮复合式行星齿轮辛普森式（辛普森式（SimpsonSimpson）拉威挪式（拉威挪式（RavigneauxRavigneaux）西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第三节 液力机械变速器 辛普森式行星齿轮机构辛普森式行星齿轮机构 它是由两排行星齿轮机构共用一个太阳轮组成的复合式行星齿轮它是由两排行星齿轮机构共用一个太阳轮组成的复合式行星齿轮机构。前后排行星齿轮机构的尺寸或齿轮齿数不必一定相同。其尺寸机构。前后排行星齿轮机构的尺寸或齿轮齿数不必一定相同。其尺寸和齿轮的齿数决定了复合行星齿轮机构所实现的实际传动比。和齿轮的齿数决定了复合行

37、星齿轮机构所实现的实际传动比。输入轴输入轴离合器离合器制动器制动器构件构件输出轴输出轴齿圈齿圈行星齿轮行星齿轮太阳轮太阳轮单向离合器单向离合器西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第三节 液力机械变速器一档：离合器一档：离合器C1结合，单相离合器结合，单相离合器FW卡住卡住二档：离合器二档：离合器C1结合，制动器结合，制动器B1制动制动三档：离合器三档：离合器C1,C2同时结合同时结合倒挡：离合器倒挡：离合器C2结合，制动器结合，制动器B2制动制动西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第三节 液力机械变速器液力机械自动变速器的几种结构形式液力机械自动变速器的几种结构形式液力变矩器液力变矩器+

38、+行星齿轮变速器行星齿轮变速器应用车型：宝来（应用车型：宝来（BORABORA）轿车，捷达王都市先锋轿车）轿车，捷达王都市先锋轿车液力变矩器液力变矩器+ +固定轴线式齿轮变速器固定轴线式齿轮变速器应用车型：广州本田部分轿车应用车型：广州本田部分轿车锁止离合器锁止离合器+ +液力变矩器液力变矩器+ +换档离合器换档离合器+ +全同步变速器全同步变速器国外重型货车和工程车辆国外重型货车和工程车辆西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第四节 自动变速器的操纵系统一、液控式（全液压）操纵机构一、液控式（全液压）操纵机构 1 1动力源（供油系统）动力源（供油系统）（1 1）自动变速器油）自动变速器油 自

39、动变速器油（简称自动变速器油（简称ATFATF）是含有多种特殊添加）是含有多种特殊添加剂的混合油液。剂的混合油液。（2 2）液压泵）液压泵 液压泵可以采用内啮合的齿轮泵或转子泵，其结构和液压泵可以采用内啮合的齿轮泵或转子泵，其结构和工作原理与发动机润滑系统中的机油泵相同。液压泵除了向控制装工作原理与发动机润滑系统中的机油泵相同。液压泵除了向控制装置、执行装置供应压力油以实现换档外，还向液力变矩器供应工作置、执行装置供应压力油以实现换档外，还向液力变矩器供应工作油液，向行星齿轮变速器供应润滑油。油液，向行星齿轮变速器供应润滑油。西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第四节 自动变速器的操纵系统2

40、 2执行装置执行装置（1 1）换档离合器）换档离合器 宝来、捷达王轿车均采用湿式多片换档离合器作为换档执行装宝来、捷达王轿车均采用湿式多片换档离合器作为换档执行装置。这种换档离合器因位于变速器内部，径向尺寸受到严格限制，置。这种换档离合器因位于变速器内部，径向尺寸受到严格限制，而传递的转矩又很大，故做成多片式。而传递的转矩又很大，故做成多片式。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第四节 自动变速器的操纵系统（2）换档制动器）换档制动器 换档制动器最常见的结构形式有片式和带式两种。带式换档制动换档制动器最常见的结构形式有片式和带式两种。带式换档制动器是将内侧粘有摩擦材料的钢带卷绕在制动鼓外表

41、面上，故又称外器是将内侧粘有摩擦材料的钢带卷绕在制动鼓外表面上，故又称外束带式制动器。它由制动鼓、制动带、推杆、活塞等元件组成。束带式制动器。它由制动鼓、制动带、推杆、活塞等元件组成。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第四节 自动变速器的操纵系统（3 3）单向离合器）单向离合器 执行装置的单向离合器与液力变矩器的单向离合器相同，有滚执行装置的单向离合器与液力变矩器的单向离合器相同，有滚柱式和楔块式两种。柱式和楔块式两种。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第四节 自动变速器的操纵系统3 3控制装置控制装置主油路系统：主油路系统： 包括主油路调压阀及高压油管路部分。为得到不同档包括主油

