汽车传动系

§2汽车传动系(Powertrain)一、概述二、离合器三、变速器四、万向传动装置五、驱动桥1、功能2、基本组成3、传动系布置型式4、动力传递路线一、概述1、传动系的功能减速增扭实现汽车倒驶必要时中断传动差速作用主减速器和变速器变速器的倒挡离合器和变速器的空挡差速器变速作用变速器的换挡2、传动系的基本组成（机械式）离合器变速器万向传动装置驱动桥3、汽车传动系的布置型式（Layout）前置后驱（FR）前置前驱（FF）后置后驱（RR）中置后驱（MR）全轮驱动（nWD）前置后驱（FR＝Front-engineRear-drive）优势：牵引性能好、轴荷分布均匀、操纵机构简化、转向结构简单、便于维修等。弊端：传动效率低、驾驶室空间小、限制地板高度的降低、车内噪声大、隔热隔振困难等。适用车型：最传统的布置型式。大多数货车（含皮卡）、部分高级轿车（尤其是高级轿车）和部分客车。前置前驱（FF＝Front-engineFront-drive）优势：自重减轻、结构紧凑、驾驶室空间宽敞、有利于降低地板高度、传动效率高等。弊端：动力性能降低、前桥结构及工艺复杂、制造成本高、维修保养困难等。适用车型：轿车（含微型、经济型汽车）上比较盛行。后置后驱（RR＝Rear-engineRear-drive）优势：传动效率高、有利于车身内布置、车厢内振动和噪声小、车厢内面积利用率大等。弊端：高速转向不稳定、水箱布置困难、发动机防尘困难、远程操纵机构较复杂、维修保养困难等。适用车型：目前大、中型客车较流行，少数微型或普及型轿车也采用该型式。中置后驱（MR＝Middle-engineRear-drive）优势：轴荷分配最佳、车重减轻、传动效率较高、重量集中、转向操纵灵敏、运动性好等。弊端：发动机需要特殊设计、发动机冷却防尘困难、远程操纵机构复杂、维修保养不便、地板高度难于降低等。适用车型：大多数运动型轿车和方程式赛车流行，某些大、中型客车也采用。全轮驱动（nWD＝n-Wheel-Drive）优势：汽车附着力增加、越野能力很强、轮胎磨损均匀等。弊端：传动系统长、结构复杂、制造成本高、维修保养困难、噪音大、车辆重、传动效率低、油耗大等。适用车型：主要用于吉普车和越野车，少数轿车也采用。3、汽车的动力传递路线发动机离合器变速器万向传动装置主减速器差速器半轴驱动轮二、离合器（Clutch）1、功能2、分类3、摩擦离合器4、离合器操纵机构1、离合器的功能保证汽车平稳起步保证传动系换挡平顺防止传动系过载简单离合器原理.swf2、离合器的分类按转矩的传递方式可分为摩擦式、液力式、电磁式和综合式四种。汽车上广泛采用的是片式、摩擦离合器。按从动盘数目分：单片、双片和多片湿式离合器按压紧弹簧形式分：螺旋弹簧、膜片弹簧离合器单片、双片离合器和多片湿式离合器单片：结构简单，尺寸紧凑，从动部分的转动惯量小，分离彻底，散热良好。广泛地应用在轿车和中、小型货车上。双片：传递转矩的能力较强，接合较平顺。用在传递转矩较大并且径向尺寸受到限制的场合。多片：轴向尺寸和质量较大，用于AMT和CVT中。螺旋弹簧离合器（周布）周布弹簧离合器：结构简单，制造方便。但弹簧直接与压盘接触，易受热退火;当发动机的转速很高时，周置弹簧将受离心力的作用而严重鼓出，一会使压紧力显著降低，二造成接触部位严重磨损，甚至使弹簧断裂。周布弹簧离合器原理.swf螺旋弹簧离合器（中央、斜置）中央弹簧离合器：弹簧与压盘不直接接触，弹簧不受热，并可实现对压紧力的调整。斜置弹簧离合器：工作性能十分稳定，踏板力较小。膜片弹簧离合器膜片弹簧离合器：结构简单，零件数少，质量小，离合器的轴向尺寸较短，易于实现良好的通风散热，压力分布均匀，平衡性好。理想的非线性特性，使其工作性能稳定、操纵轻便。广泛用于轿车（几乎100%）、轻型和中型货车以及客车上，并逐步向重型汽车扩展。膜片弹簧离合器原理.swf3、摩擦离合器1）摩擦离合器的分类2）摩擦离合器的组成3）摩擦离合器的工作原理1）摩擦离合器的分类类型主要特点膜片弹簧离合器采用膜片弹簧作为压紧弹簧周布弹簧离合器采用若干螺旋弹簧作为压紧弹簧并沿摩擦盘圆周分布中央弹簧离合器采用一个或轴线重合的内外两个螺旋弹簧并布置在离合器的中央2）摩擦离合器的组成3）摩擦离合器的工作原理3）摩擦离合器的工作原理4、离合器操纵机构机械式操纵机构液压式操纵机构助力式和气压式操纵机构机械式操纵机构（杆系传动、绳索传动）杆系传动机构结构简单，工作可靠。但机械效率低，质量大，布置比较困难。如EQ1090E汽车离合器。绳索传动机构可采用吊挂踏板，但寿命较短。如桑塔纳轿车、捷达轿车。。液压式操纵机构液压式操纵机构：传动效率高，质量小，布置方便，便于采用吊挂踏板，可使离合器接合较柔和，能降低猛接离合器时传动系的动载荷。广泛用于中、小型车辆上，在重型汽车上的应用也日益增多。