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文档简介

1、第十三章 汽车传动系统概述传动系统作用:将发动机产生的驱动力矩和转速按一定的比例和要求传递到驱动轮。要点1. 汽车传动系统由哪些部件组成?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2. 汽车传动系统的主要功能有哪些,是如何实现的?(1)降速增扭主减速器(传动比i0)(2)改变车速变速器(传动比ig)(3)实现倒车变速器中的倒挡(装有中间齿轮的减速齿轮副)(4)必要时中断动力传递离合器(摩擦传动)(5)车轮差速功能差速器(6)消除变速器和驱动桥间的相对运动的影响万向传动装置3. 汽车传动系统有哪些布置方案?各方案的优缺点和适用范围?(1)前置后驱(FR)适用:轻、中型载货汽车,部分轿

2、车、客车优点:较理想的轴荷分布;满载时有更好的动力性,并保证制动性;方便布置;便于维护保养;缺点:需要一根较长的传动轴,增加整辆车的质量;运用较多的万向节,传递线路长,传递系统效率低;影响地板的布置。(2)前置前驱(FF)适用:大部分轿车优点:无传动轴穿过地板,可获得更大的乘坐空间;相对于FR有更好的隔振效果;传动系统效率高;操作稳定性好;结构紧凑;缺点:满载时,质心后移,影响动力性;发动机前舱部件布置多,影响散热和维修; 前轮既是驱动轮也是转向轮,运动和结构复杂。(3)后置后驱(RR)适用:大、中型客车优点:理想的轴荷分布;空间利用率高;降低车厢内噪声;缺点:无迎风,散热效果差;操作距离长,

3、操作机构结构复杂;稳定性低。(4)中置后驱(MR)适用:跑车,方程式赛车,部分大中型客车卧式发动机布置在地板下优点:理想的轴荷分布;发动机功率高;缩短传动轴长度;空间利用率较高;散热效果较好;缺点:稳定性一般;操作距离较长,操作机构结构较复杂。4. 汽车传动系统有哪几种类型?各有什么特点?(1)机械式:传动系统全部由机械部件组成(2)液力式a. 液力机械式:部分机械部件和部分液压传动部件组成传动系统(液体在主从动件间流动的动能变化)液力耦合器:只能传递转矩而不能改变之,有离合器部分功能,换挡有冲击液力变矩器:可以改变转矩,在一定的范围内能够实现无级变速,配合机械变速箱后,可在几个速度范围内实现

4、无级变速,组成液力机械变速箱。b. 静液式:主要由液压部件组成(液体静压力能)液压马达:空转,相当于空档;起步,小流量,液压高,驱动力高;加速,增加流量,液压降低,驱动力减小,车速增加;改变液体流动方向实现倒车。(3)电力式发动机发电机电动机第十四章 离合器第一节1. 离合器的功用保证汽车平稳起步;保证传动系统换挡时工作顺利;防止传动系统过载。2. 离合器的工作原理 靠主动盘与从动盘之间的摩擦力矩传递扭矩; 在经常状态下,通过压紧弹簧将主动盘与从动盘压在一起;只有在需要脱离时,通过操纵系统压缩压紧弹簧,同时带动从动盘离开主动盘; 在离合器由分离状态向结合状态恢复过程中,适当控制离合器踏板的恢复

5、速度,以避免冲击,并使传动系统工作平稳。 在传递的力矩大于主动盘和从动盘之间的最大静摩擦力时,离合器打滑,起到避免过载、保护系统的作用;3. 离合器的基本性能要求分离彻底;结合柔和;从动部分的转动惯量尽可能小,散热性能好。4. 离合器类型a. 按从动盘个数:单盘离合器双盘离合器b. 按压紧弹簧类型膜片弹簧离合器螺旋弹簧离合器c. 按压紧弹簧个数和分布周布弹簧离合器中央弹簧离合器第二节 膜片弹簧离合器1. 膜片弹簧:整体呈锥形,由分离指和碟簧两部分组成2. 工作原理:(1)离合器盖未安装到飞轮上时,两者有间距L,膜片弹簧自由状态,不受力;(2)离合器盖通过螺钉固定在飞轮上,两者靠近,钢丝支撑圈压

6、膜片弹簧发生弹性变形,锥角变小,膜片弹簧外端对压盘产生压紧力使离合器处于结合状态;(3)分离离合器,分离轴承推动分离指左移,膜片弹簧绕钢丝支撑圈转动,膜片弹簧外端右移,通过分离弹簧勾拉动压盘右移使离合器分离。3. 优缺点优点:(1)膜片弹簧离合器传递转矩容量大且较稳定,特性曲线好;(2)操作轻便;(3)结构简单且紧凑;(4)高速稳定性好;(5)散热通风性好;(6)摩擦片寿命长;(7)从动片磨损后压紧力下降不大。缺点:(1)膜片弹簧制造困难;(2)分离指部分刚度低,分离效率低;(3)分离指根部应力集中,易产生裂纹或损坏;(4)分离指舌尖易磨损,难以恢复。3. 结构形式(1)推式膜片弹簧离合器:分

7、离时,分离指内端受力朝向压盘,膜片锥顶向后,大端压在压盘上,对压盘施加力;(2)拉式膜片弹簧离合器:分离时,分离指内端受力离开压盘,膜片锥顶向前,中部压在压盘上,对压盘施加力。(3)比较:拉式膜片弹簧离合器在同样的压盘直径下具有高的压紧力和转矩容量,在要求同样的传递转矩时,结构紧凑、简单、质量轻、从动盘转动惯量小、工作平稳冲击小的优点; 缺点是分离轴承制造难度大,装配精度要求高、不便维护的(4)按支撑环数目分:a. 推式:双支撑环式(MF型,DS型,DST型),单支撑环式(DBV型,GMF型,DB/DBP型),无支撑环式(DBR型,D/DR型,CP型)b. 拉式:无支撑环式(MFZ),单支撑环

