学习目标1：正确认识汽车传动系

1、学习目标1能够正确认识汽车传动系3.1 汽车传动系 汽车传动系是指汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置，作用是使汽车在各种工况条件下能正常行驶，并保证良好的动力性和经济性。3.1.1 传动系的组成和功能 1传动系的组成 常见的机械式传动系主要由离合器、变速器、万向传动装置（包括传动轴和万向节）和驱动桥（包括驱动桥壳、主减速器、差速器和半轴）组成。 2传动系的功能减速增矩发动机输出的动力转速高、转矩小，无法满足汽车行驶的需要。通过传动系统的主减速器可以达到减速增矩的目的，即传递给驱动轮的动力比发动机输出的动力转速低、转矩大。变速变矩汽车行驶过程中要求车速和驱动力在很大范围内不断变化，而发动机的有

2、效转速范围很小。通过传动系统的变速器可以在发动机工作范围变化不大的情况下，满足汽车行驶速度和驱动力不断变化的要求。实现倒车发动机不能反向转动，但汽车经常需要倒向行驶。在变速器中设置倒挡，在不改变发动机转动方向的情况下，实现汽车倒向行驶。必要时中断动力传递发动机起动时、行驶过程中换挡、行驶过程中短暂停车以及对汽车制动时，都需要暂时中断传动系统的动力传递。在发动机和变速器之间设置离合器，可以控制动力传递路线的中断和结合。另外在变速器中设置空挡，使发动机在不停止转动条件下，能较长时间地中断动力传递。差速功能汽车转向时，左、右两个驱动轮在同一时间内滚动的距离不同，两驱动轮需要以不同的转速转动。传动系统

3、的差速器可以使左、右两个驱动轮以不同的角速度转动。3.1.2 离合器 离合器位于发动机和变速器之间的飞轮壳体内，作用是根据需要随时中断和接合发动机传给传动系统的动力，使发动机平稳起步、变速器换挡平顺，防止传动系过载。 1离合器的结构 离合器主要由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。按压紧弹簧的形式与布置的不同，可分为膜片弹簧式离合器、周布弹簧式离合器和中央弹簧式离合器。目前应用最广泛的为膜片弹簧式离合器，如图所示。膜片弹簧式离合器的主动部分由飞轮、离合器盖和压盘组成；从动部分由从动盘和从动轴组成，从动盘一般带有扭转减振器；压紧机构是膜片弹簧，其径向开有若干切槽，形成弹性杠杆。 2

4、离合器操纵机构 离合器操纵机构分为液压式操纵机构和机械式操纵机构。液压式纵机构主要由离合器踏板、储液罐、离合器主缸、工作缸、分离叉、分离轴承和分离套筒等组成。 离合器工作时，驾驶员踩下离合器踏板，离合器主缸和工作缸管路中的油压升高，当高压油进入工作缸后，工作缸活塞在油压作用下推动分离叉转动，从而带动分离轴承和分离套筒压在膜片弹簧上，使离合器分离。 3离合器工作原理 （1）接合状态 离合器接合状态下，分离杠杆内端与分离轴承之间保持一定的间隙。压紧弹簧将飞轮、从动盘和压盘压紧在一起，发动机的转矩经飞轮和压盘通过摩擦作用传递给从动盘，由从动轴输入变速器。如图（a）所示。 （2）分离过程 驾驶员踩下离

5、合器踏板时，分离套筒和分离轴承在分离叉的推动下向左移动，先消除分离轴承与分离杠杆内端之间的间隙，然后推动分离杠杆向左移动，使分离杠杆外端带动压盘克服压紧弹簧的作用力向右移动，离合器的主、从动部分分离，动力传递中断。如图如图（b）所示。 （3）接合过程 驾驶员缓慢抬起离合器踏板，在压紧弹簧的作用下，压盘向右移动并逐渐压紧从动盘，使摩擦力矩逐渐增加。当飞轮、压盘和从动盘之间的接合还不紧密时，所能传动的摩擦力矩较小，离合器主、从动部分有转速差，离合器处于打滑状态。随着离合器踏板的逐渐抬起，飞轮、压盘和从动盘之间的接合逐渐紧密，离合器主、从动部分的转速差也逐渐消失，直到离合器完全接合。 4离合器自由间

6、隙和离合器踏板自由行程 离合器在正常接合状态下，分离杠杆内端与分离轴承之间应留有一定的间隙，称为离合器自由间隙，如图所示。如果没有间隙，从动盘摩擦片磨损变薄后压盘将不能向左移动压紧从动盘，导致离合器打滑，使离合器所能传递的转矩下降，并且还会加速摩擦片的磨损。 为了消除离合器的自由间隙和操纵机构零件的弹性变形所需要的离合器踏板行程称为离合器踏板自由行程，如图所示。离合器踏板自由行程的大小可通过调节螺栓进行调节。 汽车在行驶过程中需要经常的起步、怠速、减速、倒车和爬坡等，要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。而发动机输出的转速和转矩变化范围很小，为了解决这一矛盾，在汽车传动系中设置了变速器

