汽车原理与结构自动档与万向连接PPT课件

1、一、变速器的作用与类型一、变速器的作用与类型1 1、作用、作用 扩大驱动轮上扭矩、扩大驱动轮上扭矩、 速度的变化范围；速度的变化范围； 发动机旋转不变的发动机旋转不变的前前 提下，实现倒退行驶；提下，实现倒退行驶； 空档状态完成起动、空档状态完成起动、 怠速、换档等。怠速、换档等。 共2626页 第3 3页第1页/共26页2 2、变速器分类、变速器分类 有级式变速器有级式变速器 采用齿轮传动，采用齿轮传动，能输出有限个定值能输出有限个定值的传动比。的传动比。 普通车辆一般普通车辆一般有有3 36 6个前进档，个前进档，一个倒车档，一个一个倒车档，一个空档。这是目前应空档。这是目前应用的最主要的

2、形式。用的最主要的形式。 共2626页 第4 4页操纵系统齿轮系主减速器与差动装置输入轴输出轴第2页/共26页无级式变速器无级式变速器 采用链式传动装置，传动比在一定数值范围内采用链式传动装置，传动比在一定数值范围内可按可按无限多级变化。无限多级变化。 现行常用的无极变速结构有电力式、液压式，现行常用的无极变速结构有电力式、液压式，便于便于实现车辆变档自动化。实现车辆变档自动化。 无级变速便于实现自动化、智能化，可以降低无级变速便于实现自动化、智能化，可以降低对驾对驾驶人操作技能的要求，特别适合快节奏都市环境。驶人操作技能的要求，特别适合快节奏都市环境。缺点：缺点： 反映时间较熟练驾驶员慢；反

3、映时间较熟练驾驶员慢； 相对能耗大。相对能耗大。 共2626页 第5 5页第3页/共26页综合式变速器综合式变速器 综合式变速器具有上述两种变速器的特点，是两综合式变速器具有上述两种变速器的特点，是两种种结构优点的有效结合。结构优点的有效结合。 特点：特点： 一般由液力变矩器和齿轮式有级变速器两部分一般由液力变矩器和齿轮式有级变速器两部分组组成，传动比可在一定范围内，间断的几个区间作无成，传动比可在一定范围内，间断的几个区间作无级级变化。该类型集前两者的优点于一体，已得到广泛变化。该类型集前两者的优点于一体，已得到广泛应用。应用。 按变速器操作方式不同，变速器还可以分成：按变速器操作方式不同，

4、变速器还可以分成： 强制式强制式（驾驶员直接操纵）（驾驶员直接操纵） 自动式自动式 半自动式三类半自动式三类 共2626页 第6 6页第4页/共26页左图：切诺基越野汽车左图：切诺基越野汽车231231型型分动器原理图分动器原理图1 1输入轴输入轴 2 2太阳轮太阳轮 3 3行星轮行星轮 4 4齿圈齿圈 5 5行星架行星架 6 6行星轮接合套行星轮接合套 7 7同步器接合套同步器接合套 8 8输出轴输出轴 9 9、1010、1212传动链传动链 1111壳体壳体 1313输出轴输出轴3 3、分动器、分动器 在多轴驱动的汽车上，接在多轴驱动的汽车上，接变速器变速器输出端，把运动和输出端，把运动和

5、动力分解并分别输送到各个驱动轴上的装置。动力分解并分别输送到各个驱动轴上的装置。输入轴输出轴1 1输出轴2 2 共2626页 第7 7页第5页/共26页二、普通齿轮式变速器原理二、普通齿轮式变速器原理 汽车变速器中的变速机构实际上就是一个结构紧汽车变速器中的变速机构实际上就是一个结构紧凑凑的齿轮变速箱，通过档位控制杠杆系统实现多组齿轮的齿轮变速箱，通过档位控制杠杆系统实现多组齿轮的交的交替啮合。目前普通商用汽车输出轴有替啮合。目前普通商用汽车输出轴有五种正转速度、五种正转速度、一个一个反转速度、一个空档反转速度、一个空档共七种状态。共七种状态。 按变速器的传动齿轮轴数量，可分为按变速器的传动齿

6、轮轴数量，可分为两轴式和三轴两轴式和三轴式式两种，下面以两轴式变速器为例，了解一般变速器两种，下面以两轴式变速器为例，了解一般变速器原理和结构。原理和结构。 共2626页 第8 8页第6页/共26页1 1、结构特点、结构特点 两轴变速器分两轴变速器分输入轴、输出轴输入轴、输出轴，无中间过渡，无中间过渡轴，输入轴（第一轴）与输出轴（第二轴）相轴，输入轴（第一轴）与输出轴（第二轴）相互平互平行，动力和运动从输入轴一端经过一对齿轮传行，动力和运动从输入轴一端经过一对齿轮传递到递到输出轴。输出轴。 当人为通过操纵杆控制不同齿轮进行啮合当人为通过操纵杆控制不同齿轮进行啮合时，时，输出轴就获得不同的转速。

