汽车构造第8章汽车传动系

1、汽汽 车车 构构 造造机械工业出版社机械工业出版社第八章第八章 汽车传动系统汽车传动系统1 1 概述概述 2 2 离合器离合器 3 3 手动变速器手动变速器4 4 自动变速器自动变速器万向传动装置万向传动装置6 6 驱动桥驱动桥第八章第八章 汽车传动系汽车传动系 汽车传动系是从发动机到驱动轮之间的所有汽车传动系是从发动机到驱动轮之间的所有动力传递装置的总称。其基本功用是将发动机发动力传递装置的总称。其基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮，使汽车以一定速度行驶，出的动力传给驱动车轮，使汽车以一定速度行驶，具有减速与变速、倒车、中断动力传动、实现驱具有减速与变速、倒车、中断动力传动、实现驱动车

2、轮差速等功能。动车轮差速等功能。 传动系一般组成：离合器、变速箱、万向传传动系一般组成：离合器、变速箱、万向传动装置、后驱动桥。动装置、后驱动桥。8.1 8.1 概述概述 传动系的功用传动系的功用传动系传动系在汽车上的布置方式在汽车上的布置方式发动机前置后轮驱动（发动机前置后轮驱动（FRFR）发动机发动机前置前置前轮驱动前轮驱动(FF)(FF)全轮驱动全轮驱动（4WD4WD）还有：还有：发动机后置后轮驱动（发动机后置后轮驱动（RR）发动机中置后轮驱动（发动机中置后轮驱动（MR）离离合合器器变变速速器器万万向向节节传传动动轴轴驱驱动动桥桥差差速速器器主主传传动动器器半半轴轴 发动机前置后轮驱动，

3、大多数货车、发动机前置后轮驱动，大多数货车、部分轿车和客车采用此形式。部分轿车和客车采用此形式。发动机发动机离合器离合器变速箱变速箱输入轴输入轴输出轴输出轴差速器差速器主减速器主减速器连轴器连轴器万万向向节节 发动机前纵置前轮驱动，多数轿车发动机前纵置前轮驱动，多数轿车采用此种驱动形式。采用此种驱动形式。前前桥桥万万向向节节分分动动器器离合器离合器变速器变速器后驱动桥后驱动桥 发动机前置四轮驱动，多数越野汽发动机前置四轮驱动，多数越野汽车采用此种驱动形式。车采用此种驱动形式。越野车的传动系统越野车的传动系统发动机发动机离合器离合器变速器变速器分动器分动器前驱动桥前驱动桥一、摩擦离合器的一、摩擦

4、离合器的工作原理工作原理依靠摩擦原理传递发动机动力。从动盘与飞轮之依靠摩擦原理传递发动机动力。从动盘与飞轮之间有间隙时，飞轮不能带动从动盘旋转，离合器处于间有间隙时，飞轮不能带动从动盘旋转，离合器处于分离状态。当压紧力将从动盘压向飞轮后，飞轮表面分离状态。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，离合器处于对从动盘表面的摩擦力带动从动盘旋转，离合器处于接合状态。接合状态。 离合器的功用由驾驶人操作，根据需要随时切断和离合器的功用由驾驶人操作，根据需要随时切断和接通发动机传给变速器的动力，从而保证了汽车的平接通发动机传给变速器的动力，从而保证了汽车的平稳起步、换挡平

5、顺，同时还可以通过离合器自动打滑稳起步、换挡平顺，同时还可以通过离合器自动打滑防止传动系过载。防止传动系过载。 由由主动部分主动部分、从动部分从动部分、压紧机构压紧机构和和操纵机构操纵机构四四部分组成。部分组成。 第二节离合器第二节离合器 二、离合器的分类二、离合器的分类 1 1、液力式偶合器、液力式偶合器 2 2、电磁式离合器、电磁式离合器 3 3、磨擦式离合器、磨擦式离合器其中汽车上使用最多的是摩擦式离合器其中汽车上使用最多的是摩擦式离合器三、对摩擦离合器的基本性能要求三、对摩擦离合器的基本性能要求 （1 1）分离彻底，分离彻底，便于变速器换档；便于变速器换档； （2 2）接合柔和接合柔和

