第1章汽车传动系

第1章汽车传动系第一节概述一、汽车行驶的基本原理1.牵引力的产生当汽车行驶时，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。2.汽车行驶的阻力①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、路面性质及汽车总质量有关。②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。③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，其大小与汽车总质量和道路纵向坡度角有关。④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。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。三、传动系的形式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1.发动机前置、后桥驱动的传动系2.发动机后置、后桥驱动的传动系3.发动机前置、前桥驱动的传动系4.越野汽车的传动系第二节离合器一、离合器的概述1.离合器的功用①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，再将变速器挂上挡位，然后使离合器逐步接合。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。②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挡位工作。换挡前必须将离合器分离，以便中断动力，使原挡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，换挡完毕后，再使离合器逐渐接合，以使汽车换用不同挡位行驶。③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。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。2.离合器的性能要求①能可靠地传递发动机的最大扭矩，而不打滑。②保证发动机与传动系结合平顺、柔和。③保证发动机与传动系分离迅速、彻底。④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。⑤具有良好的热稳定性，保证离合器工作可靠。⑥操纵轻便、结构简单、维修方便。3.离合器的型式（1）摩擦式离合器（2）液力式离合器（3）电磁式离合器二、摩擦式离合器1.摩擦式离合器的形式(1)按从动盘的数目分单片式双片式(2)按压紧弹簧的形式分膜片弹簧式多簧式中央弹簧式(3)按操纵方式分机械式液压式气压式2.摩擦式离合器的基本组成(1)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。(2)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。(3)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。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。（4)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。3.摩擦式离合器的工作原理(1)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，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。(2)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。(3)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。三、典型离合器1.膜片式离合器2.多簧式离合器3.中央弹簧式离合器四、离合器操纵机构1.操纵机构的作用使离合器迅速彻底分离适应换挡需要;并使之柔和接合以满足汽车平稳起步的需要。2.操纵机构的种类(1)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。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。(2)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、质量轻、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。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.起步时离合器发抖六、离合器的检修与调整1.离合器的分解2.主要机件的检查3.离合器的装复4.离合器的调整第三节普通变速器一、变速器的概述1.变速器的功用(1)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。(2)设置倒挡使汽车在发动机旋转方向不改变的前提下，能倒向行驶。(3)设置空挡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。2.变速器的性能要求(1)具有合理的挡数和适当的传动比。(2)具有倒挡和空挡。(3)传动效率高，操纵轻便，工作可靠，无噪声。(4)结构简单，体积小，质量轻，维修方便。3.变速器的形式(1)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(2)按操纵方式分手动变速器自动变速器二、变速器的工作原理1.变速器的变速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。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。经过两对齿轮(1和2，3和4)的传动其输出轴Ⅱ与输入轴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Ⅱ与输入轴I的转向相反。这就是三轴式变速器倒车时的传动情况。惰轮5为倒挡齿轮，其轴称倒挡轴。三、典型齿轮式变速器1.变速传动机构(1)二轴式变速器①结构分析②各挡的动力传递情况(2)三轴式变速器2.同步器3.变速操纵机构第四节自动变速器一、概述1.液力机械自动变速器的功用(1)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。(2)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。(3)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。2.液力机械自动变速器的特点(1)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。(2)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。(3)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。(4)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。(5)明显地减少换挡操作，有利于提高汽车行驶的安全性。(6)主要缺点是结构复杂，成本较高，低速区传动效率低。3.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(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(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）二、液力机械自动变速器自动变速器通常由液力变矩器、机械式变速器、液力系统、控制系统及操纵系统组成。（一）液力变矩器根据结构的不同分为液力变矩器和带锁止离合器的液力变矩器两种。1.液力变矩器结构分析：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，泵轮和液力变矩器外壳连成一体，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他部件相连，导轮则固定在不动的套筒上，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。工作原理：当发动机曲轴带动变矩器工作时，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。2.带锁止离合器的液力变矩器结构分析：带锁止离合器的液力变矩器的结构如图所示，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。从动部分装在涡轮轮毂花键的从动盘上。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，变矩器起作用，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，使变矩器的输入轴与输出轴成为