8、式(DT/DTP型,GMFZ型)2. 离合器踏板自由行程摩擦片使用磨损后变薄,压盘、从动盘向飞轮方向移动一段距离,为保证压紧,分离刚杆内端(小指)向后移动一段距离,为此,在安装时分离杠杆内端和分离轴承之间应留有一段距离,因此离合器踏板有一段空行程以克服这段距离,称为离合器踏板自由行程。调整前应将分离杠杆小指调整至与飞轮端面平行的一个平面内。第五节 从动盘和扭转减振器1. 从动盘组成:从动盘本体,摩擦片,从动盘毂形式:要求从动盘本体具有轴向弹性(波形片的形式和安装,三种形式的优缺点)a. 整体式弹性从动盘b. 分开式弹性从动盘c. 组合式弹性从动盘2. 扭转减振器原因:发动机曲轴输出的转矩周期性

9、变化,由此产生扭转振动,可能发生共振,缩短零件寿命;紧急制动和离合器猛烈结合造成的冲击。措施:安装扭转减振器原理:减振弹簧吸收能量,阻尼片通过摩擦衰减弹簧吸收的能量动力传递:从动盘本体、减振器盘减振弹簧从动盘毂轴其他:变刚度扭转减振器采用两组不同的减振弹簧,装弹簧窗口长度不一,以此获得变刚度特性,吸收对传动系不利的系统共振,降低系统噪声。第六节 离合器操纵机构工作:始于离合器踏板,终于飞轮壳内的分离轴承分类:人力式:机械式操作机构 液压式操作机构 气压助力式:气压助力式机械操作机构 气压助力式液压操作机构1. 人力式:以驾驶员肌体作为唯一操作能源(1)机械式a. 杆系传动装置优点:结构简单,成

10、本低,寿命长,可靠性高缺点:关节多,摩擦损失大,不适合远距离操纵,受车身或车架变形影响b. 绳索传动装置(自动调整功能)优点:结构简单,成本低,克服杆系操作机构不适合远距离操纵、受车身或车架变形影响的缺点,可采用吊挂式离合器踏板缺点:绳索寿命短,拉伸刚度小,拉伸变形导致踏板行程增加(2)液压式组成:主缸,工作缸,管路优点:摩擦阻力小,质量小,布置方便,结合柔和,不受车身或车架变形的影响缺点:漏油,要维护主缸单向阀:由皮碗和活塞顶部圆周分布的小孔构成,松开踏板时,活塞左面产生真空度使皮碗弯曲,液压油经小孔从皮碗间隙流入之(3) 其他:踏板助力装置弹簧助力装置(其他有助力装置,气压助力)弹簧助力装

11、置的助力存在由负到正的过程,助力弹簧在后段行程中释放的能量是在前段行程中驾驶员对其作功转化而来,故仍然属于人力操纵范畴。(2)气压助力式定义:以空气压缩机产生的压缩空气作为主要操纵能源,人力作为辅助或者在气压系统失效时的后备能源。气源:气压助力式离合器操纵机构一般用于重型车辆,并与车辆中的气压制动系统共用一套分类:气压助力式机械操纵机构;气压助力式液压操纵机构要求:气压助力的输出力与踏板力和踏板行程是递增函数关系; 气压助力失效时,应保证能借人力操纵离合器。 特点:可以减轻驾驶员的疲劳;可以产生很大的操纵力,广泛应用于大、重型汽车;操纵系统的质量较大;密封性要求高;成本较高。第十五章 变速器和

12、分动器第一节 变速器功用和类型1. 功用:改变传动比,扩大驱动轮的转矩和转速范围,以适应经常变化的行驶工况;实现倒车;利用空档,中断动力传递。2. 类型a. 按传动比变化方式(1)有级式变速器:应用最广泛,有若干固定的传动比,分轴线固定式和轴线旋转式(行星齿轮),档位数指前进档位数(2)无级式变速器:传动比在一定范围内连续可变,分电力式和液力式(3)综合式变速器:由液力变矩器和齿轮式有级式变速器组成的液力机械式变速器,传动比在几个间断的范围内连续可变b. 按操纵方式(1)手动操纵:直接通过换挡杆换挡(2)自动操纵:传动比与档位选择自动进行(3)半自动操纵:固定式(几个常用档位自动,其余手动)和

13、预选式(预先选定档位)第二节 变速器的变速传动机构本节讲普通齿轮式(轴线固定)变速器普通齿轮式变速器:轴线固定的有级式变速器1. 三轴式:第一轴(输入轴),中间轴,第二轴(输出轴)(1)传动链输入轴输入轴/中间轴齿轮中间轴/输出轴齿轮输出轴(档位的改变通过不同组合的中间轴/输出轴齿轮实现,输入轴和中间轴啮合的齿轮称为常啮齿轮)(2)支撑方式采用圆柱滚子轴承,滚针轴承,向心球轴承支撑。滚针轴承特点:可以承受较大的径向载荷,径向尺寸小,可以不装内外圈,可以装在空间狭小的地方(3)操作方式通过各拨叉推动同步器或者结合套实现换挡操作(4)润滑方式与密封变速器壳内注入齿轮油,通过飞溅润滑的方式润滑齿轮副

14、,轴承,轴,齿轮上开径向孔或者齿轮毂上开径向油槽来润滑所在部位的轴承。润滑油应避免流入变速器前的离合器和变速器后的万向节。(5)几点说明a. 直接挡:变速器输入轴和输出轴直接连接输出动力的档位b. 传动比:输入轴/中间轴常啮齿轮的传动比乘以各档位的齿轮的传动比c. 采用结合套或同步器换挡与移动齿轮换挡的比较:采用斜齿轮,承载能力强,噪声小,寿命长,相同承载时尺寸小;结合齿圈的齿宽小,结合脱离迅速,驾驶员省力;减少换挡冲击,噪声小;结合齿圈、齿轮用花键连接,结合齿圈、同步器损坏后可更换,避免整体报废的情况;结合齿圈、同步器寿命比移动齿轮短d. 三轴变速箱如果采用一根中间轴,啮合齿轮副产生的径向力