7、。 变速器由传动机构和操纵机构两部分组成。其作用是：3.1.3 变速器改变传动比，扩大汽车转矩和转速的变化范围，满足汽车正常行驶要求。在发动机转动方向不变的情况下，利用倒挡实现汽车的倒向行驶。在发动机不熄火的情况下，利用空挡中断动力传递，便于发动机起动、怠速和变速器换挡操作。 1变速器的分类（1）按传动比变化的不同，可分为有级式、无级式和综合式三种。有级式变速器采用齿轮传动（包括普通齿轮和行星齿轮），有若干个可供择的固定传动比，传动比的变化呈阶梯式或跳跃式。有级式变速器应用最为广泛。无级式变速器传动比可在一定范围内连续无级变化。有液力式和电力式两种，分别采用液力变矩器和直流串激电动机作为传动部

8、件。综合式变速器由液力变矩器和齿轮式有级式变速器组成，其传动比可在最大值与最小值之间的几个间断范围内无级变化。 （2）按操纵方式的不同，可分为手动变速器、自动变速器和半自动变速器三种。手动变速器由驾驶员操纵变速器挡杆进行换挡，实现传动比的改变。手动变速器不存在太大的动力损失、燃油经济性较高，并且结构简单、生产成本低、维护费用低。自动变速器驾驶员只需操纵加速踏板，变速器换挡过程自动进行。常见的有电控机械自动变速器（AMT）、电控液力自动变速器（EAT）、机械无级自动变速器（CVT）和双离合变速器（DSG）等。半自动变速器一种是常见的几个挡位自动操纵，其余的挡位由驾驶员操纵；另一种是由驾驶员预先用

9、按钮选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通电磁装置或液压装置自动换挡。 2普通齿轮变速器传动机构 普通齿轮变速器传动机构可分为两轴式、三轴式和组合式三种。普通齿轮变速器传动机构两轴式三轴式组合式 （1）两轴式变速器 两轴式变速器特点是输入轴与输出轴平行，无中间轴，各前进挡的动力均经过一对齿轮传递。通常用在前置前驱（FF）和后置后驱（RR）的中级或普通轿车上。 如图所示为桑塔纳2000型汽车二轴式五挡手动变速器结构图。该变速器有五个前进挡（一至三挡为降速挡，四挡为直接挡，五挡为超速挡）和一个倒挡，主要由变速器壳体、输入轴、输出轴、各轴上的挡位齿轮和操纵机构等组成。所有挡位采用锁环式惯性

10、同步器换挡。输入轴上有一至五挡主动齿轮和倒挡主动齿轮，其中一挡、二挡、倒挡主动齿轮与输入轴制成一体，三挡、四挡和五挡齿轮通过滚针轴承装在输入轴上。三、四挡同步器和五挡同步器也装在输入轴上。输出轴上有一至五挡从动齿轮，其中一挡、二挡从动齿轮通过滚针轴承装在输出轴上，三挡、四挡、五挡齿轮通过花键装在输出轴上。一、二挡同步器也装在输出轴上。变速器壳体的右端还装有倒挡轴，倒挡中间齿轮通过滚针轴承装在倒挡轴上。 如图所示为桑塔纳2000型汽车二轴式五挡手动变速器传动机构示意图。 各挡位传递路线如下： 空挡：当输入轴旋转时，一挡、二挡及倒挡主动齿轮与输入轴同步旋转，三挡、四挡和五挡齿轮处于自由状态。一挡、

11、二挡和倒挡从动齿轮随输入轴的旋转而在输出轴上空转，输出轴不被驱动，汽车处于静止或空挡滑行状态。 一挡：在空挡位置基础上，操纵变速杆使一、二挡同步器接合套右移，使一挡从动齿轮与一、二挡同步器花键毂在一、二挡同步器接合套的作用下同步旋转，转矩通过一、二挡同步器花键毂传递到输出轴。动力传递路线为输入轴输入轴一挡齿轮输出轴一挡齿轮输出轴上一、二挡同步器输出轴。 二挡：在空挡位置基础上，操纵变速杆使一、二挡同步器接合套左移，使二挡从动齿轮与一、二挡同步器花键毂在一、二挡同步器接合套的作用下同步旋转，转矩通过一、二挡同步器花键毂传递到输出轴。动力传递路线为输入轴输入轴二挡齿轮输出轴二挡齿轮输出轴上一、二挡