42、路调压阀及高压油管路部分。为得到不同档位，主油路供应不同油压。位，主油路供应不同油压。换档信号系统：换档信号系统由节气门阀和离心调速器阀组成。在换档信号系统：换档信号系统由节气门阀和离心调速器阀组成。在二者综合作用下，换档阀使变速器自动地由低速档换入直接档，或二者综合作用下，换档阀使变速器自动地由低速档换入直接档，或由直接档自动地换入低速档。由直接档自动地换入低速档。西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第四节 自动变速器的操纵系统换档阀系统：包括换档阀、手控制阀和强制降档阀等。换档阀系统：包括换档阀、手控制阀和强制降档阀等。 换档阀换档阀手控制阀手控制阀强制降档阀强制降档阀西安科技大学机械工

43、程学院汽车自动变速器第四节 自动变速器的操纵系统换档品质控制装置：换档品质控制装置：保证换档过程平顺柔和、无冲击。它包括油路中的缓冲阀、限流阀、保证换档过程平顺柔和、无冲击。它包括油路中的缓冲阀、限流阀、断流解锁阀、单向节流阀和节流孔等。断流解锁阀、单向节流阀和节流孔等。滤清冷却系统：滤清冷却系统：包括冷却器和滤清器。为保证变矩器的效率和变速器的操纵系统及润包括冷却器和滤清器。为保证变矩器的效率和变速器的操纵系统及润滑系统正常工作，应控制工作液温度在一定范围内。因此，在发动机滑系统正常工作，应控制工作液温度在一定范围内。因此，在发动机散热器下储水箱内设有冷却器。变矩器内的部分工作液从导轮与涡轮

44、散热器下储水箱内设有冷却器。变矩器内的部分工作液从导轮与涡轮之间的间隙流出，经导轮固定套管与变速器第一轴之间的环形油道流之间的间隙流出，经导轮固定套管与变速器第一轴之间的环形油道流过冷却器，得到冷却或加温后，再经过滤清器流入机械变速器的润滑过冷却器，得到冷却或加温后，再经过滤清器流入机械变速器的润滑油道。油道。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第四节 自动变速器的操纵系统西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第四节 自动变速器的操纵系统自动变速器的电控式操纵系统自动变速器的电控式操纵系统 ： 包括液压操纵系统和电子控制系统。包括液压操纵系统和电子控制系统。1电子控制单元（电子控制单元（E

45、CU）电子控制单元（电子控制单元（ECU）根据传感器传来的电信号，即车速和发动机负荷等参）根据传感器传来的电信号，即车速和发动机负荷等参数转变的电信号，按照设定的换档程序对这些信号进行比较计算，作出是否需要数转变的电信号，按照设定的换档程序对这些信号进行比较计算，作出是否需要换档的判断。当需要换档时，通过电磁阀操纵液压的换档阀去控制执行装置的油换档的判断。当需要换档时，通过电磁阀操纵液压的换档阀去控制执行装置的油路，实现换档。路，实现换档。 2传感器传感器包括节气门位置传感器包括节气门位置传感器 和车速传感器。和车速传感器。3控制开关控制开关控制开关包括空档起动开关、自动跳合控制开关包括空档起

46、动开关、自动跳合(又称降档又称降档)开关、制动灯开关、超速档开关、制动灯开关、超速档开关、模式开关等。开关、模式开关等。4执行器执行器1）开关式电磁阀：通常用来控制换档阀和变矩器锁止离合器油路的开启或关闭。）开关式电磁阀：通常用来控制换档阀和变矩器锁止离合器油路的开启或关闭。 2）线性脉冲式电磁阀：通常用来控制油路中的油压。）线性脉冲式电磁阀：通常用来控制油路中的油压。西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第四节 自动变速器的操纵系统电控式操纵系统具有如下优点：电控式操纵系统具有如下优点： 因电控单元（因电控单元（ECU）能存储与处理多种换档规律，所以可按车辆）能存储与处理多种换档规律，所以可

47、按车辆行驶需要选择合适的换档规律，故可实现更合理、更复杂的控制，以行驶需要选择合适的换档规律，故可实现更合理、更复杂的控制，以获得更理想的燃油经济性；获得更理想的燃油经济性； 由于简化了液压系统，从而使结构紧凑、质量轻；由于简化了液压系统，从而使结构紧凑、质量轻； 控制精度高、反应快且动作准确；控制精度高、反应快且动作准确； 如需要变更换档规律或参数时，只要改变控制程序和某些电子元如需要变更换档规律或参数时，只要改变控制程序和某些电子元件的型号规格就可满足要求，而无须更换系统中的零件，故适应性强，件的型号规格就可满足要求，而无须更换系统中的零件，故适应性强，开发周期短；开发周期短； 便于整车的