15、将引起输出轴的变形,这种变形引起输出轴的抖动,并引起传动系统的工作异常。在中型以上的汽车上这种变型更为明显,因此有时采用双中间轴的方式来消除输出轴的变形e. 超速挡,传动比小于1,适于良好路面和轻载行驶,提高燃油经济性;若发动机功率补足,超速挡应用率不高,燃油经济性不明显,而起引起动力不足d. 前进当时,输入、输出轴的转向相同;输入轴长度较短,强度好,易制造2. 二轴式(1)无中间轴,输入轴和输出轴平行;(2)没有直接档,高速挡效率比三轴式变速箱低;(3)只有一对齿轮啮合传动,机械效率高,噪声小;(4)输入轴和输出轴的转动方向相反;(5)结构简单,紧凑,容易布置;(6)广泛应用于FF和RR的汽

16、车上,主减速器和差速器往往集成在变速器内。3. 防止自动跳档原因:结合套和结合齿圈的结合长度短,经常换挡造成磨损,汽车在行驶中可能会因为振动使得结合套和结合齿圈脱开,即发生自动跳档措施:齿端制成倒斜面;花键毂齿端的齿厚切薄;结合套齿端形成凸肩(超越结合或结合位置错开)。4. 组合式变速器适用于重型载货汽车定义:以四档或五档变速器为主体,通过更换齿轮副和配置不同副变速器的方法,使变速器获得更多的档数和更宽广的传动比变化范围。注意:副变速器传动比比较大时,要放在主变速器后面,以减小主变速器的尺寸和质量;若副变速器的传动比比较小时,也可以放在主变速器前面。分类:分段式配档和插入式配档第三节 同步器1

17、. 要求:换挡时,待啮合的一对齿轮或结合套和结合齿圈上内外花键的齿的相对转速要相等,以保证换挡平顺2. 作用:没有同步器的普通变速器操纵复杂,容易产生冲击,对驾驶员的熟练度要求高,容易疲劳,因此采用同步器使得即将啮合齿轮的结合部位与结合套的速度相等,实现同步3. 分类:同步器都是利用摩擦原理工作的(1) 常压式:基本淘汰,工作不可靠,未同步就可能啮合(2)惯性式:锁环式和锁销式,在结构上保证在未同步时不啮合a. 锁环式惯性同步器组成:同步环、结合套、花键毂、滑块、定位销(配合结合套上的球面凹槽起到空档定位的作用)与弹簧工作:当拨环力矩M2大于惯性力矩M1时,才能结合,通过控制锁止角达到要求结构

18、:结合齿圈的外锥面和同步环的内锥面产生摩擦力矩;花键毂通槽宽度为同步环凸起部分宽度加一个结合套上的齿厚;特点: 结构紧凑; 径向尺寸小; 锥面间产生摩擦力不大; 结合齿端面作为锁止面,容易磨损而失效; 适用于转矩不大的高速档或者轿车和轻型车辆。b. 锁销式惯性同步器锁销式同步器在结构允许采用较大的摩擦面,摩擦锥面之间可以产生较大的摩擦力矩,并缩短同步时间,减少驾驶员的疲劳。锁止面为锁销肩部锥面和结合套上锁销孔两端的锥面。(3)自行增力式弹簧片的变形使得摩擦力矩大大提高,使得换档更省力、更迅速,提高了换档的效率。第四节 变速器操作机构作用:驾驶员根据路况准确挂上或摘下某档位,保证汽车安全行驶分类

19、:直接操作机构和远距离操作机构1. 直接操作机构变速器距离驾驶员座位近组成:变速杆,拨块,拨叉,拨叉轴,安全装置注意:一个拨叉最多操作两个档位;汽车仪表盘或操作手柄上要有档位分布图安全装置:自锁装置防止变速器自动脱档并且保证齿轮在全齿宽处啮合;互锁装置防止变速器同时挂上两个档位(只有两套拨叉的自锁和互锁装置可以统一);倒档锁装置防止误挂入倒档(通过增加挂倒档的力提醒之)。特点:结构紧凑、简单,操作方便2. 远距离操作机构变速器距离驾驶员座位远组成:在变速杆和拨叉等内部机构之间加装传动机构或辅助杠杆(外部装置)注意:操作机构要有足够刚度,连接件间间隙要小,保证换档手感两种机构:单杆远距离操作机构

20、刚度大,碰撞安全性差;双杆远距离操作机构靠两根杆的退和拉,消除间隙,增加换档手感。3. 其他(1)预选式气动操作机构开关、空气压力、气缸、活塞操作(2)电控操作机构电子控制、转速控制同步,可取消同步器、取消离合器踏板、使远距离操作变得容易第五节 分动器作用:将变速器输出动力分配到各驱动桥,具有一个输入轴,多个输出轴;两档分动器兼作副变速器。注意:非先接上前桥不得挂上低速挡,非先退出低速挡不得摘下前桥(低速档转矩大,防止中后桥超载),可通过操作机构的机械结构保证。第十六章 汽车自动变速器第一节 概述自动变速器:根据发动机的负荷和车速等工况,自动变换传动系统的传动比,使汽车获得良好的动力性和燃油经

21、济性;并且可有效降低排放,以及提高汽车的安全性、乘坐舒适性和操纵轻便性。类型:有级式自动变速器机械式齿轮变速器+电控部分=电控式机械变速器; 无极式自动变速器电力式,液力式,金属带式无级变速器; 综合式自动变速器液力变矩器+齿轮式有级变速器=液力机械式变速器。液控液压自动变速器通过各种控制阀将各种参数转化为液压控制信号,根据事先设定好的换挡规律,直接控制换档阀换档;电控液压自动变速器电控单元ECU根据各传感器的信号参数,根据事先设定好的换档规律,控制液压阀和液压执行机构进行换档。组成:液压传动系统,机械式齿轮变速系统,液压操纵系统,液压或电子控制系统(电控式最后也要将电子信号通过换档电磁阀和油