12、同步器输出轴。 三挡：在空挡位置基础上，操纵变速杆使三、四挡同步器接合套右移，使三挡主动齿轮与三、四挡同步器花键毂在三、四挡同步器接合套的作用下同步旋转，转矩从三挡主动齿轮传递到与之常啮合的三挡从动齿轮，再传递到输出轴。动力传递路线为输入轴输入轴上三、四挡同步器三挡主动齿轮三挡从动齿轮输出轴。 四挡：在空挡位置基础上，操纵变速杆使三、四挡同步器接合套左移，使四挡主动齿轮与三、四挡同步器花键毂在三、四挡同步器接合套的作用下同步旋转，转矩从四挡主动齿轮传递到与之常啮合的四挡从动齿轮，再传递到输出轴。动力传递路线为输入轴输入轴上三、四挡同步器四挡主动齿轮四挡从动齿轮输出轴。 五挡：在空挡位置基础上，

13、操纵变速杆使五挡同步器接合套左移，使五挡主动齿轮与五挡同步器花键毂在五挡同步器接合套的作用下同步旋转，转矩从五挡主动齿轮传递到与之常啮合的五挡从动齿轮，再传递到输出轴。动力传递路线为输入轴输入轴上五挡同步器五挡主动齿轮五挡从动齿轮输出轴。 倒挡：变速器设有倒挡锁止机构，防止在前进过程中误挂倒挡而造成事故。所以只能在汽车处于静止时才能挂入倒挡。倒挡动力传递路线为：输入轴输入轴倒挡主动齿轮中间轴上倒挡中间齿轮输出轴上倒挡从动齿轮输出轴 （2）三轴式变速器 三轴式变速器主要由变速器壳体、第一轴（输入轴）、中间轴、第二轴（输出轴）、各轴上挡位齿轮和操纵机构等组成，如图所示。三轴式变速器设有中间轴，输入

14、轴和输出轴在同一轴线上，有直接挡。多用于前置后驱的中型载货汽车上。 图所示为解放CA1092型汽车采用的三轴式六挡变速器传动示意图。 输入轴上输入轴常啮合齿轮与输入轴制成一体，并与中间轴常啮合齿轮构成常啮合传动副。 中间轴上固装有中间轴常啮合齿轮、中间轴一至五挡齿轮及中间轴倒挡齿轮。 在中间轴的一侧设置了倒挡轴（图中以展开画法显示，将倒挡轴画在了中间轴下方）。倒挡中间齿轮空套在倒挡轴上，与中间轴倒挡齿轮构成常啮合齿轮副。 输出轴前端用滚针轴承支承在输入轴常啮合齿轮的内圆孔中。输出轴一至五挡齿轮及输出轴倒挡齿轮空套在输出轴上。 各挡位传递路线如下： 空挡：上图所示为空挡位置。当输入轴旋转时，中间

15、轴在输入轴常啮合齿轮和中间轴常啮合齿轮的作用下同步旋转。输出轴的各挡位齿轮随中间轴的挡位齿轮的旋转而在输出轴上空转，输出轴不被驱动，汽车处于静止或空挡滑行状态。 一挡：在空挡位置基础上，操纵变速杆使一、二挡同步器接合套右移，使输出轴一挡齿轮与一、二挡同步器花键毂在一、二挡同步器接合套的作用下同步旋转，转矩通过一、二挡同步器花键毂传递到输出轴。动力传递路线为输入轴输入轴常啮合齿轮中间轴常啮合齿轮中间轴中间轴一挡齿轮输出轴一挡齿轮一、二挡同步器输出轴。 二挡：在空挡位置基础上，操纵变速杆使一、二挡同步器接合套左移，使输出轴二挡齿轮与一、二挡同步器花键毂在一、二挡同步器接合套的作用下同步旋转，转矩通

16、过一、二挡同步器花键毂传递到输出轴。动力传递路线为输入轴输入轴常啮合齿轮中间轴常啮合齿轮中间轴中间轴二挡齿轮输出轴二挡齿轮一、二挡同步器输出轴。 三挡：在空挡位置基础上，操纵变速杆使三、四挡同步器接合套右移，使输出轴三挡齿轮与三、四挡同步器花键毂在三、四挡同步器接合套的作用下同步旋转，转矩通过三、四挡同步器花键毂传递到输出轴。动力传递路线为输入轴输入轴常啮合齿轮中间轴常啮合齿轮中间轴中间轴三挡齿轮输出轴三挡齿轮三、四挡同步器输出轴。 四挡：在空挡位置基础上，操纵变速杆使三、四挡同步器接合套左移，使输出轴四挡齿轮与三、四挡同步器花键毂在三、四挡同步器接合套的作用下同步旋转，转矩通过三、四挡同步器