液压式离合器操纵机构.swf三、变速器（Transmission)1、功能2、分类3、手动变速器4、自动变速器5、无级变速器4_speed_manual_transmission.gif1、变速器的功能改变车速使汽车倒行中断动力传递前进挡倒挡空挡2、变速器的分类有级式无级式手动变速器MT＝ManualTransmission自动变速器AT＝AutomaticTransmission液力机械式变速器AMT＝AutomaticMechanicalTransmission无级变速器CVT＝ContinuouslyVariableTransmission3、手动变速器1）组成2）工作原理3）操纵机构1）组成手动变速器的结构和原理.MPG2）工作原理（1）变速器档位（2）变速器换档方式传动比普通齿轮式变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动实现转速和转矩改变的。12212,1zznni多级齿轮传动的传动比：积各级齿轮传动比的连乘积所有主动齿轮齿数的乘积所有从动齿轮齿数的乘212,1nni齿轮传动的传动比i——输入轴转速与输出轴转速之比值。单级齿轮传动的传动比：主动轮1从动轮2n1,z1n2,z2主动轮从动轮n1*z1=n2*z2传动比i=n1/n2=z2/z1i=n1/n2=M2/M1变矩比可见传动比既是变速比又是变矩比，降速则增矩，增速则降矩。两级齿轮传动i1、4=n1/n4=Z2Z4/（Z1Z3）n1Z1n4Z4n2Z2n3Z3（1）变速器档位变速器档位数越多越好轿车4～5档轻卡（m3.5t）4档中卡（3.5tm10t）5档重卡（m10t）6～12档（带有副变速箱）（2）变速器换档方式以5档变速箱为例：二、三、四、五档的挂档利用同步器；一、倒档的挂档利用齿轮的滑动。3）操纵机构直接操纵式远距离操纵式手动变速器操纵机构.MPG变速器的锁止机构自锁装置互锁装置倒挡锁装置自锁装置采用钢球对拨叉轴进行轴向定位锁止的。互锁装置在汽车上用的最广泛的是钢球（或柱销）式互锁装置，与自锁机构装在一起。倒挡锁装置倒挡锁装置使驾驶员必须对变速杆施加更大的力，方能挂入倒挡。三轴式五挡位变速器实物图（5）各档换档过程一挡二挡三挡四挡五挡倒挡4、自动变速器液力自动变速器一般由液力传动装置1（液力变矩器或液力耦合器）、辅助变速器2（行星齿轮机构）及液压控制系统3组成。自动变速器1.MPG4、自动变速器1自动变速器分类.wmv5、无级变速器CVTCVT＝ContinuouslyVariableTransmission变速比不是间断的点，而是一系列连续的值，主要靠主、从动轮和金属带来实现速比的无级变化。cvt-17.gif工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与V型传动带啮合的工作半径，从而改变传动比。主动轮和从动轮的工作半径可以通过调节液压泵油缸压力改变可动盘的轴向移动量实现连续调节，从而实现了无级变速。CVT的工作原理cvt.MPG四、万向传动装置1）功能：保证动力输出轴和动力输入轴两者轴线不重合的动力能正常传递。2）组成：万向节（两个）、传动轴（一根）3）万向节的分类：不等速万向节（十字轴式等）准等速万向节（三销轴式等）等速万向节（球笼式等）万向节.MPG等角速传动的条件：1）第一万向节两轴间夹角a1与第二万向节两轴间夹角a2相等。α1=α22）第一万向节从动叉与第二万向节主动叉处于同一平面内。等速排列的方式满足上述两条件的等速传动有两种排列方式：1）平行排列2）等腰三角形排列平行排列等腰三角形排列五、驱动桥（DrivingAxle）1、功能2、组成3、主减速器4、差速器3301驱动桥后桥1.MPG多桥驱动为提高装载量和通过性，有些重型汽车及全部越野汽车都采用多桥驱动，常采用的有4×4，6×4，6×6，8×8等驱动型式。多桥驱动汽车有非贯通式、贯通式两种动力传递型式。1、驱动桥的功能将万向传动装置传来的发动机扭矩传给驱动车轮，实现减速以增大扭矩。2、驱动桥的组成3、主减速器(FinalDrive)（1）功能：减速增扭，改变传动方向（2）分类：单级减速器（一对齿轮）双级减速器（两对齿轮）differential.swf（3）单级主减速器4、差速器(Differential）1）差速器的功能2）差速器的工作原理3）对称式齿轮差速器主减速器和差速器.swf1）差速器的功能差速器的作用是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，在汽车转弯或不平路面行驶时允许两侧驱动轮以不同速度旋转。2）差速器的工作原理3）对称式齿轮差速器对称式齿轮差速器具有平均分配扭矩的特点。3401差速器.MPG