22、压电磁阀转变成液压控制信号)第二节 液力耦合器和液力变矩器液力传动分动液传动和静液传动。动液传动是靠液体循环流动时动能的变化传递动力。静液传动是靠液体在封闭工作容积内压能的变化传递动力。液力耦合器和液力变矩器都是动液传动转置。1. 液力耦合器主动元件:外壳固定在发动机曲轴上,泵轮刚性连接在外壳上,三者组成泵轮,为主动元件从动元件:叶轮与从动轴相连,组成涡轮,为从动元件泵轮与涡轮统称为工作轮循环圆:泵轮和涡轮装合后,通过轴线的纵断面呈环形工作液的流动:既绕轴线作圆周运动,又沿循环圆运动,为首尾封闭的环形螺旋线工作过程:泵轮将发动机传来的机械能作用于工作液,使其动能提高,工作液向涡轮传递动能,本身

23、动能减小。(液体径向和外缘的压力差和流动关系)耦合器传动必要条件:泵轮和涡轮之间要有循环流动的液体,而液体能够循环流动的条件是泵轮和涡轮之间有速度差,从而两轮叶轮外缘产生压力差。汽车起步:略优点:泵轮和涡轮之间可以有较大的转速差,保证汽车起步和加速过程的平稳,缓和传动系统的扭转振动,防止传动系统过载; 传动系统的使用寿命长; 在汽车短暂停车时可以不中断传动系统,可以减少换档次数。缺点:只能传递扭矩而不能改变其大小,需要和变速机构一起使用; 不能完全中断动力,仍需要离合器在换挡时中断动力,减小换档冲击,质量、尺寸大; 液流损失,传动系统效率低。2. 液力变矩器组成:泵轮,涡轮和导轮(固定在不动的

24、套管上)作用:传递转矩,且能根据涡轮转速的不同改变输出转矩的大小改变转矩:有固定不动的导轮,给涡轮一个反作用力矩,改变涡轮的输出转矩原理:液力变矩器工作轮展开示意图过程:以汽车起步为例。泵轮、涡轮、导轮对油液的力矩Mb,Mw,Md,涡轮输出力矩Mw=-Mw,数值上满足Mw=Mb+Md。随着涡轮转速增加,从涡轮流出的油液速度与导轮叶片进入方向变化,从而使得Mw随涡轮转速增大而减小,当涡轮与泵轮转速相同时,不输出转矩。特性:传动比i=Mw/Mb=1;变矩系数K=Mw/Mb特点:根据汽车行驶阻力改变变矩系数的无级变速器,可以保证汽车起步平稳,衰减传动系统中的扭转振动,防止传动系统的超载单向离合器:分

25、为滚柱式和楔块式,控制导轮的固定和随涡轮转动,使液力变矩器在耦合器和变矩器之间转换,改善变矩器特性,提高效率(1)单级双相三元件综合式液力变矩器利用耦合器在高传动比式比变矩器效率高的特点,在某一传动比ik时,利用单向离合器使导轮随涡轮转动,变成耦合器。注意:气蚀现象,即压力降低造成的气泡,通过补偿压力克服,但要注意磨损问题特点:结构简单,工作可靠,性能稳定,最高效率达92%,转为耦合器后最高效率达96%。(2)单级三相四元件综合式液力变矩器有两个导轮,故可组成两个变矩器和一个耦合器,用以克服上变矩器在工况转换点附近效率显著降低的缺点。(3)带锁止离合器的液力变矩器高速时,将泵轮和涡轮结合为一体

26、,直接输出动力,转为直接机械传动,提高燃油经济性;当汽车起步或在坏路面情况下行驶,分离泵轮和涡轮,作变矩器工作,充分利用其输出转矩随路面阻力变化的优点。注意:在锁止离合器工作时,单向离合器要脱开,防止导轮不转导致液力损失增大。第三节 液力机械变速器有级式齿轮变速器多采用行星齿轮变速机构,但也有用轴线固定的齿轮变速器1. 行星齿轮变速机构的工作原理太阳轮转速n1,齿圈转速n2,行星架转速n3,齿圈齿数和太阳轮齿数比a有如下关系:n1+a*n2-(1+a)*n3=0根据上关系得,只要固定三个中的一个,则可得到一个传动比,若有任意两个固定,则三个的转速均相等,为直接档,若三个均自由运动,则行星齿轮机

27、构失去传动作用,为空档。2. 复合式行星齿轮机构的工作原理为了获得较多的档位,采用两排或多排行星齿轮机构。(1)辛普森式特点:两排行星齿轮机构功用一个太阳轮,有四个换档执行机构(两个换档离合器、两个换档制动器),每换一个档位需要两个换档执行器一起工作。运动规律有四个方程。(2)拉威挪式特点:两排行星齿轮机构功用一个行星架和齿圈,其结构紧凑,能传递较大的力矩,与辛普森式相比结构复杂,传动效率略低。3. 液力机械自动变速器的几种结构形式(1)液力变矩器和行星齿轮变速器组合总传动比为液力变矩器的变矩系数和机械变速器传动比的乘积,因此可以在几个间断的范围内实现无级变速。(2)液力变矩器和轴线固定式齿轮

28、变速器组合由带锁止离合器的液力变矩器、轴线固定式齿轮变速器、液压控制系统、电子控制系统组成。变矩器整体可起到飞轮的作用。用离合器换档,不存在换档冲击问题。(3)带锁止离合器的液力变矩器、换档离合器和全同步变速器组合第五节 金属带式无级变速器理想传动系统:无级自动变速系统组成:金属带、主从动工作轮、液压泵、起步离合器和控制系统原理:主从动工作轮分为固定部分和可动部分,通过可动部分作轴向运动改变金属带与主从动工作轮的工作半径,从而改变传动比。金属带:由多个金属片和两组金属环组成工作轮:工作表面为锥面,两工作表面形成V形槽。可动部分靠液压控制系统实现轴向移动,改变金属带的工作半径。第十七章 万向传动

