汽车传动系

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1 第十二章汽车传动系统 汽车传动系概述 离合器 变速器与分动器 汽车自动变速器 万向传动装置 驱动桥

2 汽车底盘 作用 : 支承 安装汽车发动机及其各部件 总成, 形成汽车的整体造型, 并接受发动机的动力, 使汽车产生运动, 保证正常行驶 组成 : 传动系 行驶系 转向系和制动系四部分组成

3 汽车传动系统 1. 基本功用 : 将发动机发出的动力传递给驱动车轮 2. 组成双轴货车 FR 形式 : 离合器 变速器 万向传动装置 ( 万向节 传动轴 ) 主减速器 差速器 半轴

4 传动系统的功用 (1) 减速增矩 (2) 变速变矩 (3) 实现倒车 (4) 中断传动 (5) 差速功能

5 传动系统的功用 (1) 减速增矩发动机输出的动力具有转速高 转矩小的特点, 无法满足汽车行驶的基本需要, 通过传动系的主减速器, 可以达到减速增矩的目的, 即传给驱动轮的动力比发动机输出的动力转速低, 转矩大 (2) 变速变矩发动机的最佳工作转速范围很小, 但汽车行驶的速度和需要克服的阻力却在很大范围内变化, 通过传动系的变速器, 可以在发动机工作范围变化不大的情况下, 满足汽车行驶速度变化大和克服各种行驶阻力的需要 (3) 实现倒车发动机不能反转, 但汽车除了前进外, 还要倒车 ( 进入停车场或车库 ), 在变速器中设置倒档, 汽车就可以实现倒车

6 传动系统的功用 (4) 必要时中断传动系统的动力传递发动机只能在无负荷情况下起动 起动发动机 换档过程中 行驶途中短时间停车 ( 如等候交通信号灯 ) 汽车低速滑行等情况下, 都需要中断传动系统的动力传递, 利用变速器的空档或离合器分离可以中断动力传递 (5) 差速功能在汽车转向情况下, 需要两驱动轮能以不同转速转动, 通过驱动桥中的差速器可以实现差速功能

7 传动系统的类型 分类 : 机械式 液力式 电力式 1. 机械式传动系 : 主要由离合器 变速器 万向传动装置和驱动桥组成 其中万向传动装置由万向节和传动轴组成, 驱动桥由主减速器和差速器组成

8 传动系统的类型 2. 液力式传动系统 (1) 液力机械式 : 综合运用液力传动和机械传动 液力传动 : 利用液力变矩器传动 ; 机械传动 : 利用自动变速器 万向传动装置和驱动桥传动

9 传动系统的类型 (2) 静液式 : 利用发动机带动油泵产生静压力, 通过控制装置控制液压马达转速, 用一个液压马达带动驱动桥或用两个液压马达直接驱动两个驱动轮 主要缺点 : 机械效率低 造价高 使用寿命短, 可靠性差等, 应用较少

10 传动系统的类型 3. 电力式传动系统 典型的纯电动汽车组成结构

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12 串联式混合动力 汽车构造

13 中通 LCK6105CHEV 混合动力电动城市客车

14 并联式混合动力 并联式混合动力电动汽车动力流程图

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17 混联式混合动力电动汽车动力流程图

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19 传动系统的布置形式 1. 发动机前置后轮驱动 ( 简称前置后驱 FR ): 主要用于中型货车 部分客车和部分高级轿车 优点 : 维修发动机方便, 前后轮质量分配比较理想 缺点 : 传动轴长, 不仅车重增加, 而且影响传动系效率

20 传动系统的布置形式 FR 轿车 : 宝马 325i 奔驰 宾利

21 传动系统的布置形式 汽车构造

22 传动系统的布置形式 2. 前置前驱 (FF): 主要用于微型 紧凑型 中级轿车 轻型客车等 有助于提高汽车操纵稳定性 (1) 发动机横置 : 发动机曲轴轴线与车轮轴线平行, 主减速器可以采用圆柱齿轮传动

23 传动系统的布置形式 前置前驱轿车的布局一般都是将发动机横向布置, 与设计紧凑的变速驱动桥相连

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27 传动系统的布置形式 (2) 发动机纵置 : 发动机曲轴轴线与车轮轴线垂直, 主减速器必须采用圆锥齿轮传动

