1、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
2、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
3、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
4、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
5、,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）
6、,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
7、.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
8、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
9、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
10、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,
11、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
12、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 +
13、,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
14、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=V4V2,退入空档的瞬间 V3=V4V2,由于离合器分离,动力输入 中止 V3、V4、V2下降,齿轮2的转动惯量小， V2 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,第三节 同步器,1 无同步器的换档过程,1.1 由低速档换入高速档,1.2 由高速档换入低速档,2 同步器的构造及其工作原理,2.1 作用,2.2 锁环式惯性同步器,2.3 锁销式惯性同步器（图）,（1） 使接合套与待接合齿圈二者之间迅速达到同步,（2） 阻止接合套与待
15、接合齿圈同步前啮合,第四节 变速器操纵机构,1、结构（图）,2、自锁装置（图）,3、互锁装置（图）,防止自行挂档或脱档,保证齿轮全齿啮合,保证不同时挂入两个档位,4、倒档锁（图）,防止误挂入倒档,第五节 分动器,2.1 功用,2.2 组成(图),2.3 工作过程(图),传递动力,改变驱动桥数目,高档传递路线:,输入轴,中间轴,齿轮613和输出轴812,低档传递路线:,输入轴,中间轴,齿轮613和输出轴812,输出轴17,2.4 工作要求及操纵机构,输入轴 +,中间轴 +,输出轴 +,齿轮 +,操纵机构,起副变速器作用,2、锁环式惯性同步器,2.1 结构（图）,花键毂 +,接合套 +,锁环 +,
16、滑块 +,2.2 工作原理(图),锁环在接合套的作用下，与齿圈相接触,由于两者速度不等，使得锁环的 缺口上端面或下端面与滑块相碰,锁环和滑块的相互配合，使接合套的齿端倒角与锁环齿端倒角恰好相抵住,接合套上施加的轴向力F1使锁环压紧齿圈，并产生摩擦力矩M1，使两者速 度尽快同步，且F1在倒角斜面上产生切向力F2，使锁环上产生一拨环力矩 M2，M1M2，两者方向相反,只有当锁环与齿圈同步时，M1M2，锁环相对于接合套转动一个角度，使 接合套进入啮合，接合套继续移动，最终与待接合齿圈啮合，换档成功,定位销和弹簧 +,卡环,2.4 工作要求及操纵机构,2.4.1 工作要求,非先接上前桥,不得挂上低速档
17、,非先退出低速档,不得摘下前桥,2.4.2 操纵机构,图 锁环式同步器,锁环和滑块实物图,效果图,锁环实物图,图换档过程图,加快v2下降速度,图 加快V2下降速度,1.2 由高速档换入低速档,在高速档时 V3=V2V4,退入空档的瞬间 V3=V2V4,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+
18、,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
19、(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 r 2 = a*r 1,r 3 = (1+a)*r 1/2,F1 = F2 F3 = -2F1,M1 = F1*r 1 M2 = F1 * a*r1 M3 = -(a+1)F1r1,M1 1 + M2 2 + M3 3 = 0,n1 + an2 (a+1)n3 = 0,注:a=z2/z1=r2
20、/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 = Mb Md 减扭工况
21、,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
22、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
23、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,且十字轴平面与主动轴轴线垂直(
24、图),(2) 主动叉平面在水平位置,且十字轴平面与从动轴轴线垂直(图),1.4 十字轴万向节的等速条件(图),2 等速万向节,2.1 工作原理(图),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,2.2 几种等速万向节,(1) 球叉式万向节(图),(2) 球笼式万向节,固定型球笼式万向节(图),伸缩型球笼式万向节(图),(3) 三枢轴-球面滚轮式等速万向节,第三节 传动轴和中间支承,1 传动轴(图),2 中间支承(图),1.1 实现长度的变化,1.2 动平衡,图 万向传动装置总成,图用于变速器与分动器,防止由于制 造装配误 差以及车架 变形对传动 产生影响,图 转向驱动桥,配合独
25、立 悬架,配合非独 立悬架,图 转向传动,图 挠性万向节,图 十字轴式刚性万向节,图 润滑,图 十字轴万向节的等速条件,(1) 采用双万向节传动,(2) 第一万向节两轴间的夹角1与第二万向节两轴间的夹角2 相等,(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,图 不等速性1,*,cosa,故,2,1,图 不等速2,*,cosa,故,2,1,b,图 等速万向节,图 传动轴,花键连接,图 花键连接,图 中间支承,局部放大图,图 中间支承放大图,图球叉式万向节,拆解图,图球叉式万向节拆解图,图固定型球笼式万向节,传动原理,图传动原理,特点：在传递 转矩的过程中， 主从动轴之间 只能相对转动、 不会产生轴向 位移,图伸缩型球笼式万向节,特点：在传递转矩的过 程中，主从动轴之间不 仅能相对转动，而且可 以产生轴向位移,传动原理,图传动原理,