29、装置第一节 概述组成:万向节、传动轴,必要时还有中间支承功用:实现一对轴线相互交错且相对位置经常变化的转轴间的动力传递位置:变速器和驱动桥之间;变速器和分动器之间;主减速器和转向驱动桥的驱动轮之间;动力输出装置和转向操作机构中。第二节 万向节分类:刚性万向节,刚性传动零件,刚性铰链连接并传递动力 挠性万向节,弹性传动零件,靠弹性零件变形消除部件相对运动的影响,具有缓冲吸振作用,用在两轴交角很小、只有微量相对运动位移的地方刚性万向节:1. 不等速万向节(1) 十字轴式刚性万向节特点:不等速(输入轴匀速,输出轴速度周期性变化),交角1520度,结构简单、工作可靠、传动效率高,滚针轴承定位(盖板式,

30、内、外挡圈固定式)注意:不等速造成从动轴及其连接的部件产生扭转振动,产生交变载荷,影响寿命(2)十字轴式双万向节等速条件:第一万向节两轴间夹角和第二万向节两轴间夹角相等;第一万向节从动叉和第二万向节主动叉位于同一平面内2. 准等速万向节(1)双联式:相当于十字轴式双万向节,只是传动轴长度缩短至最小特点:分度机构(尽量保证双联叉轴线平分两轴夹角)保证准等速性,交角一般可达50度,零件多尺寸大,制造简单,工作可靠(2)三销轴式:由双联式演化而来,准等速性特点:交角最大可达45度,占用空间大3. 等速万向节:保证传力点始终在两轴交角平分线上(1)球叉式万向节特点:从结构上实现两轴的转速相等;交角32

31、35度,适合转向驱动桥中转向节处;寿命短,钢球和凹槽易磨损(四个传动球只有两个工作,换向后另两个工作);压力装配,拆装不变(2)球笼式万向节特点:承载能力强(所有传动球都受力),结构紧凑,拆装方便,制造精度高,日益广泛a. 固定型球笼式万向节(RF节)交角4550度,用于转向驱动桥转向节处,b. 伸缩型球笼式万向节(VL节)交角2025度,星形套和筒形壳可轴向相对运动,用于转向驱动桥靠近主减速器侧第十八章 驱动桥组成:主减速器,差速器,半轴,桥壳作用:降速增扭,改变转矩传递方向,实现差速,桥壳体和车轮承载、传力分类:非断开式驱动桥(整体式)非独立悬架 断开式驱动桥独立悬架 (区分:两侧车轮是否

32、可以独立跳动)第一节 主减速器作用:降速增扭,发动机纵置时改变转矩传递方向分类:按齿轮副数目单级、双级主减速器,轮边减速器 按传动比档数单速式、双速式主减速器 按齿形圆柱齿轮式,圆锥齿轮式,准双曲面齿轮式1. 单级主减速器只有一对齿轮副,零件少,结构紧凑,质量小,传动效率高;主传动比i0,从动齿数/主动齿数;主动齿轮跨置式或悬臂式布置,从动齿轮跨置式布置;轴承预紧,防止齿轮轴向蹿动,影响正确啮合,通过调整垫片和调整螺母调整;齿轮正确啮合:啮合痕迹在齿高中间近小齿端,长度不少于齿宽60%,有合适的啮合间隙,防止冲击噪声,调整同上;采用飞溅润滑,要注意通气;驱动桥尺寸向上影响地板高度,向下影响离地

33、间隙,要尽量小,故尽量减小主动齿轮齿数;准双曲面齿轮:强度高,几对齿同时啮合,承载能力强,工作平稳,轴线偏移提高离地间隙,相对滑动,啮合压力大,易磨损寿命短,不易制造,分上偏移和下偏移。2 双级主减速器两对齿轮副;可提高离地间隙;更换不同齿轮副改变传动比;轴承、齿轮啮合的调整同样通过调整垫片和调整螺母。3. 轮边减速器双级主减速器第二级布置在车轮旁;采用行星齿轮减速,车轮和行星架连接,齿圈固定,半轴和太阳轮连接,传动比为1+齿圈齿数/太阳轮齿数;尺寸小,保证离地间隙,传动比大;半轴在轮边减速器前,转矩小,半轴、差速器尺寸可减小。4.双速主减速器从动锥齿轮与齿圈一体,行星架和差速器壳连接在一起;

34、通常用高速挡,良好路面情况,小传动比,提高经济性,此时行星齿轮不自转,行星齿轮机构不起减速作用;需要时接低速挡,大传动比,增大驱动力,太阳轮固定,齿圈为主动件,行星架为从动件。5. 贯通式主减速器用于多轴驱动汽车,有非贯通式和贯通式。第二节 普通圆锥齿轮减速器作用:使同一驱动桥两车轮或两驱动桥间以不同转速转动,并传递转矩,分为轮间差速器和桥间差速器。注意:滑转和滑移转弯:没有差速器,内侧车轮滑转,外车车轮滑移分类:圆锥齿轮差速器,圆柱齿轮差速器;对称式差速器,不对称差速器1. 齿轮式差速器组成:半轴锥齿轮,行星锥齿轮,行星齿轮轴,差速器壳动力传递:从动锥齿轮差速器壳十字轴行星齿轮半轴锥齿轮半轴

35、差速原理:n1+n2=2*n0,n1和n2为半轴齿轮转速,n0为行星齿轮转速;一侧车轮停止,另一侧转速是行星齿轮转速两倍,差速器壳转速为0,两轮可能反转;主减速器转矩M0,若转速相同,M1=M2=0.5M0;左快右慢,行星齿轮摩擦力矩Mr,则M1=0.5(M0-Mr),M2=0.5(M0+Mr);转矩比,较大转矩/较小转矩;锁紧系数,内摩擦转矩Mr/差速器传递转矩M02. 强制锁止式差速器一个驱动轮打滑时,设法将大部分甚至全部转矩传给不打滑的驱动轮,使继续行驶。作用时使左右半轴连成一体。需要手动操作,且在停车时进行。3. 高摩擦限滑差速器可以自动控制,克服上的缺点。4. 其他牙嵌式自由轮差速器