48、控制系统便于整车的控制系统(如发动机控制、巡航控制、牵引控制、制动如发动机控制、巡航控制、牵引控制、制动系统控制等系统控制等)集成，控制系统兼容性好。集成，控制系统兼容性好。鉴于电控式操纵系统具有上述诸多优点，近年来国内外生产的自鉴于电控式操纵系统具有上述诸多优点，近年来国内外生产的自动变速器都采用了这种电控式操纵系统。动变速器都采用了这种电控式操纵系统。西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第五节 金属带式无级自动变速器 CVT即无极变速传动，其英文全称即无极变速传动，其英文全称Continuously Variable Transmission，简称，简称CVT。发明这种变速传动机构的是荷

49、兰人，有其装置。发明这种变速传动机构的是荷兰人，有其装置的变速器也称为无极变速箱或者无级变速器。这种变速器和普通自动变的变速器也称为无极变速箱或者无级变速器。这种变速器和普通自动变速器的最大区别是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用速器的最大区别是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径了两组带轮进行变速传动。通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速，其设计构思十分巧妙。由于进行变速，其设计构思十分巧妙。由于CVT可以实现传动比的连续改变，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车

50、的燃油经济性和动从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性和动力性，改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性，所以它是理想的力性，改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性，所以它是理想的汽车传动装置。汽车传动装置。 西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第五节 金属带式无级自动变速器西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第五节 金属带式无级自动变速器西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第五节 金属带式无级自动变速器西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第五节 金属带式无级自动变速器西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第五节 金属带式无级自动变速器西安科技大学机械工程学院汽车

51、自动变速器第五节 金属带式无级自动变速器西安科技大学机械工程学院汽车自动变速器第五节 金属带式无级自动变速器CVTCVT的优点：的优点：由于没有了一般自动挡变速箱的传动齿轮，也就没有了自动挡变速由于没有了一般自动挡变速箱的传动齿轮，也就没有了自动挡变速箱的换挡过程，由此带来的换档顿挫感也随之消失，因此箱的换挡过程，由此带来的换档顿挫感也随之消失，因此CVTCVT变速箱变速箱的动力输出是线性的，在实际驾驶中非常平顺。的动力输出是线性的，在实际驾驶中非常平顺。CVTCVT的传动系统理论上挡位可以无限多，挡位设定更为自由，传统的传动系统理论上挡位可以无限多，挡位设定更为自由，传统传动系统中的齿轮比、

52、速比以及性能、耗油、废气排放的平衡，都更传动系统中的齿轮比、速比以及性能、耗油、废气排放的平衡，都更容易达到。容易达到。CVTCVT传动的机械效率、省油性大大优于普通的自动挡变速箱，仅次传动的机械效率、省油性大大优于普通的自动挡变速箱，仅次于手动挡变速箱，燃油经济性要比好很多。于手动挡变速箱，燃油经济性要比好很多。西安科技大学机械工程学院万向传动装置第一节 概述一、万向传动装置的组成和功用一、万向传动装置的组成和功用组成：万向节和传动轴，当传动轴比较长时，还要加中间支承。组成：万向节和传动轴，当传动轴比较长时，还要加中间支承。功用：在轴线相交且相对位置经常变化的两转轴间传递动力。功用：在轴线相

53、交且相对位置经常变化的两转轴间传递动力。二、万向传动装置在汽车上的应用场合二、万向传动装置在汽车上的应用场合 变速器与驱动桥之间变速器与驱动桥之间西安科技大学机械工程学院万向传动装置第一节 概述西安科技大学机械工程学院万向传动装置第一节 概述 对于转向驱动桥，前桥既是转向轮又是驱动轮。作为转向轮，要求能对于转向驱动桥，前桥既是转向轮又是驱动轮。作为转向轮，要求能在最大转角范围内任意偏转某一角度；作为驱动轮，则要求半轴在车轮偏在最大转角范围内任意偏转某一角度；作为驱动轮，则要求半轴在车轮偏转过程中不间断地把动力从主减速器传到车轮。转过程中不间断地把动力从主减速器传到车轮。 万向传动装置除用于汽车

54、的传动系统外，还可用于动力输出装置和万向传动装置除用于汽车的传动系统外，还可用于动力输出装置和转向操纵机构。转向操纵机构。西安科技大学机械工程学院万向传动装置第二节 万向节 万向节是实现转轴之间变角度传递动力的部件。万向节是实现转轴之间变角度传递动力的部件。如果万向节在扭转方向没有弹性、动力靠零件的铰链式连接传递，是如果万向节在扭转方向没有弹性、动力靠零件的铰链式连接传递，是刚性万向节。刚性万向节。刚性万向节刚性万向节不等速万向节（不等速万向节（十字轴式）十字轴式）准等速万向节（准等速万向节（双联式、三销轴式）双联式、三销轴式）等速万向节（等速万向节（球叉式、球笼式）球叉式、球笼式） 如果万向