6、，保证整车平稳起步；，保证整车平稳起步； （3 3）从动部分转动惯量尽量小，减轻换档时齿轮的冲）从动部分转动惯量尽量小，减轻换档时齿轮的冲击；击；（4 4）散热良好，保证离合器正常工作。）散热良好，保证离合器正常工作。四、摩擦离合器的类型四、摩擦离合器的类型1 1按从动盘的数目分类按从动盘的数目分类（1 1）单盘式离合器只有一个从动盘。）单盘式离合器只有一个从动盘。（2 2）双盘式离合器有两个从动盘，摩擦面数目多，）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。可传递的转矩较大。2 2按压紧弹簧的结构形式分类按压紧弹簧的结构形式分类（1 1）螺旋弹簧离合器压紧弹簧是常见的螺旋弹簧

7、。）螺旋弹簧离合器压紧弹簧是常见的螺旋弹簧。（2 2）膜片弹簧离合器压紧弹簧是膜片弹簧）膜片弹簧离合器压紧弹簧是膜片弹簧。一、膜片弹簧离合器的构造和工作原理一、膜片弹簧离合器的构造和工作原理1 1膜片弹簧离合器的构造膜片弹簧离合器的构造 特点是用弹簧特点是用弹簧钢板制成的带有钢板制成的带有锥度的膜片弹簧锥度的膜片弹簧作为压紧弹簧。作为压紧弹簧。外端圆孔，可防外端圆孔，可防止应力集中。止应力集中。压盘压盘膜片弹簧膜片弹簧盖盖飞轮飞轮 膜片弹簧处于膜片弹簧处于自由状态，离合器自由状态，离合器盖与飞轮接合面有盖与飞轮接合面有一距离。一距离。后钢丝后钢丝支承圈支承圈 接合状态，接合状态，膜片弹簧锥度变

8、膜片弹簧锥度变小。小。前钢丝前钢丝支承圈支承圈 分离状分离状态，膜片弹态，膜片弹簧呈反形。簧呈反形。2 2膜片弹簧离合器的膜片弹簧离合器的工作原理工作原理二、膜片弹簧离合器的优缺点二、膜片弹簧离合器的优缺点膜片弹簧离合器的优点可以从螺旋弹簧和膜片弹簧膜片弹簧离合器的优点可以从螺旋弹簧和膜片弹簧的的弹性特性弹性特性进行分析。进行分析。螺旋弹簧具有线性特征，膜片弹簧具有非线性特征。螺旋弹簧具有线性特征，膜片弹簧具有非线性特征。1 1膜片弹簧离合器的优点膜片弹簧离合器的优点（1 1）传递的转矩大且较稳定；）传递的转矩大且较稳定；摩擦片磨损变薄，摩擦片磨损变薄， 膜片弹膜片弹 簧弹力几乎不变簧弹力几乎

9、不变（2 2）分离指刚度低）分离指刚度低, ,操作轻便；操作轻便；（3 3）膜片弹簧起压紧弹簧和分离杠杆作用膜片弹簧起压紧弹簧和分离杠杆作用结构结构 简单紧凑；简单紧凑；（4 4）高速时平衡性好；）高速时平衡性好；（5 5）散热通风性能好；）散热通风性能好；（6 6）摩擦片的使用寿命长。）摩擦片的使用寿命长。2 2膜片弹簧离合器的缺点膜片弹簧离合器的缺点（1 1）制造难度大；）制造难度大；（2 2）分离指刚度低，分离效率低；）分离指刚度低，分离效率低；（3 3）分离指根易出现应力集中；）分离指根易出现应力集中；（4 4）分离指舌尖易磨损。）分离指舌尖易磨损。三、膜片弹簧离合器的结构形式三、膜片