36、,托森差速器,粘性联轴差速器第四节 变速驱动桥即前置前驱时,变速器和驱动桥合为一体。特点:结构紧凑,缩短传动链,机械效率高,工艺复杂第五节 驱动车轮的传动装置和桥壳1. 半轴差速器和驱动轮之间分全浮式和半浮式支承全浮式:和桥壳没有直接联系,半轴拆卸方便,半轴内外不受外来弯矩,结构复杂半浮式:一端和桥壳连接,载荷复杂,外端承受全部弯矩,内端不受弯矩,结构简单2. 桥壳作用:支承保护主减速器,差速器,半轴等;固定左右驱动轮相对位置;承载车架及其上各总成质量;承受车轮传来的力和力矩并通过悬架传给车架要求:足够的强度和刚度;质量小;便于主减速器的拆装和调整。1. 整体式桥壳特点:强度和刚度大,便于主减

37、速器的拆装和调整铸造式整体桥壳:强度和刚度大,便于主减速器的拆装和调整,质量大,铸造难度大钢板冲压式整体桥壳:质量小,制造简单,材料利用率高,抗冲击性能好2. 分段式桥壳特点:易于铸造,加工简便,但维修不便(要整个拆下)第十九章 行驶系统作用:接受发动机传来的转矩,通过地面对驱动轮的附着作用产生驱动力,保证汽车正常行驶; 支持全车,传递承受路面作用于车轮上的各向反力及其所形成的力矩; 缓和路面不平对车身造成的冲击,衰减振动,保证汽车平顺行驶; 配合转向系统,实现对车辆行驶方向的正确控制,保证汽车操作稳定性。组成:车架,安装基础,将车辆各总成连接成一个整体; 车桥,连接车轮,承受并传递车轮传来的

38、载荷; 悬架,将车轮受到的力和力矩传递给车架,通过弹性元件、阻尼原件、导向杆系衰减汽车振动,提高车辆操作稳定性和平顺性; 车轮,支承全车,连接车身与路面,缓和路面的冲击,产生驱动力和制动力,转弯时产生侧向抗力并回正车轮,提高车辆通过性。分类:轮式行驶系统;半履带式行驶系统;履带式行驶系统;车轮履带式行驶系统。动力传递:驱动力传递到车身、从动轮,克服各种阻力第二十章 车架和承载式车身作用:支承连接各零部件,承受车内外各种载荷分类:边梁式车架,中梁式车架,综合式车架;周边式车架,X形车架,梯形车架;承载式车身要求:满足汽车总布置的要求;足够的强度和刚度,防止车架变形导致部件之间相对运动;降低高度、

39、重心,提高稳定性;质量要小。第二十一章车桥和车轮第一节 车桥定义:也叫车轴,左右安装车轮,通过悬架与车身相连作用:传递车架和车轮之间各方向的作用力和力矩分类:整体式车桥非独立悬架;断开式车桥独立悬架 转向桥,驱动桥,转向驱动桥,支持桥1. 转向桥工作:通过转向节使车轮偏转一定角度实现转向受力:垂直载荷,纵向力、侧向力和它们产生的力矩组成:主要为前梁和转向节,主销、转向节臂、转向横拉杆断开式转向桥:与独立悬架一起作用,性能更加优良(平顺性和稳定性),减小簧载质量,广泛运用于轿车和轻型车辆润滑:润滑脂润滑2. 转向轮定位参数要求:使转向轮可以自动回正,保证汽车直线行驶,避免或减少轮胎磨损实现:通过

40、车轮、主销、横梁的安装或调整相对位置实现(1)主销后倾角定义:主销在汽车纵向平面内向后倾的一个角度,或主销轴线和地面垂线在汽车纵向平面里的夹角作用:产生回正的稳定力矩要求:不能太大,会导致转向沉重特点:23度,运动回正,采用低压轮胎的汽车的稳定力矩增加,角度减小甚至为负(2)主销内倾角定义:主销在汽车横向平面内向内倾斜的一个角度,或主销轴线和地面垂线在汽车横向断面内的夹角作用:产生自动回正力矩,通过主销偏置量减轻转向力矩特点:不超过8度,主销偏置量4060mm,静态回正,与速度无关(3)车轮外倾角定义:通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线的夹角作用:防止载重时车轮内倾而造成磨损

41、;减小车轮外端轴承和螺母的受力,防止载重时车轮飞出;与拱形路面相适应特点:1度左右,不宜过大,否则也会造成磨损(4)前轮前束定义:两轮前边缘距离B小于后边缘距离A,A-B即为前束作用:车轮外倾导致车轮呈滚锥运动,有向两侧滚开的趋势,造成车轮边滚边滑而磨损,通过前束以消除之特点:012mm左右,通过调整横拉杆长度来实现(5)后轮外倾角和前束特点:外倾角一般为负,增加跨度,以增加车辆横向稳定性;汽车高速行驶导致车轮前张(负前束)通过车轮外倾角消除之,减少轮胎磨损3. 转向驱动桥具有驱动桥和转向桥功能,在前置前驱和四轮驱动汽车的前桥特点:半轴断开,分为内、外半轴;主销分为上下两段;麦弗逊式悬架4.