17、花键毂传递到输出轴。动力传递路线为输入轴输入轴常啮合齿轮中间轴常啮合齿轮中间轴中间轴四挡齿轮输出轴四挡齿轮三、四挡同步器输出轴。 五挡：在空挡位置基础上，操纵变速杆使五、六挡同步器接合套右移，使输出轴五挡齿轮与五、六挡同步器花键毂在五、六挡同步器接合套的作用下同步旋转，转矩通过五、六挡同步器花键毂传递到输出轴。动力传递路线为输入轴输入轴常啮合齿轮中间轴常啮合齿轮中间轴中间轴五挡齿轮输出轴五挡齿轮五、六挡同步器输出轴。 六挡（直接挡）：在空挡位置基础上，操纵变速杆使五、六挡同步器接合套左移，使输出轴上五、六挡同步器花键毂在五、六挡同步器接合套的作用下与输入轴常啮合齿轮同步旋转，转矩通过五、六挡同

18、步器花键毂传递到输出轴。中间轴不参与动力传递。动力传递路线为输入轴输入轴常啮合齿轮五、六挡同步器输出轴。 倒挡：在空挡位置基础上，操纵变速杆使倒挡同步器接合套右移，使输出轴倒挡齿轮与倒挡同步器花键毂在倒挡同步器接合套的作用下同步旋转，转矩通过倒同步器花键毂传递到输出轴。动力传递路线为输入轴输入轴常啮合齿轮中间轴常啮合齿轮中间轴中间轴倒挡齿轮倒挡中间齿轮输出轴倒挡齿轮倒挡同步器输出轴。 （3）组合式变速器 重型载货汽车载货质量大、使用条件复杂，为保证良好的动力性和经济性，要求变速器有较多的挡数，以扩大传动比的范围。通常采用两个变速器串联的方式构成组合式变速器。 组合式变速器中一个为挡数较多且有倒

19、挡的主变速器，另一个为只有高、低两个挡位的副变速器。副变速器一般有一个直接挡和一个低速挡。副变速器低速挡传动比较大时，多置于主变速器之后。副变速器低速挡传动比较小时，多置于主变速器之间。 主、副变速器的挡位分配有分段式配挡和插入式配挡两种。分段式配挡是当主变速器各挡传动比间隔较小，而副变速器低速挡传动比较大时，由副变速器的高、低两挡传动比分别与主变速器各挡传动比搭配，组成高、低两段的传动比范围。插入式配挡是当主变速器各挡传动比间隔较大，而副变速器低速挡传动比较小时，组合得到的传动比均匀地插入主变速器各挡传动比之间。 3同步器 同步器的作用是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，以缩短换挡时间，防止待

20、啮合的齿轮达到同步之前产生冲击。 目前广泛采用的惯性式同步器有锁环式和锁销式两种。惯性式同步器锁环式锁销式 （1）锁环式惯性同步器 锁环式惯性同步器主要由接合套、花键毂、锁环、滑块、定位销和弹簧等组成，如图所示。 花键毂与变速器轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。花键毂两端各有一个青铜制成的锁环（也称同步环），锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与相配合的挡位齿轮及花键毂上的外花键齿均相同。在两个锁环上，花键齿对着接合套的一端都有倒角（称为锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。锁环上有与两端挡位齿轮的摩擦面锥度相同的内锥面，内锥面上制有螺旋槽，使两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。

21、花键毂上的三个滑块分别嵌合在花键毂的三个轴向槽内，并可在槽内轴向滑动。在弹簧的作用下滑块压向接合套，使滑块中部的凸起部分嵌在接合套中部的凹槽中，起到空挡定位的作用。滑块的两端伸入锁环的三个缺口中，只有当滑块位于缺口中央时，接合套和锁环才能接合。 锁环式惯性同步器的工作过程，如图所示。锁环式惯性同步器结构紧凑、便于布置，多用于轿车、轻型货车和小型客车。 （2）锁销式惯性同步器 锁销式惯性同步器主要由接合套、花键毂、锁销、摩擦锥环、摩擦锥盘、定位销、弹簧和钢球等组成，如图所示。多用于中、重型载货汽车。 两个摩擦锥盘，以内花键分别固定在同步器两端的挡位齿轮上，随齿轮一起转动。摩擦锥盘的两个内锥面与摩