7、输出轴就获得不同的转速。 如图为奥迪如图为奥迪100100型采用的型采用的012012两轴变速器装两轴变速器装配图配图和传动原理示意图。和传动原理示意图。 共2626页 第9 9页第7页/共26页奥迪100型变速器装配图 轿车结构比较紧凑，其轿车结构比较紧凑，其主减速器主减速器直接与变速器相连。（差动器前的这对传直接与变速器相连。（差动器前的这对传动比约动比约3 38 8的圆锥齿轮称为主减速器）的圆锥齿轮称为主减速器）倒档惰轮倒档惰轮输入轴输入轴离合轴承离合轴承主动齿轮主动齿轮(五级五级)主减速器主减速器半轴与差动器半轴与差动器同步器与拨叉座同步器与拨叉座 共2626页 第1010页第8页/共

8、26页1 1输入轴输入轴 2 2、3 3、4 4、6 6、7 7输入轴齿轮输入轴齿轮 5 5、1212、1717接合套接合套 8 8壳体壳体 9 9输入倒档轮输入倒档轮 1010输出倒档轮输出倒档轮 1111倒档中间轮倒档中间轮 1313、1414、1515、1616、1818输出齿轮输出齿轮 1919输出轴输出轴 2020、2121、2222、2323主减速器、差动器主减速器、差动器奥迪奥迪100100轿车变速器轿车变速器传动原理图传动原理图实现变速功能的关键问题实现变速功能的关键问题: :拨叉按要求联拨叉按要求联 动同步器有效动同步器有效摩擦式同步器三个拨叉联动 共2626页 第1111页

9、主轴输入变速输出半轴半轴第9页/共26页 将奥迪将奥迪100100型变速箱齿轮机构中的各个齿轮齿数型变速箱齿轮机构中的各个齿轮齿数代入，即可得输出轴与输入轴得传动比。代入，即可得输出轴与输入轴得传动比。五档得传动比分别为：五档得传动比分别为： 一档降速比：一档降速比：i i1 1=z=z1818/z/z2 2=39/11=3.545=39/11=3.545 二档降速比：二档降速比：i i2 2=z=z1616/z/z3 3=40/19=2.105=40/19=2.105 三档降速比：三档降速比：i i3 3=z=z1515/z/z4 4=40/28=1.429=40/28=1.429 四档降速

10、比：四档降速比：i i4 4=z=z1414/z/z6 6=35/34=1.029=35/34=1.029 五档降速比：五档降速比：i i5 5=z=z1313/z/z7 7=31/37=0.838=31/37=0.838倒车档传动比：倒车档传动比： i iR R=z=z1010/z/z9 9=35/10=3.5=35/10=3.5 共2626页 第1212页第10页/共26页三、同步器三、同步器 保证换档过程平顺、可靠的辅助部件。保证换档过程平顺、可靠的辅助部件。1 1、换档的一般方式、换档的一般方式 移动齿轮移动齿轮 移动接合套移动接合套 不论哪种方式，都必须保证一对齿轮脱离后，另一不论哪

11、种方式，都必须保证一对齿轮脱离后，另一对对齿轮正确啮合。齿轮正确啮合。 目前大部分同步器采用移动接合套的方式。目前大部分同步器采用移动接合套的方式。2 2、正确啮合条件、正确啮合条件 齿圈上圆周速度相等齿圈上圆周速度相等 摩擦片式常压同步器是实现这一功能的典型结构。摩擦片式常压同步器是实现这一功能的典型结构。 共2626页 第1313页第11页/共26页上图：环锁式惯性同步器左图：摩擦式常压同步器花键套摩擦片 共2626页 第1414页驱动件档齿轮档齿轮第12页/共26页四、汽车自动变速器简介四、汽车自动变速器简介人们对现代汽车性能、操作提出更高的要求：人们对现代汽车性能、操作提出更高的要求：

12、 良好的动力良好的动力 耗油经济耗油经济 低排放低排放 安全舒适性好安全舒适性好 操纵轻便可靠操纵轻便可靠 自动化自动化 合理操纵变速系统是实现上述功能的一个合理操纵变速系统是实现上述功能的一个重要重要因素，对驾驶员素质要求较高。因素，对驾驶员素质要求较高。 共2626页 第1515页第13页/共26页1 1、自动变速器类型、自动变速器类型 目前应用的自动调速装置有目前应用的自动调速装置有液控液压式、液控液压式、电电控液压式控液压式两种控制方法，执行机构多数采用金两种控制方法，执行机构多数采用金属属链传动。链传动。控制策略：控制策略： 通过对发动机负荷状况、行驶速度状况通过对发动机负荷状况、行

13、驶速度状况的参的参数监测和反馈，控制单元运算后发出控制指令数监测和反馈，控制单元运算后发出控制指令驱驱动执行元件来适时调整传动系统的传动比，从动执行元件来适时调整传动系统的传动比，从而而获得最佳的综合效果。获得最佳的综合效果。 自动变速器同样分为：自动变速器同样分为：有级式、无级式、有级式、无级式、综综合式合式三类。三类。 共2626页 第1616页第14页/共26页液控液压自动变速器控制原理图 发动机状况信号、行驶速度信号发动机状况信号、行驶速度信号转换成液压控制信号，通过液压控制系统，转换成液压控制信号，通过液压控制系统，分别控制分别控制变速器变速器和和液力变矩器液力变矩器。一般变速器有。