42、支持桥无驱动和转向功能的车桥复合纵臂式后支持桥,具有四连杆机构的后支持桥,具有U形管梁的后支持桥第二节 车轮与轮胎作用:支承整车;缓和路面冲击;产生制动力和驱动力;转弯时产生侧向力平衡离心力,并产生自动回正力矩,保持车辆直线行驶;提高通过性组成:轮辋,轮胎,平衡块,气门嘴1. 车轮作用:位于轮胎和车轴间,承受载荷组成:轮辋,挡圈,轮辐(辐板或辐条),气门嘴孔分类:辐板式和辐条式(钢丝辐条,高级轿车或赛车;铸造辐条,轿车和重型汽车),单轮式和双轮式(货车后轴,单螺母和双螺母固定式)轮辋轮廓类型:深槽轮辋(DC):轿车、越野车,结构简单,刚度大,质量小,适用于小尺寸,弹性大的轮胎;平底轮辋(FB)

43、:货车,适于安装较硬的轮胎;深槽宽轮辋(WDC),半深槽轮辋(SDC),平底宽轮辋(WFB),全斜底轮辋(TB),对开式轮辋(DT)轮辋结构形式:一件式,五件式轮辋轮辋规格代号(国标):轮辋名义宽度代号,轮缘轮廓代号,轮辋结构形式代号,轮辋名义直径代号,轮辋轮廓类型代号车轮规格:轮辋宽度B,轮辋直径d,偏置距E,螺栓孔分度圆直径d1,轮毂直径d2,螺栓孔直径d32. 轮胎作用:和悬架一起缓和路面冲击,衰减振动,保证汽车良好的舒适性和平顺性;保证良好的附着作用,提高汽车动力性、制动性、通过性;承受车身重力,传递其他方向的力和力矩。要求:适合的弹性和承载能力;花纹;热稳定性和耐磨性分类:轿车用轮胎

44、,载货汽车用轮胎(轻型,中型,重型),特种汽车用轮胎;实心轮胎,充气轮胎(有、无内胎);普通斜交轮胎,子午线轮胎;高压轮胎,低压轮胎,超低压轮胎(1)有内胎的充气轮胎组成:外胎,内胎,垫带外胎:帘布层,轮胎骨架,也成为胎体,影响轮胎强度; 胎面,由胎冠(耐磨橡胶制成,直接承受摩擦和全部载荷,花纹增加附着作用),胎肩(胎面到胎侧的过渡面,有横纹散热),胎侧,薄和软,保护帘布层; 缓冲层(带束),位于胎面和练不成中间,弹性大,缓和路面冲击; 胎圈,有钢丝圈,起安装轮胎作用,强度和刚度大。(2)普通斜交轮胎定义:帘布层和缓冲层相邻层连线相互交叉,且与胎中心线呈小于90度角排列的充气轮胎优点:轮胎噪声

45、小,外胎面柔软,制造简单,价格低缺点:受侧向力与地面接触面减小,抗侧向力能力差;高速稳定性差;易磨损;承载能力较子午线轮胎小(3)子午线轮胎定义:帘布层帘线排列方向与轮胎子午断面一致特点:帘线强度充分利用,帘布层数减少4050%;胎体柔软,弹性好;帘线在圆周方向只靠橡胶连接,带束层(即缓冲层)优点: 接地面积大,附着性能好,对地面的单位压力小,磨损少,寿命长; 胎冠较厚,且有坚硬带束层不易刺穿,行驶时变形小,可降低油耗; 帘布层少,胎侧薄,散热性好; 径向弹性大,缓冲性好、负荷能力大; 承受侧向力时,接地面积基本不变,行驶稳定性好。缺点: 胎侧薄且软,胎冠厚,在二者的过渡区容易产生裂纹; 吸振

46、能力差,胎面噪音大;制造技术要求高,成本高。(4)轮胎花纹普通花纹,越野花纹,混合花纹;花纹排水(5)无内胎充气轮胎密封层:附着在外胎内壁上,封气自粘层:自行粘合刺穿的孔,孔较大时不能自行粘合,受热脱落影响动平衡,无自粘层的无内胎轮胎优点:没有内胎,空气直接压入外胎,具有轮胎穿孔时压力不会急剧下降,仍可以安全行驶;不存在内外胎卡住而损坏的现象;气密好性、可以直接靠轮辋散热,使用寿命长;结构简单,质量小等特点。缺点:途中修理困难;有自粘层的轮胎,天气炎热时自粘层脱落,影响车轮动平衡。(6)活胎面轮胎优点:可以在胎面磨损或者不同的使用条件下更换胎面;缺点:质量大;胎面环与胎体之间有磨损;胎面环橡胶

47、与钢丝体脱层。(7)轮胎规格ISO国际标准:断面宽/高宽比,轮胎结构代号,适用轮辋直径,负荷指数,速度几号(国标与之类似)(8)轮胎磨损(正常磨损和不正常磨损)和换位(左前右后,右前左后)(9)调压系统第二十二章 悬架第一节 概述悬架定义:车架和车桥之间一切传力连接装置的总称。作用:将地面作用于车轮的垂直反力,纵向反力,侧向反力及这些形成的力矩传递给车架,保证汽车正常行驶。组成:弹性元件:缓和路面冲击 阻尼元件(减振器):减振作用,衰减振动 导向元件:确保车轮相对车身按一定轨迹振动,保证汽车行驶性能 横向稳定器:防止车身在转弯时发生过大的横向倾斜注意:悬架只要具备上述功能即可,不需要真的包括所

48、有单独元件自然振动频率:由悬架刚度(不一定是弹性元件刚度)和簧载质量决定的车身自然振动频率。控制在11.6Hz,这是人习惯的垂直振动频率。 簧载质量一定,悬架刚度越小,自然振动频率越小(但会造成变形量增加); 悬架刚度一定,簧载质量越大,自然振动频率越大。 因此:悬架刚度要可变类型:按性能,被动悬架,刚度、阻尼都不可调;主动悬架,刚度、阻尼可根据行驶状况自动调整;半主动悬架,只有阻尼可自动调整; 按结构,非独立悬架整体式车桥;独立悬架断开式车桥。第二节 弹性元件1. 钢板弹簧由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组成的近似等刚度的弹性梁。主片:最长的合金弹簧片,两端制成卷耳,内有衬套,通过弹簧销与车