22、擦锥环的两个外锥面配合。摩擦锥环上有圆周均布的三个锁销和三个定位销与接合套相连。锁销的两顶端固定在摩擦锥环孔中，两端的工作表面直径与接合套凸缘上的销孔内径相等，中部直径小于孔径，只有在锁销和结合套销孔对中时，接合套才能沿锁销轴向移动。锁销中部和接合套上相应的销孔两端有角度相同的锥角，称为锁止角。 定位销两端伸入摩擦锥环内侧面，但有一定的间隙，定位销可随接合套轴向移动。接合套上定位销孔中部钻有斜孔，斜孔中的弹簧把钢球顶向定位销中部的环槽，用于空挡定位。 锁销式惯性同步器工作过程，如图所示。 4变速器的操纵机构 变速器操纵机构的作用是根据汽车行驶条件，保证驾驶员能够准确可靠地挂入或摘下某个挡位。

23、为了保证变速器准确、安全、可靠的工作，变速器操纵机构设有自锁、互锁和倒挡锁止机构。自锁机构防止变速器自动脱挡，并保证挡位齿轮以全齿宽啮合。互锁机构防止变速器同时挂入两个挡位，以免造成发动机熄火或零件损坏。倒挡锁止机构防止在行驶过程中误挂倒挡，以免发生交通事故或造成零件损坏。 （1）变速器操纵机构的分类 变速器操纵机构根据操纵杆与变速器相互位置的不同，可分为直接操纵式和远距离操纵式。变速器操纵机构直接操纵式远距离操纵式 1）直接操纵式 直接操纵式是指变速器布置在驾驶员座位附近，操纵杆由驾驶室底板伸出，驾驶员可通过操纵杆直接操纵变速器。直接操纵式主要由操纵杆、拨块、拔叉、拔叉轴以及安全装置等组成，

24、多集装于变速器上盖或侧盖内，结构简单，操纵方便。如图所示，为直接操纵式操纵机构示意图。 四根拔叉轴两端均支承于变速器壳体相应的孔内，可以轴向移动。所有的拨叉和拨块都用弹性销固定在相应的拨叉轴上，拨块顶部制有凹槽，叉形拨杆下端的球头伸入拨块凹槽内，变速器在空挡位置时，各拨块的凹槽在横向平面内对齐。 选挡时使变速杆绕中部球形支点横向摆动，变速杆下端推动叉形拨杆绕换挡轴的轴线转动，从而使叉形拨叉下端的球头对准所选挡位相应的拨块凹槽。然后使变速杆纵向摆动，带动相应挡位的拔叉轴和拨叉轴向移动，完成挂挡过程。 2）远距离操纵式 远距离操纵式是当驾驶员座位离变速器较远或变速杆布置在转向盘下方的转向管柱上时，

25、通常在变速杆与换挡拨叉之间增加若干传动件，组成远距离操纵机构，如图所示。 （2）变速器操纵机构的锁止装置 为了保证变速器能够准确、安全、可靠地工作，变速器操纵机构必须具有自锁、互锁和倒挡锁装置。 1）自锁装置 自锁装置的作用是防止变速器自动脱挡，并保证齿轮以全齿宽啮合。自锁装置由自锁钢球和自锁弹簧组成，如图所示。每根拨叉轴的上表面沿轴向分布有三个凹槽，当任一根拨叉轴连同拨叉轴向移动到空挡或某一工作挡位时，必有一个凹槽正好对准自锁钢球，自锁钢球在自锁弹簧的作用下压入凹槽内，固定拨叉轴的轴向位置，使拔叉和接合套固定在空挡或某一工作挡位，不会自行脱挡。换挡时驾驶员对拔叉轴施加一定的轴向力，克服自锁弹

26、簧的压力将自锁钢球由拨叉轴的凹槽挤出推回变速器壳的内孔中，拨叉轴便可轴向移动。 2）互锁装置 互锁装置的作用是防止变速器同时挂入两个挡位，以免造成发动机熄火或零件损坏。互锁装置由互锁钢球和互锁销组成，如图所示。互锁销装在中间拨叉轴的孔中，其长度等于拨叉轴的直径减去互锁钢球的半径，互锁钢球装在变速器盖的横向孔中。空挡位置时，左右拨叉轴在对着互锁钢球处开有深度相当于钢球半径的凹槽，中间拨叉轴左右均开有相当于钢球半径的凹槽，凹槽中开有装互锁销的孔。 变速器处于空挡时，所有拨叉轴的侧面凹槽、互锁钢球和互锁销在同一条直线上。移动中间拔叉轴换挡时，中间拨叉轴两侧凹槽内的互锁钢球被挤出，互锁钢球分别嵌入左右