28 传动系统的布置形式 3. 后置后驱动 (RR): 发动机布置在后轴之后, 后轮驱动 主要用于大中型客车和少数跑车

29 传动系统的布置形式 保时捷 911 系列

30 传动系统的布置形式 4. 发动机中置 后轮驱动 (MR): 发动机布置在前后轴之间, 用后轮驱动 用于超级跑车 赛车和少数大中型客车 中置后驱

31 传动系统的布置形式 法拉利 458

32 传动系统的布置形式 吉利方程式赛车

33 传动系统的布置形式 5. 全轮驱动 (AWD): 传动系增加了分动器, 动力可以同时传给前后轮 主要用于越野车及重型货车

34 传动系统的布置形式 汽车构造

35 传动系统的布置形式 汽车构造

36 奥迪 Q7 汽车构造

37 离合器 clutch

38 离合器功用 离合器通常装在发动机与变速器之间, 其主动部分与发动机飞轮相连, 从动部分与变速器相连 (1) 平顺接合动力, 保证汽车平稳起步 ; 汽车由静止到行驶的过程, 其速度应由零逐渐增大 如果传动系统与发动机之间没有离合器, 而是刚性地连接, 汽车起步时, 驾驶员操纵变速器挂入一定的工作挡位, 静止的汽车在突然接上动力的瞬间将会猛烈前冲, 汽车具有很大的惯性力

39 平顺接合动力, 保证汽车平稳起步 踩下离合器踏板分离 挂档 松开离合器踏板 - 接合动力 ( 转矩从发动机 传动系 车轮 ) 当驱动力足以克服行驶阻力时, 汽车便由静止缓慢地逐渐加速, 实现汽车平稳起步 回顾 : 练车操作要领

40 离合器功用 (2) 临时切断动力, 保证换档时工作平顺 ; 在汽车行驶过程中, 为了适应不断变化的行驶条件 ( 速度 ), 传动系统的变速器经常要换挡变速 在换挡前也必须先踩下离合器踏板, 中断动力传递, 便于使原档位的变速器齿轮退出啮合, 换入新档位齿轮啮合

41 离合器功用 (3) 防止传动系统过载 当汽车时进行紧急制动, 若没有离合器, 则发动机将因和传动系统刚性相连而急速改变转速, 因而其中所有零件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发出的最大转矩 ), 使发动机和传动系都受到很大冲击, 使传动系统因过载而使其机件损坏 思考 : 斜坡起步上坡时 下长坡时需要踩下离合器吗?

42 对离合器的性能要求 1) 具有合适的储备能力 既能保证传递发动机最大转矩又能防止传动系统过载 2) 分离迅速彻底 接合平顺柔和 工作稳定 3) 具有良好的散热能力 由于离合器接合过程中, 主 从动部分有相对滑转摩擦, 在使用频繁时会产生大量的热量, 如不及时散出, 会严重影响其使用寿命和工作的可靠性 4)( 踏板 ) 操纵省力 轻便, 以减轻驾驶员的疲劳 5) 从动部分转动惯量应尽量小, 以减小换挡时齿轮间的冲击

43 离合器类型 1 按离合器传递动力的方式分类 (1) 摩擦作用 摩擦离合器 ; (2) 液体传动 液力耦合器 ; (3) 磁力传动 电磁离合器 ; 与手动变速器相匹配的离合器大多为 : 干式摩擦式离合器 2 按从动盘的数目分类 (1) 单盘式离合器只有一个从动盘 (2) 双盘式离合器有两个从动盘, 摩擦面数目多, 可传递的转矩较大 3 按压紧弹簧的结构形式分类 (1) 螺旋弹簧离合器压紧弹簧是常见的螺旋弹簧 (2) 膜片弹簧离合器压紧弹簧是膜片弹簧

44 单盘周布弹簧离合器 螺旋弹簧沿圆周均匀分布

45 双盘周布弹簧离合器 有两个从动盘和两个压盘, 常用于重型货车

46 中央弹簧离合器 用一个和轴线重合的内外两个螺旋弹簧压紧, 弹簧轴线与离合器轴线重合, 弹簧布置在离合器的中央

47 摩擦离合器 摩擦离合器依靠摩擦原理传递发动机动力 当从动盘与飞轮之间有间隙时, 飞轮不能带动从动盘旋转, 离合器分离 当压紧力将从动盘压向飞轮后, 飞轮表面对从动盘表面的摩擦力带动从动盘旋转, 离合器接合

48 摩擦离合器 发动机 飞轮及压盘 ( 压紧从动盘, 摩擦作用 ) 从动盘 -- ( 花键 )-- 从动轴当驾驶员踩下离合器踏板时, 通过机件的传递, 使膜片弹簧大端带动压盘后移, 此时从动部分与主动部分分离 分离状态 结合状态

49 周布弹簧离合器的基本组成 摩擦离合器所能传递最大转矩的数值取决于 : 1 摩擦面间的压紧力 2 摩擦系数 3 摩擦面数目 4 摩擦面尺寸

50 周布弹簧离合器的基本组成 主要由主动部分 从动部分 压紧机构和操纵机构四部分组成 1 曲轴 2 从动轴 3 从动盘 4 飞轮 5 压盘 6 离合器盖 7 分离杠杆 8 弹簧 9 分离轴承 回位弹簧 11 分离叉 12 踏板 13- 拉杆 14- 杠杆调节叉 16- 压紧弹簧 17- 从动盘摩擦片 18- 轴承