49、架上的支架或吊耳作铰链连接;为改善受力,第二片也制成卷耳,叫包耳,两者间有间隙,确保相对滑动。U形螺栓:在钢板弹簧中部与车桥连接。中心螺栓:连接各弹簧片并保证安装相对位置,根据距两侧卷耳距离,分对称式和非对称式钢板弹簧。弹簧夹:当弹簧反向变形时,确保各弹簧片不分离,共同承载;防止弹簧片横向错动;上部螺栓连接,有套筒防止其夹得过紧,套筒与弹簧片间有间隙,使弹簧片可相对滑动。减振:通过各弹簧片间的相对滑动造成的摩擦减振,但导致缓冲冲击能力差,磨损大,要涂润滑剂并定期保养。塑料垫片:各弹簧片间,提供定值摩擦,消除噪声。少片变截面钢板弹簧:结构简单,质量小,摩擦小,节省材料。2. 螺旋弹簧优点:无需润

50、滑,不怕污染,纵向空间小,质量小;缺点:没有减振作用,要装减振器,只能承受垂向载荷,要装导向结构。非线性弹簧(变钢丝直径,变螺距,变弹簧直径):获得更好地平顺性。3.扭杆弹簧由弹簧钢制成的杆,通过沿轴向扭转变形来缓和冲击。由鉻钒合金弹簧钢制成,表面要保护,涂沥青或防锈漆等,延长寿命。特点:制造时预先产生内应力,减小工作时的实际应力,左右不能调换; 单位质量储能高,质量轻; 结构简单,不需润滑; 与导向结构一同形成变刚度特性; 方便布置; 通过固定端角度调整实现车身高度自动调整。4. 气体弹簧利用气体的可压缩形实现弹簧作用,刚度可变分为空气弹簧和油气弹簧5. 橡胶弹簧利用橡胶本身的弹性来起弹性元

51、件的作用。可承受压缩和扭转载荷,单位质量储能大,隔音,无噪声,不需润滑,内摩擦减振作用。第三节 减振器作用:通过自身运动,消耗弹簧变形吸收的能量,将其转化成热能散发到大气中,衰减弹簧振动。类型:单筒式和双筒式减振器;单向和双向作用式减振器;阻尼是否可调式减振器;油液、气体减振器;是否充气式减振器。、注意:减振器和弹性元件并联关系;压缩行程阻尼力要小,充分利用弹性元件弹性缓和冲击;拉伸行程阻尼力要大,尽快衰减振动;车桥、车架相对运动速度大时,增大油液流通面积,使阻尼力保持在一定范围内,不至产生过大冲击。1. 双向作用筒式减振器主要组成:活塞杆,工作缸筒,储液筒,防尘罩筒,伸张阀,压缩阀,流通阀,

52、补偿阀工作和结构:伸张阀和流通阀装在一起,和补偿阀一起工作;压缩阀和补偿阀装在一起,和流通阀一起工作。工作过程:压缩行程和拉伸行程,由于活塞杆的存在,使得上下腔容积变化不同,故有流通阀和补偿阀工作;活塞杆运动速度小,伸张阀和压缩阀不工作,而油液通过各自的常通空隙流通,节流作用大,阻尼力大;活塞杆运动速度大,伸张阀和压缩阀工作,增大流通面积,使阻尼力不至太大而过载损坏零件;伸张阀弹簧预紧力比压缩阀大,流通面积也比压缩阀大,使得拉伸行程阻尼力比压缩行程的大。注意:各种双向作用筒式减振器结构大同小异,四个阀。2. 新型减振器(1)充气式减振器有一浮动活塞分隔气室和油液,通过浮动活塞的运动补偿工作缸上

53、下腔容积变化不相等的问题,这样就减少了一套阀门系统特点:采用浮动活塞减少了一套阀门系统,减少零件数量;减振器内冲有气体,有效减小突然冲击造成的高频振动,消除噪声;相同防尘罩筒直径下,工作缸筒和活塞直径可以更大,单位行程的流量大,更可靠地产生足够阻尼力;浮动活塞分隔,消除油液乳化现象;充气工艺复杂,不能维修,由于是单筒式的,缸筒变形就不能工作。(2)阻尼可调式减振器通过空气弹簧,将载荷的变化变成柱塞相对与空心连杆的相对运动,从而改变空心连杆上节流孔通道面积,载荷大时,节流孔面积减小,节流作用增大,阻尼力增大,反之减小阻尼力。第四节 非独立悬架特点:结构简单,工作可靠,用于货车前后悬架和轿车的后桥

54、,采用钢板弹簧的非独立悬架,由于钢板的导向作用,省去导向机构,方便布置。类型:钢板弹簧非独立悬架,螺旋弹簧非独立悬架,空气弹簧非独立悬架1. 纵置板簧式非独立悬架(钢板弹簧非独立悬架)特点:钢板弹簧纵向布置; 钢板弹簧一端为固定铰链连接,另一端为活动铰链连接; 钢板弹簧中部通过U形螺栓固定在车桥上。其他:钢板弹簧销上有轴向和径向油道,用于润滑铰链处; 钢板弹簧盖板上有缓冲块和限位块,限制钢板弹簧变形量; 钢板弹簧用于前桥时,往往装有减振器。东风EQ1108G系列汽车的钢板弹簧:特点:前端采用固定铰链连接,后端采用滑板式支承方式,第二块弹簧片后端制成直角弯边,防止钢板弹簧脱落; 弹簧钢板采用单面双槽断面,提高疲劳寿命且节省材料; 结构简单,便于拆装,不需要润滑; 滑板式支承方式使得钢板弹簧工作长度发生变化,刚度略有变化。两端采用橡胶块支承的钢板弹簧:特点:主片不易受损;不需润滑吊耳处;橡胶块有吸振降噪的作用;钢板弹簧移动量受到限制主副弹簧式钢板弹簧:特点:根据载荷的变化实现刚度的改变; 主副钢板弹簧属于并联关系; 副簧在上,刚度突然增加,不利于平顺性;副簧在下,副簧逐渐起作用,刚度渐变,

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