14、一般变速器有2 24 4档，其输出与变矩器档，其输出与变矩器泵轮泵轮相连，相连，再由变矩器再由变矩器涡轮涡轮输出。根据车辆实际行驶状态，涡轮上可获在一定范围内输出。根据车辆实际行驶状态，涡轮上可获在一定范围内变化的转变化的转速速。（输出转速、扭矩将按一定规律变化）（输出转速、扭矩将按一定规律变化）该部分功能与前述变速器相同 共2626页 第1717页第15页/共26页电控液压自动变速器控制原理图 发动机状况信号、发动机状况信号、行驶速度信号行驶速度信号转换成转换成电信号，通过电子控电信号，通过电子控制单元处理，再经液制单元处理，再经液压控制系统，实现对压控制系统，实现对变速器变速器和和液力变矩

15、器液力变矩器的控制的控制。其他情况与。其他情况与液控液压自动变速器液控液压自动变速器相同。相同。 综合式自动无级变速器集电机液压为一体 共2626页 第1818页第16页/共26页5.3 5.3 万向传动装置 实现汽车上任何一对轴线相交，且相对位置经常实现汽车上任何一对轴线相交，且相对位置经常变变化的传动轴之间的动力传递。化的传动轴之间的动力传递。 使用场合如变速器与驱动轴之间、变速器与分动使用场合如变速器与驱动轴之间、变速器与分动器器之间等的连接。之间等的连接。变速器与后驱动桥之间的轴连接变速器与后驱动桥之间的轴连接 共2626页 第1919页行驶中悬架受冲击荷载浮动高度差变化万向传动节长度

16、可伸缩的主轴第17页/共26页 左图：万向节、传动轴、左图：万向节、传动轴、支承座及驱动桥之间的连接支承座及驱动桥之间的连接a a）两节一轴）两节一轴b b）三节两轴一支承）三节两轴一支承c c）分动器两轴驱动）分动器两轴驱动d d）贯通式三轴驱动）贯通式三轴驱动e e）非贯通式三轴驱动）非贯通式三轴驱动 共2626页 第2020页第18页/共26页1 1、组成、组成 万向传动装置由万向传动装置由万向节、传动轴、中万向节、传动轴、中间支承间支承组成，同功能组成，同功能的车辆其使用数量、的车辆其使用数量、安装形式各有不同。安装形式各有不同。2 2、万向节、万向节十字轴式刚性万向节（上图所示）十字

17、轴式刚性万向节（上图所示） 这是万向节最基本的一类，具有结构简单、工这是万向节最基本的一类，具有结构简单、工作可作可靠、传动效率高的特点，相邻传动轴交角靠、传动效率高的特点，相邻传动轴交角15152020。十字轴式刚性万向节结构示意图十字轴式刚性万向节结构示意图 共2626页 第2121页第19页/共26页 当被连接两轴呈夹角当被连接两轴呈夹角时，若主动轴匀速转动，则从动轴输出角速度的变时，若主动轴匀速转动，则从动轴输出角速度的变化如左图曲线。化如左图曲线。 纵坐标为主、从动轴转动角度差，横坐标为主动轴转角。纵坐标为主、从动轴转动角度差，横坐标为主动轴转角。十字轴式刚性万向节传动的非匀速特性

18、共2626页 第2222页第20页/共26页固定型球笼式万向节固定型球笼式万向节 （左图所示）（左图所示） AOCAOC BOC BOC AOC AOC BOCBOC 即即C C点位于两轴交角的点位于两轴交角的角平分线上（六个均布的角平分线上（六个均布的钢球相同）钢球相同） 因此总有因此总有a ab b，表示，表示传力中心到主、从动轴中传力中心到主、从动轴中心线的距离相同，因此该类万向节的传动具有等角心线的距离相同，因此该类万向节的传动具有等角速速度的特性。两轴交角度的特性。两轴交角可高达可高达5050。 目前国内外轿车大部分前转向驱动桥在转向节目前国内外轿车大部分前转向驱动桥在转向节处都处都

19、采用这种万向节。采用这种万向节。O O万向节中心万向节中心 A A外滚道中心外滚道中心 B B内滚道内滚道中心中心 C C钢球中心钢球中心 两轴交角两轴交角 共2626页 第2323页第21页/共26页解放CA1091CA1091型货车传动轴与中间支承2 2、传动轴、传动轴：传动轴部件由传动轴部件由传动轴、两端花键轴、万向节叉传动轴、两端花键轴、万向节叉组成。组成。 共2626页 第2424页花键套伸缩功能防尘部件万向节万向节支撑点第22页/共26页3 3、中间支承、中间支承 中间支承装置用于传中间支承装置用于传动轴分段时的支撑，通常动轴分段时的支撑，通常安装在车架横梁上，并能安装在车架横梁上，并能有一定的浮动范