51 周布弹簧离合器的构造 汽车构造

52 周布弹簧离合器的组成 (1) 主动部分 : 飞轮 压盘 离合器盖等 ; (2) 从动部分 : 从动盘 从动轴 ( 即变速器第一轴 ); (3) 压紧部分 : 压紧弹簧 ; (4) 操纵机构 : 分离杠杆 分离杠杆支承柱 摆动销 分离套筒 分离轴承 离合器踏板等 2. 离合器的工作过程 自由间隙 : 离合器接合时, 分离轴承前端面与分离杠杆端头之间的间隙 分离间隙 : 离合器分离后, 从动盘后端面与压盘前端面的间隙 自由行程 : 从踩下离合器踏板到消除自由间隙所对应的踏板行程是自由行程 工作行程 : 消除自由间隙后, 继续踩下离合器踏板, 将会产生分离间隙, 此过程对应的踏板行程是工作行程

53 周布弹簧离合器的工作原理 汽车构造

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56 膜片弹簧离合器的构造 汽车构造

57 膜片弹簧离合器的构造 汽车构造

58 膜片弹簧离合器的构造 汽车构造

59 膜片弹簧离合器的工作原理 汽车构造

60 膜片弹簧离合器的工作原理 汽车构造

61 膜片弹簧离合器的工作原理 汽车构造

62 膜片弹簧离合器分类 推式和拉式两种 推式 : 指在分离轴承向前推力的作用下离合器分离 拉式 : 指在分离轴承向后拉力的作用下离合器分离

63 膜片弹簧离合器分类 A. 推式膜片弹簧离合器 双支承环式 : 特点是膜片弹簧的前后各有一个支承环 MF 型 DS 型 DST 型

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65 (2) 单支承环式 : 特点是只有一个支承环位于膜片弹簧的前端或后端, 另一个支承环用离合器盖的凸台或弹性挡环替代

66 (3) 无支承环式 : 膜片弹簧的前后都没有支承环

67 膜片弹簧离合器分类 B. 拉式膜片弹簧离合器 (1) 无支承环式 :MFZ 型 (2) 单支承环式 :DT/DTP 型 GMFZ 型

68 从动盘和扭转减振器 汽车构造

69 从动盘 从动盘主要由从动盘本体 摩擦片和从动盘毂组成

70 带扭转减振器从动盘 带扭转减振器从动盘的动力传递顺序 : 从动盘本体 减振器弹簧 从动盘毂

71 离合器操纵机构 汽车构造

72 人力式操纵机构 离合器踏板和分离轴承之间通过机械杆件和绳索相连

73 人力式操纵机构 汽车构造

74 机械式离合器操纵机构 汽车构造

75 液压式操纵机构 离合器踏板和分离轴承之间通过主缸 工作缸及液压管路相连, 离合器依靠人力产生的液压力控制

76 液压式操纵机构 汽车构造

77 液压离合器操纵机构 汽车构造

78 思考题 1. 什么时候需要踩离合? (1) 起步 : 平顺接合动力, 保证汽车平稳起步 ; (2) 换档 : 临时切断动力, 保证换档时工作平顺 ; (3) 制动 : 防止传动系统过载 2. 离合器由哪些零部件组成? 3. 膜片弹簧离合器如何工作?

79 练习题 - 单选题 1. 变速器设置倒档的目的是 ( ) A 换挡 B 实现倒车 C 变速 D 中断传动 2. 离合器的主动部分不包括 ( ) A 飞轮 B 离合器盖 C 压盘 D 摩擦片 3. 离合器的从动部分包括 ( ) A 离合器盖 B 压盘 C 从动盘 D 压紧弹簧 4. 汽车的离合器安装于 ( ) A 发动机与变速器之间

80 填空题 5. 越野汽车能实现全轮驱动, 是因为在其传动系中增加了 ( ) 6. 汽车传动系的基本功用是 ( ) 7. 机械式传动系的主要由 ( ) ( ) ( ) 和 ( ) 等四部分构成 8. 摩擦式离合器主要由 ( ) ( ) ( ) 和 ( ) 等四部分构成 9. 膜片弹簧离合器的膜片弹簧本身兼起 ( ) 和 ( ) 的作用 10. 离合器在接合状态下, 分离杠杆内端与分离轴承间应留有一个 ( )

81 判断题 11. 在离合器接合时, 汽车无法切断发动机与传动系的动力传递 ( ) 12. 为使离合器接合柔和, 驾驶员应逐渐放松离合器踏板 ( ) 13. 离合器从动部分的转动惯量应尽可能大 ( ) 14. 汽车行进中, 换挡时, 需暂时切断动力传递, 离合器应踩到底 ( )

附件 : 进口汽车及零部件最惠国税率调整表 序号税则号列商品名称 1 87021091 2 87021092 3 87021093 4 87022091 5 87022092 6 87022093 7 87023010 8 87023020 9 87023030 仅装有压燃式活塞内燃发动机 ( 柴油或半柴油发动机 ), 座 30 的客车 仅装有压燃式活塞内燃发动机 ( 柴油或半柴油发动机 ),20

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