55、节在扭转方向有一定弹性、动力靠弹性零件传递、且有缓冲如果万向节在扭转方向有一定弹性、动力靠弹性零件传递、且有缓冲减振作用，是弹性万向节。减振作用，是弹性万向节。汽车上应用较多的是刚性万向节。汽车上应用较多的是刚性万向节。西安科技大学机械工程学院万向传动装置第二节 万向节一、十字轴式刚性万向节一、十字轴式刚性万向节 十字轴式刚性万向节结构简单、工作可靠、且允许所连接的两轴之十字轴式刚性万向节结构简单、工作可靠、且允许所连接的两轴之间有较大交角，在汽车上应用最为普遍。间有较大交角，在汽车上应用最为普遍。 1 1构造及润滑构造及润滑 西安科技大学机械工程学院万向传动装置第二节 万向节 在万向节中常见

56、的滚针轴承轴向定位方式，为内、外挡圈固定。特在万向节中常见的滚针轴承轴向定位方式，为内、外挡圈固定。特点是工作可靠，零件少，结构简单。点是工作可靠，零件少，结构简单。西安科技大学机械工程学院万向传动装置第二节 万向节 2 2十字轴式刚性万向节传动的不等速特性十字轴式刚性万向节传动的不等速特性 单个十字轴式刚性万向节在输入轴和输出轴有夹角的情况下，其两单个十字轴式刚性万向节在输入轴和输出轴有夹角的情况下，其两轴的角速度是不相等的。轴的角速度是不相等的。西安科技大学机械工程学院万向传动装置第二节 万向节 两轴夹角两轴夹角越大，转角差（越大，转角差（1-1-2 2）越大，万向节的不等速特性）越大，万

57、向节的不等速特性越严重。越严重。 下图以主动轴转角下图以主动轴转角1 1为横坐标，主动轴与从动轴转角差为纵为横坐标，主动轴与从动轴转角差为纵坐标表示在不同两轴夹角情况下，从动轴的运动速度变化。坐标表示在不同两轴夹角情况下，从动轴的运动速度变化。1：090，从动轴转角超前于主动轴，从动轴转角超前于主动轴1：90， 转角同步转角同步1：90180，从动轴转角落后于主动轴，从动轴转角落后于主动轴1：180， 转角同步转角同步西安科技大学机械工程学院万向传动装置第二节 万向节（1 1）采用双万向节传动；）采用双万向节传动；（2 2）第一万向节两轴间的夹角）第一万向节两轴间的夹角1 1与第二万向节两轴间

58、的夹角与第二万向节两轴间的夹角2 2 相等；相等；（3 3）第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉在同一平面内。）第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉在同一平面内。3 3十字轴式万向节传动的等速条件十字轴式万向节传动的等速条件 西安科技大学机械工程学院万向传动装置第二节 万向节二、准等速万向节和等速万向节二、准等速万向节和等速万向节1 1准等速万向节准等速万向节 根据双万向节实现等速传动的原理而设计的万向节称为准等速万向节。根据双万向节实现等速传动的原理而设计的万向节称为准等速万向节。 （1 1）双联式万向节）双联式万向节 特点：两个十字轴式万向节相连，中间传动轴长度缩减至最小。特点：两个十

59、字轴式万向节相连，中间传动轴长度缩减至最小。西安科技大学机械工程学院万向传动装置第二节 万向节2 2三销轴式万向节三销轴式万向节 优点：允许相邻两轴间有较大的夹角，用于一些越野车的转向驱动桥。优点：允许相邻两轴间有较大的夹角，用于一些越野车的转向驱动桥。 西安科技大学机械工程学院万向传动装置第二节 万向节（二）等速万向节（二）等速万向节 工作原理：保证万向节在工作过程中，其传力点永远位于两轴交角的平工作原理：保证万向节在工作过程中，其传力点永远位于两轴交角的平分面上。分面上。 传力触点传力触点P P位于轴线交角平分面上，位于轴线交角平分面上，P P点到两轴的垂直距离都等点到两轴的垂直距离都等于

60、于r r。在。在P P点处的圆周速度是相等的，传力部件的角速度也是相等的。点处的圆周速度是相等的，传力部件的角速度也是相等的。因此，要保证传力点在交角变化时始终位于角平分面内，则可使两万因此，要保证传力点在交角变化时始终位于角平分面内，则可使两万向节叉保持等角速的关系。向节叉保持等角速的关系。西安科技大学机械工程学院万向传动装置第二节 万向节1 1）球叉式万向节）球叉式万向节 主动叉与从动叉分别与内、外半轴制成一体。在主、从动叉上，各主动叉与从动叉分别与内、外半轴制成一体。在主、从动叉上，各有有4 4个曲面凹槽，装合后，形成两个相交的环形槽，作为钢球滚道。个曲面凹槽，装合后，形成两个相交的环形