10、弹簧离合器的结构形式膜片弹簧离合器有推式和拉式两种结构形式。膜片弹簧离合器有推式和拉式两种结构形式。推式的特点：分离指在分离轴承向前推力的作推式的特点：分离指在分离轴承向前推力的作用下离合器分离。用下离合器分离。拉式的特点：分离指在分离轴承向后拉力的作拉式的特点：分离指在分离轴承向后拉力的作用下离合器分离。用下离合器分离。1 1推式膜片弹簧离合器推式膜片弹簧离合器推式膜片弹簧离合器又可以按照支承环的数目推式膜片弹簧离合器又可以按照支承环的数目分为双支承环式、单支承环式和无支承环式分为双支承环式、单支承环式和无支承环式3 3种。种。1 1）双支承环式双支承环式 特点是膜片弹簧的前后各有一个支承环

11、。特点是膜片弹簧的前后各有一个支承环。2 2）单支承环式单支承环式特点是只有一个支承环位于膜片弹簧的前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。弹性挡环替代。3 3）无支承环式无支承环式特点是膜片弹簧的前后都没有支承环。特点是膜片弹簧的前后都没有支承环。2 2拉式膜片弹簧离合器拉式膜片弹簧离合器拉式膜片弹簧离合器有无支承环式和单支拉式膜片弹簧离合器有无支承环式和单支承环式两种。承环式两种。1 1）无支承环式无支承环式2 2）单支承环式单支承环式一、单盘周布弹簧离合器一、单盘周布弹簧离合器1 1单盘周布弹簧离

12、合器的构造单盘周布弹簧离合器的构造特点是螺旋弹簧沿圆周均匀分布。特点是螺旋弹簧沿圆周均匀分布。周布弹簧离合器部分零件的构造周布弹簧离合器部分零件的构造如图所示。如图所示。 离合器的组成：离合器的组成：（1 1）主动部分：飞轮、压盘、离合器盖等；）主动部分：飞轮、压盘、离合器盖等；（2 2）从动部分：从动盘、从动轴（即变速器第一轴）；）从动部分：从动盘、从动轴（即变速器第一轴）；（3 3）压紧部分：压紧弹簧；）压紧部分：压紧弹簧；（4 4）操纵机构：分离杠杆、分离杠杆支承柱、摆动销、）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。分离套筒、分离轴承、离合器踏板等。

13、2 2离合器的工作过程离合器的工作过程离合器工作过程离合器工作过程常用名词常用名词: :自由间隙：自由间隙：离合器接合时，分离轴承前端面与离合器接合时，分离轴承前端面与 分离杠杆端头之间的间隙。分离杠杆端头之间的间隙。分离间隙：分离间隙：离合器分离后，从动盘前后端面与飞轮及压离合器分离后，从动盘前后端面与飞轮及压 盘表面间的间隙。盘表面间的间隙。离合器踏板自由行程：离合器踏板自由行程：从踩下离合器踏板到消除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。自由间隙所对应的踏板行程是自由行程。离合器踏板工作行程：离合器踏板工作行程：消除自由间隙后，继续踩消除自由间隙后，继续踩 下离合下

14、离合器踏板，将会产生分离间隙，此过程所对应的踏板行器踏板，将会产生分离间隙，此过程所对应的踏板行程是工作行程。程是工作行程。离合器的工作过程分为分离过程和接合过程。离合器的工作过程分为分离过程和接合过程。分离过程分离过程: 踩下离合器踏板，在自由行程内消除踩下离合器踏板，在自由行程内消除离合器的自由间隙，在工作行程内产生分离间隙，离离合器的自由间隙，在工作行程内产生分离间隙，离合器分离。合器分离。离合器的工作过程离合器的工作过程接合过程接合过程: : 逐渐松开离合器踏板，压盘在压紧弹簧的逐渐松开离合器踏板，压盘在压紧弹簧的作用下向前移动，首先消除分离间隙，并在压盘、作用下向前移动，首先消除分离