27、两个拨叉轴的侧面凹槽中，将左右两个拨叉轴锁止在空挡位置。需要移动另外某一拨叉轴时，必须先将已经移动的拨叉轴退回到空挡位置。 3）倒挡锁 倒挡锁的作用是防止在行驶过程中误挂倒挡，以免发生交通事故或造成零件损坏。倒挡锁主要由倒挡锁销和倒挡弹簧等组成，如图所示。 倒挡锁销的杆部装有倒挡弹簧，其右端的螺母可调节弹簧的预紧力和倒挡销的长度。驾驶员挂入倒挡时，需要用较大的力克服倒挡锁弹簧的弹力将倒挡锁销推向右方，使变速杆进入倒挡拨叉轴的凹槽内，然后拨动倒挡拔叉轴轴向移动挂入倒挡。3.1.4 自动变速器 自动变速器是根据发动机负荷和行驶速度，在最佳时刻自动切换至合适挡位。目前常见的自动变速器有液力自动变速器

28、（AT）、机械式无级自动变速器（CVT）、电控机械自动变速器（AMT）和双离合器自动变速器（DSG）等。 1自动变速器的分类 （1）按汽车驱动方式分类 自动变速器按汽车的驱动方式不同，可分为前驱动自动变速器和后驱动自动变速器两种。前驱式自动变速器的壳体内还装有主减速器和差速器，主要用于小型轿车上。后驱式自动变速器的液力变矩器和变速器的输入轴及输出轴在同一轴线上，主要用于高级轿车和重型货车上。 （2）按变速器的齿轮类型分类 自动变速器按齿轮类型的不同，可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。普通齿轮式自动变速器体积较大，最大传动比较小，应用较少。行星齿轮式自动变速器结构紧凑，能获得较大的传动比，应用非

29、常广泛。 （3）按控制方式分类 自动变速器按控制方式的不同，可分为液力控制式和电子控制式两种。 液力控制式自动变速器是将汽车行驶过程中的车速和节气门开度信号转变为液压控制信号，各个控制阀根据控制信号的大小，按照设定的换挡规律进行换挡。 电子控制式自动变速器是通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度和自动变速器油温等信号传递给电控单元ECU，电控单元根据经过计算分析后，按照设定的规律给换挡电磁阀发出控制信号，换挡电磁阀根据控制信号控制换挡执行元件，实现自动换挡。目前大多数自动变速器车型都采用电子控制方式。 2自动变速器的组成 目前自动挡轿车多采用电子控制液压行星齿轮自动变

30、速器（AT），主要由液力变矩器、行星齿轮机构、液压操纵系统（控制阀总成）、电控系统（自动变速器电控单元）和油液冷却系统等组成，如图所示。 （1）液力变矩器 液力变矩器位于发动机和机械变速器之间，以自动变速器油（ATF）为工作介质，动力传递柔和，且能防止传动系过载。主要的作用是：传递转矩发动机的转矩通过液力变矩器的主动元件，再通过ATF传给液力变矩器的从动元件，最后传给变速器无级变速根据工况的不同，液力变矩器可以在一定范围内实现转速和转矩的无级变化自动离合液力变矩器采用ATF传递动力，当踩下制动踏板时，发动机不会熄火，相当于离合器分离；当抬起制动踏板时，汽车可以起步，相当于离合器接合驱动油泵AT

31、F工作时需要油泵提供一定的压力，油泵一般是由液力变矩器壳体驱动 液力变矩器主要由泵轮、涡轮和导轮三部分组成，如图所示。动力传递路线为壳体泵轮涡轮变速箱。 液力变矩器总成封在变矩器壳体中，内部充满ATF。液力变矩器壳体通过螺栓与发动机飞轮连接，随发动机曲轴一起旋转。泵轮位于液力变矩器的后部，与变矩器壳连成一体，为主动件。涡轮位于泵轮之前，通过花键与从动轴相连向机械变速器输出动力，为从动件。导轮位于泵轮和涡轮之间，通过单向离合器装在与变速器壳体刚性连接的导轮轴上，导轮只能顺时针单向旋转，并且在一定速比时可以脱开。 液力变矩器工作时，发动机带动壳体和泵轮旋转，泵轮的叶片将ATF带动起来并冲击涡轮的叶

32、片，使涡轮和机械变速器的输入轴一起转动。由涡轮叶片流出的ATF经过导轮在流回泵轮，使动力不断输出。 在泵轮和涡轮的转速差较大的情况下，由涡轮甩出的ATF以逆时针方向冲击导轮叶片，导轮由于单向离合器的作用保持不动。导轮的叶片形状使得ATF的流向变为顺时针方向流回泵轮，即与泵轮的旋转方向相同，如图所示。泵轮将发动机的转矩和ATF回流产生的转矩再次传递给涡轮，使涡轮的输出转矩增大。液力变矩器的转矩放大倍数一般为2.2左右。 （2）行星齿轮机构 行星齿轮机构是自动变速器的变速机构，由行星齿轮、离合器、制动器和自由轮等执行机构组成。行星齿轮机构通常由多个行星齿轮排组成。行星齿轮机构行星齿轮离合器制动器自

