汽车原理与结构-汽车传动离合器变速器

发动机内容回顾一、发动机工作原理四冲程（二冲程）往复活塞式发动机●汽油机●柴油机二、机体组●机体●气缸盖●气缸盖罩●气缸衬垫●主轴承盖●油底壳三、曲柄连杆机构●活塞组件●连杆组件●曲轴组件共36页第1页能量转换运动形式四、配气机构及进、排气系统●进气系统气门组、气门传动组、进气歧管●排气系统排气歧管、（排放的二次处理系统）、排气管五、供油系统●储油箱●过滤器●供油泵●回油室●化油器六、油气配合●过量空气系数φa●空燃比α七、理想化油器工作原理八、燃油喷射式发动机共36页第2页第二部分汽车底盘实现汽车的正常行驶和达到其他各种功能，还依赖于汽车另一重要组成部分——汽车底盘。汽车底盘组成主要包括：●传动系统●行驶系统●转向与制动系统此外底盘还包括车身、各类自动控制、各类显示仪表、照明等装置。共36页第3页共36页第4页自行车基本构造共36页第5页早期车辆造型共36页第6页现代车辆底盘●传动系统用于发动机输出（动力和运动）与驱动车轮之间的连接。实现变速、减速增矩等。●行驶系统支持全车并保持车辆的正常行驶。包括车体、悬架、车桥、车轮等。●转向系统保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。●制动系统产生可控制、对汽车进行制动的外力。共36页第7页第五章汽车传动系统§5.1传动系统作用和组成汽车传动系统的基本功能就是将发动机输出的运动和动力传给驱动车轮。一、传动系统具备的功能本系统是汽车发动机输出和车轮的连接部分，应保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性、燃油经济性、安全性等特性。共36页第8页1、减速增矩功能动力输出基本规律：系统输出功率一定时，输出扭矩与输出转速成反比。在确定的工况下，发动机输出扭矩与输出转速取决于外特性曲线，为使作用在驱动轮上的牵引力足以克服外界阻力，确保汽车起步和正常行驶等，必需调节输出转速。共36页第9页主减速器FinalDrive变速器Gearbox实例说明：EQ1090E型货车（东风），安装6100Q－1型汽油机参数：●满载质量91135N●最小滚动阻力1357N；●发动机1200～5400r/min●输出最大扭矩353Nm●车轮直径0.9m●3000r/min时最大功率99.3kw解：相关计算表明，当发动机输出轴直接与车轮相连的结果：※汽车最大驱动力784N※设计最大车速510km/h此结果显然是无法应用的。共36页第10页2、变速功能满足汽车在不同使用条件下牵引力、速度有较大范围变化的要求。所谓使用条件，一般包括实际装载质量、道路坡度、道路曲率、道路宽度、路面质量、交通状况等。实现变速行驶的部件与前述一样（变速器、主减速器），达到的目的不同。共36页第11页高速——轻载！低速——重载！3、倒车功能满足汽车调整位置、入库等场合的倒向行驶的需求，是机动车的必备功能。倒车档一般只需在正常的档位间加挂一级惰轮，即能实现反向运动。多数情况倒车速度略低于最低前进挡。共36页第12页4、离合功能必要的时候中断传动系统与发动机的联接。汽车在启动、怠速、换档、紧急制动等状态下应使传动系统与发动机暂时脱离。共36页第13页主动部分从动部分速度不匹配发动机启动扭矩一个成人的力量5、同轴车轮的差速功能汽车转向时，处于外侧的车轮相对内侧的车轮转速高，若两轮是刚性轴连接，则车轮与地面之间要产生较大的相对滑移。采用的机构——差动装置共36页第14页主轴驱动车桥半轴半轴二、传动系统的组成现代商业化汽车普遍采用活塞往复式内燃机，与之相配的机械传动系统根据不同的实际需求而不同。相关的组成、布局也有着较大的区别。典型机械传动系统的基本组成：●离合器●变速器（含分动器）●万向传动装置●驱动桥以上基本部分组成常规汽车的传动系，其综合效应有很大的区别。如：轿车与重载货运车，传动组成相同，但传动结果完全不同。共36页第15页典型普通双轴货车传动系统如图所示为普通双轴货车：车辆布局形式——发动机前置；后轴驱动这是车辆传动系统中最常见的布局。传递运动和动力的主要零件称为传动轴（主轴），由于前后轴存在一定的距离，且发动机输出与驱动轴存在变化的高度差值，解决主轴的安装需采用若干万向传动节及相关的支撑，也是整个系统装配的关键问题之一。