15、间隙，并在压盘、从动盘和飞轮工作表面上作用足够的压紧力；之后从动盘和飞轮工作表面上作用足够的压紧力；之后分离轴承在复位弹簧的作用下向后移动，产生自由分离轴承在复位弹簧的作用下向后移动，产生自由间隙，离合器接合。间隙，离合器接合。3 3离合器的离合器的调整调整离合器在使用过程中，从动盘会因磨损而变薄，离合器在使用过程中，从动盘会因磨损而变薄，使自由间隙变小，最终会影响离合器的正常接合，使自由间隙变小，最终会影响离合器的正常接合，所以离合器使用过一段时间后需要调整。所以离合器使用过一段时间后需要调整。离合器调整的目的是保证合适的自由间隙。离合器调整的目的是保证合适的自由间隙。离合器调整的部位和方法

16、依具体车型而定。离合器调整的部位和方法依具体车型而定。二、双盘周布弹二、双盘周布弹簧离合器的构造簧离合器的构造特点是有两个特点是有两个从动盘和两个压从动盘和两个压盘，常用于重型盘，常用于重型货车。货车。三、中央弹簧三、中央弹簧离合器离合器 特点是用特点是用一个或轴线重一个或轴线重合的内外两个合的内外两个螺旋弹簧压紧，螺旋弹簧压紧，弹簧轴线与离弹簧轴线与离合器轴线重合，合器轴线重合，弹簧布置在离弹簧布置在离合器的中央。合器的中央。离合器压盘的传力方式和离合器的通风离合器压盘的传力方式和离合器的通风 散热散热一、压盘的传力方式一、压盘的传力方式压盘是离合器的主动部件，始终随飞轮旋转，通常压盘是离合

17、器的主动部件，始终随飞轮旋转，通常可以通过凸台、键或销传动，使其与飞轮一同旋转，同可以通过凸台、键或销传动，使其与飞轮一同旋转，同时压盘又可以相对飞轮向后移动，使离合器分离。时压盘又可以相对飞轮向后移动，使离合器分离。二、离合器的二、离合器的通风散热通风散热在离合器从分离到接合的过程中，摩擦片与飞轮和在离合器从分离到接合的过程中，摩擦片与飞轮和压盘之间要发生摩擦，产生大量热量。为了避免摩擦片压盘之间要发生摩擦，产生大量热量。为了避免摩擦片因温度过高而损坏，所以在离合器盖上都设有窗口，有因温度过高而损坏，所以在离合器盖上都设有窗口，有的还制有导风片，以加强其内部的通风散热。的还制有导风片，以加强

18、其内部的通风散热。从动盘和扭转减振器从动盘和扭转减振器一、从动盘的结构和组成一、从动盘的结构和组成从动盘主要由从动盘本体、摩擦片和从动盘毂组成。从动盘主要由从动盘本体、摩擦片和从动盘毂组成。从动盘主要有以下几种结构形式：从动盘主要有以下几种结构形式：1 1）整体式弹性从动盘）整体式弹性从动盘其特点是从动盘本体是完整的钢片，开有其特点是从动盘本体是完整的钢片，开有T T形槽，形槽，摩擦片直接铆接在从动盘本体上。摩擦片直接铆接在从动盘本体上。2 2）分开式弹性从动盘）分开式弹性从动盘特点是从动盘本体上铆接波形弹簧片，摩擦片铆接特点是从动盘本体上铆接波形弹簧片，摩擦片铆接在波形弹簧片上。在波形弹簧片