33、由轮 1）行星齿轮排 行星齿轮排的数目根据变速器的挡位数而设定。一般的三挡自动变速器有两个行星齿轮排，具有超速挡的四挡自动变速器有三个行星齿轮排。每个行星齿轮排的结构和工作原理基本相同。单排行星齿轮的结构主要由太阳轮、行星齿轮、行星齿轮架和齿圈等组成，如图所示。 行星齿轮机构工作时，将太阳轮、行星齿轮架、齿圈三个元件中任意一个作为主动件，与输入轴相连；另个一个作为被动件，与输出轴相连；再将最后一个元件加以约束、制动，使其固定。行星齿轮机构就可以以一定的速比传递力矩。三个元件可以形成8种不同的传动方案，如表所示。表 行星齿轮机构的传动方案 2）离合器 离合器的作用是使行星齿轮机构中各元件能按上述

34、各方式连接，形成不同类型的动力传递。 多片摩擦式离合器的作用是将行星齿轮机构中某一元件与主动部件连接，使该部件成为主动部件，或者将行星齿轮机构中某两个元件连成一体，使行星齿轮机构连成一个整体，实现直接传动。主要由油缸、活塞、钢片、摩擦片、回位弹簧和离合器壳体等组成。 多片摩擦式离合器的壳体为主动件，与它连接的另一元件为从动件。当液压操纵系统使油缸中油压升高时，活塞在油压作用下向右移动，使钢片和摩擦片压紧，离合器结合。当油缸中没有油压时，活塞在回位弹簧的作用下移向左端，钢片和摩擦片处于分离状态； 3）制动器 制动器的作用是制动和约束行星齿轮机构中某一元件，使其成为固定件。常用的制动器有片式和带式

35、两种，片式制动器与多片摩擦式离合器结构类似，但制动器壳体是固定不动的，当制动器钢片和摩擦片接合时，从动件与制动器壳体连成一体，被固定。片式制动器接合平顺性好，应用广泛，但轴向尺寸较大。 带式制动器轴向间隙小，工作平顺性差，油路中配有缓冲阀，如图所示。 由于制动带的另一端固定在变速器壳体上，当活塞在油压作用下向左移动时，推杆推动制动带的一端使制动带直径变小，箍紧在转鼓上，在制动带与转鼓间产生很大的摩擦力，使转鼓固定。 4）自由轮机构 自由轮也称单向离合器，作用是使行星齿轮机构中的某些元件只能做单方向的旋转，不能反转。单向离合器由内、外座圈和置于内、外座圈之间的楔形块组成，如图所示。 （3）液压操

36、纵系统 液压操纵系统是在电控单元的控制下，控制离合器的接合与分离，制动器的制动与释放，以改变动力传递路线，实现自动换挡。另外，还向液力变矩器的润滑油路供油，并根据车辆的运行情况调节作用于液力变矩器的油压。主要由油泵、阀体和电磁阀等组成。 油泵的作用是将液压油送至液力变矩器和润滑行星齿轮机构，并为液压控制系统提供运作压力，其结构如图所示。 （4）油冷却系统 油冷却系统的作用是冷却液力变矩器内的变速器油，防止变速器工作过程中油温过高使变速器油变质。液力变矩器流出的变速器油经冷却器冷却后，流回储油器中。变速器油冷却器安装在发动机前端，位于发动机冷却系统散热器附近。 （5）电控系统 电控系统的作用是根

37、据各传感器输入的信号和发动机运行情况，精确计算换挡点和换挡时刻，发出控制信号控制各电磁阀的动作，使各离合器和制动器接合或分离，实现换挡操作。电控系统还有故障自诊断和故障保险系统。 电控系统主要由各传感器、电控单元、各控制开关和执行机构等组成，如图所示。 3机械式无级变速器（CVT） 机械式无级变速器（CVT）的主要部件是两个滑轮和一条金属带，金属带套在两个滑轮上。滑轮由两块轮盘组成，这两片轮盘中间的凹槽形成一个V形，其中一边的轮盘由液压控制机构控制，根据不同的发动机转速，进行分开与拉近的动作，V形凹槽也随之变宽或变窄，将金属带升高或降低，从而改变金属带与滑轮接触的直径，相当于齿轮变速中切换不同