共36页第16页底盘传动系统常见组成及布置示意图1离合器2变速器3万向节4驱动桥5差速器7半轴8传动轴前轴后轴发动机驱动桥设置一组减速进一步减速增矩。差动机构确保两侧车轮具有转速差值。共36页第17页前置前驱布局传动系统示意图共36页第18页发动机离合器变速箱差动装置半轴半轴转向车轮转向车轮行驶方向§5.2离合器离合器用于确保传动系统与发动机之间的可靠连接与脱离。车辆在启动、正常行驶、制动、换档、意外事件处理等操作时，需要将发动机输出与汽车传动系统分离。一、离合器的作用1、保证汽车平稳起步（启动输出功率很小）空档→点火→怠速→一挡→起步2、保证传动系统换档时工作平稳交通状况→变速→换档→换齿轮→中断动力共36页第19页3、防止传动系统过载异常情况→高荷载→超载脱离高速行驶的车辆遇意外时将伴随冲击荷载，离合器在超载时可暂时丧失连接功能，起到保护作用。由此可见，不论离合器实际结构如何，典型结构都应由主动、从动两大部分组成，这两部分可以暂时分离，也可以逐渐结合。正常工作过程中还需保留主、从两部分一定的相对转动。共36页第20页1飞轮2从动盘3踏板4压紧弹簧5从动轴6从动盘毂结合状态分离状态脚踏方向共36页第21页二、摩擦离合器工作原理摩擦离合器上述摩擦离合器是目前实用的汽车离合器中最基本的一种。根据现代车辆更高性能的需求，离合器结构也愈趋复杂。1、基本性能要求保证可靠传递发动机最大扭矩：●主从两部分能可靠、彻底地分离●结合时有足够的柔性（克服主、从部分速度差）●从动部件有尽可能小的转动惯量●系统散热性能好共36页第22页2、摩擦离合器基本类型摩擦离合器的核心结构时摩擦盘，由机构产生的磨擦力实现离合功能。磨擦力是被动力，存在一定极限。由于机构正压力与摩擦因素有限，设计时是通过增加摩擦面积（增加从动盘数量）来获得。●单盘离合器具有两个摩擦面，一般传递扭矩不大，用于轿车、轻型车等。共36页第23页富康系列轿车单盘离合器单盘离合器结构图共36页第24页摩擦盘运动操作部件变速箱第一轴（从动轴）主动盘（发动机输出）分离状态接合状态●双盘离合器：双盘离合器摩擦面积增大，具有较大的动力传输能力，用于各类大型、重载车辆。双盘离合器具有四个摩擦面，一般传递扭矩较大，对一些特殊需求，还可以采取其他措施以增加其传递的扭矩。根据压紧弹簧结构不同，分为两类：螺旋弹簧（周布、中央两类）离合器膜片弹簧离合器（轻型）共36页第25页左图：黄河JN181C13型汽车双盘离合器双盘离合器结构图动作部件主动轴从动轴黄河JN181C13是我国货运汽车早期车型，其编号用原来型号共36页第26页三、扭转减振器扭转减振器用于减缓和消除离合过程中，存在的扭转振动和在以外情况下的剧烈冲击。由于发动机工作的特点，传到汽车传动系统的实际扭矩是周期变化的（总效果是换算的平均扭矩），因此要造成传动系统的扭转振动。当这一振动的频率与传动系统的自振频率相等时则要产生共振，导致系统破坏。另外，当车辆行驶时出现意外情况，离合器也承受极大的冲击荷载，严重影响工作寿命。共36页第27页扭转减震器结构图缓冲弹簧减震结构离合器本体捷达轿车离合器从动盘上的抗扭转减震结构共36页第28页共36页第29页1、扭转减振器的作用避免共振，缓和传动系统中的冲击荷载。目前传动系统中较实用的扭转减振器大多与离合器从动盘设计为一体；某些情况下也可以设计成独立的部件。2、基本原理在离合器内，解决好从动盘本体与从动盘毂之间在圆周方向上的弹性连接。实际上，具有扭转减振器的离合器，就是通过扭转减振器完成从动盘本体到从动盘毂之间的扭矩传递。近年在汽车离合器中使用的减振元件有各种弹簧、橡胶等；其形状有空心圆柱形、星形等。共36页第30页四离合器操纵机构离合器操纵系统性能直接影响汽车操纵性能，一般有以下三类：1.机械式2.液压助力式3.气压助力式共36页第31页共36页第32页机械式操纵系统示意图上支点踏板下支点踏板共36页第33页机械原理图离合器踏板控制软线接头接头复位弹簧复位弹簧分离拨叉共36页第34页液压助力式操纵机构共36页第35页气压助力式操纵系统离合器踏板控制气管高压空气系统控制单向阀主气缸系统复位弹簧分离拨叉1.传动系统在汽车中起到什么作用？为什么要设计、安装离合器？2.为防止工况变化造成的传动系统共振和承受冲击，常采取什么措施？思考题共36页第36页