19、上。3 3）组合式弹性从动盘）组合式弹性从动盘特点是靠近压盘的一面铆有波形弹簧片，靠近飞特点是靠近压盘的一面铆有波形弹簧片，靠近飞轮的一面没有。轮的一面没有。带扭转减振器从动盘的构造和工作原理带扭转减振器从动盘的构造和工作原理1 1带扭转减振器从动盘的构造带扭转减振器从动盘的构造2 2带扭转减振器从动盘的工作原理带扭转减振器从动盘的工作原理带扭转减振器从动盘的动力传递顺序是：从动盘本体带扭转减振器从动盘的动力传递顺序是：从动盘本体减减振器弹簧振器弹簧从动盘毂。通过从动盘毂。通过减振弹簧和阻尼片衰减振动。减振弹簧和阻尼片衰减振动。3 3变刚度扭转减振器从动盘的特性变刚度扭转减振器从动盘的特性 变

20、刚度扭转减振器从动盘的特点是用两组或两组以上变刚度扭转减振器从动盘的特点是用两组或两组以上刚度不同的减振器弹簧，装在长度尺寸不同的窗口内，刚度不同的减振器弹簧，装在长度尺寸不同的窗口内，利用弹簧先后起作用的方式获得变刚度特性。利用弹簧先后起作用的方式获得变刚度特性。不工作时不工作时工作时工作时摩擦片转动，从动盘摩擦片转动，从动盘毂没有转动时，弹簧毂没有转动时，弹簧被压缩被压缩. .离合器操纵机构离合器操纵机构一、人力式操纵机构一、人力式操纵机构1 1机械式机械式操纵机构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。离合器踏板和分离轴承之间通过机械杆件和绳索相连。2 2液压式液压式操纵

21、机构操纵机构离合器踏板和分离轴承之间通过主缸、工作缸及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。液压管路相连，离合器依靠人力产生的液压力控制。3 3踏板助力装踏板助力装置置为了减小为了减小所需的离合器所需的离合器踏板力，又不踏板力，又不致因传动装置致因传动装置的传动比过大的传动比过大而加大踏板行而加大踏板行程，在一些中程，在一些中重型货车和某重型货车和某些轿车上采用些轿车上采用了离合器踏板了离合器踏板的助力装置。的助力装置。二、气压助力式离合器操纵机构二、气压助力式离合器操纵机构 气压助力式离合器操纵机构利用发动机带动空气压缩机气压助力式离合器操纵

22、机构利用发动机带动空气压缩机作为主要操纵能源，驾驶员肌体作为辅助或后备操纵能作为主要操纵能源，驾驶员肌体作为辅助或后备操纵能源，多与汽车的气压制动系统共用一套压缩空气源。源，多与汽车的气压制动系统共用一套压缩空气源。1 1气压助力式机械操纵机构气压助力式机械操纵机构2 2气压助力气压助力式液压操纵式液压操纵机构机构1 1、变速器的主要功用：、变速器的主要功用：1 1）改变传动比，在较大的范围内改变汽车的行）改变传动比，在较大的范围内改变汽车的行驶速度和汽车驱动轮上转矩的数值，以适应经常驶速度和汽车驱动轮上转矩的数值，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的（功率变化的行驶条件，同时使发动

23、机在有利的（功率较高而耗油率较低）工况下工作。较高而耗油率较低）工况下工作。2 2）在发动机旋转方向不变的前提下，利用倒档）在发动机旋转方向不变的前提下，利用倒档实现汽车倒向行驶。实现汽车倒向行驶。3 3）在发动机不熄火的情况下，利用空档中断动）在发动机不熄火的情况下，利用空档中断动力传递，可以使驾驶人松开离合器踏板，离开驾力传递，可以使驾驶人松开离合器踏板，离开驾驶位置，且便于汽车起动、怠速、换挡和动力输驶位置，且便于汽车起动、怠速、换挡和动力输出。出。第三节手动变速器第三节手动变速器2 2、变速器的分类、变速器的分类（1 1）有级式变速器）有级式变速器 采用齿轮传动，一般汽车采用采用齿轮传

24、动，一般汽车采用3 35 5个前进档和个前进档和一个倒档。一个倒档。 （2 2）无级式变速器）无级式变速器 采用液力变矩器传动，传动比可在一定的数值采用液力变矩器传动，传动比可在一定的数值范围内连续变化。范围内连续变化。 （3 3）综合式变速器）综合式变速器 由液力变矩器和行星齿轮式变速器组成，传动由液力变矩器和行星齿轮式变速器组成，传动比可在几个范围内连续变化。比可在几个范围内连续变化。应用：发动机前置前轮驱动，发动机后置后轮驱动应用：发动机前置前轮驱动，发动机后置后轮驱动的汽车。的汽车。 特点：输入轴与输出轴平行，无中间轴。特点：输入轴与输出轴平行，无中间轴。输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、

25、变速齿轮输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿轮。输入轴输入轴输出轴输出轴动力输入动力输入动力输出动力输出主动主动齿轮齿轮从动齿从动齿轮轮接合套齿圈接合套齿圈各挡位的传递路线各挡位的传递路线 一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通过一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通过轴承连接。轴承连接。 二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与轴一体。轴一体。 第一轴第一轴中间轴中间轴第二轴第二轴主动轮主动轮1 1z1 ，n1 ， M1为主动齿轮为主动齿轮的参数。的参数。 z2 ，n2 ， M2为从动齿轮的参数。为从动齿轮的参数。 从动

26、轮从动轮2 2i=主动齿轮齿数主动齿轮齿数从动齿轮齿数从动齿轮齿数1 1）切薄齿式）切薄齿式结合齿圈结合齿圈结合套齿结合套齿花键毂花键毂结合齿圈结合齿圈传传动动方方向向三、组合式变速器三、组合式变速器 用于重型汽车，使其具有良好的动力和经济性。用于重型汽车，使其具有良好的动力和经济性。常采用两个变速器串联的方式构成组合式变速器。常采用两个变速器串联的方式构成组合式变速器。组组合合式式变变速速器器倒挡轴倒挡轴第二中间轴第二中间轴动力输出轴动力输出轴输出轴输出轴副变速器输入轴副变速器输入轴第一中间轴第一中间轴输入轴输入轴（一）、无同步器时变速器的换挡过程（一）、无同步器时变速器的换挡过程1.1.从

27、低速挡换入高速挡从低速挡换入高速挡（4 4）当）当V V3 3=V=V2 2时时 接合套接合套 左移挂入五档左移挂入五档（1 1）在四档时）在四档时 V V3 3=V=V4 4（2 2）退入空档）退入空档 V V3 3=V=V4 4 V V4 4VV2 2 故故V V3 3VV2 2（3 3）空档停留片刻）空档停留片刻 V V2 2下降快下降快 V V3 3下降慢下降慢2 24 432.2.从高速挡换入低速挡从高速挡换入低速挡（1 1）在五档时）在五档时 V V3 3=V=V2 2（2 2）退入空档）退入空档 V V3 3=V=V2 2 V V4 4VVV4 4（3 3）由于）由于V V4 4

28、下降快下降快 V V3 3下降慢下降慢（4 4）重新接合离合器，）重新接合离合器， 同时加空油，使同时加空油，使V V4 4VV3 3（5 5）再分离离合器，等）再分离离合器，等 到到V V4 4=V=V3 3，即可挂入，即可挂入 四挡。四挡。324 使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换挡时间，同时防止啮合时齿间冲击。挡时间，同时防止啮合时齿间冲击。 功用：功用：结构：结构： 同步装置、锁止装置、结合装置同步装置、锁止装置、结合装置细牙螺旋槽细牙螺旋槽滑滑 块块滑滑 块块锁锁 环环结合齿圈结合齿圈锁锁 环环齿齿厚厚A A结合齿圈结合齿圈定位销、滑块定位销、滑块结合套结合套( b )( c )锁环锁环锁环锁环接合套接合套定位销定位销花键毂花键毂滑块滑块2 2、锁销式惯性同步器、锁销式惯性同步器特点：特点： 以锁销代替