38、直径的齿轮。两个滑轮呈反向调节，即其中一个带轮凹槽逐渐变宽时，另一个带轮凹槽逐渐变窄，从而迅速加大传动比的变化，如图所示。 4电控机械自动变速器（AMT） 电控机械自动变速器（AMT）是在传统的手动齿轮式变速器的基础上加装电脑控制系统，对离合器和变速操纵机构的控制采用电动机驱动或液压驱动，从而实现选挡、换挡的自动化控制。 5双离合变速器（DSG） 双离合变速器（DSG）由两个离合器、与两个离合器分别连接的两根输入轴、按奇偶数挡位分别布置在两根输入轴上的齿轮组及同步器、自动换挡控制系统和电控系统等组成。变速器各挡位的主动齿轮按奇偶数挡位分别与输入轴上设置的两个离合器1、2连接，离合器1、2交替传

39、递工作动力以实现挡位切换。 双离合变速器工作过程中，在某奇数挡位时，离合器1接合，一组齿轮啮合输出动力。在换入下一挡位前，下一组啮合齿轮已被选挂，而与之相连的离合器2仍处于分离状态。换挡时，处于工作状态的离合器1分离，将使用中的齿轮脱离动力，同时离合器2接合，预选的齿轮开始传递动力，完成换挡过程。整个换挡过程两个离合器轮流工作，确保最少有一组齿轮在输出动力。 分动器的作用是将变速器输出的动力分配到各驱动桥，并且进一步增大扭矩。大多数分动器都有两个挡位，还起到副变速器的作用。3.1.5 分动器 多轴驱动的越野汽车传动系中均装有分动器。越野汽车在良好道路行驶时，为减小功率消耗及传动件和轮胎的磨损，

40、一般要切断通向前桥的动力。在越野行驶需低速挡动力时，则为了防止后桥和中桥超载，应接通通向前桥的动力，使低速挡动力由所有驱动桥分担。为此对分动器操纵机构有如下要求：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 1分动器的结构 分动器是一个齿轮传动系统，它单独固定在车架上，其输入轴与变速器的输出轴用万向传动装置连接，分动器的输出轴有若干根，分别经万向传动装置与各驱动桥相连。大多数分动器由于要起到降速增矩的作用而比变速箱的负荷大，所以分动器中的常啮齿轮均为斜齿轮，轴承也采用圆锥滚子轴承支承。如图所示为齿轮传动式分动器。 2分动器的操纵机构 分动器的操纵机构主要由操纵杆、杠杆机构、拔叉轴、拔

41、叉、自锁及互锁装置等组成，如图所示。自锁装置的结构和工作原理与变速器相同。结构中采用螺钉式互锁装置。两个支承臂固定在变速器壳体上，轴与前桥操纵杆固定在一起可在支承臂上转动。换挡操纵杆松套在轴上。前桥操纵杆下端有互锁螺钉，其头部顶靠着换挡操纵杆的下端。只有前桥操纵杆向前移动接上前桥后，换挡操纵杆才能换低速挡；只有换挡操纵杆退出低速挡，才能摘下前桥驱动。避免中、后桥超载。 万向传动装置的作用是实现变角度的动力传递，一般由万向节和传动轴组成，有时还要加装中间支承。 3.1.6 万向传动装置万向传动装置万向节传动轴中间支承 1万向节 万向节是万向传动装置中实现变角度传动的主要部件，可分为刚性万向节和挠

42、性万向节。刚性万向节又可分为不等速万向节（十字轴式）、准等速万向节（双联式、三销轴式等）和等速万向节（球笼式、球叉式等）。万向节刚性万向节不等速万向节准等速万向节等速万向节挠性万向节 （1）十字轴式刚性万向节 十字轴式刚性万向节在汽车传动系中应用最为广泛，它允许相邻两轴的最大交角为1520。一般由一个十字轴、两个万向节叉和四个滚针轴承等组成，如图所示。 当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。为了润滑轴承，十字轴中心做成中空，并在轴径方向开有润滑油道。安全阀的作用是防止油压过高而损坏密封。 单个万向节在输入轴和输出轴之间存在夹角的情况下，两轴的角速度不相等。两轴的夹

43、角越大，万向节的不等速性越严重。汽车上通常采用双十字轴万向节来实现等速传动，有平行排列和等腰式排列两种布置形式，如图所示。 但必须满足如下两个条件：第1万向两轴间的夹角1与第2万向节两轴间的夹角2相等。传动轴两端的两个万向节叉（第1万向节的从动叉和第2万向节的主动叉）在一个平面内。 （2）准等速万向节 准等速万向节是根据双万向节等速传动的原理而设计的，常见的有双联式和三销轴式。 双联式万向节是将双十字轴万向节的传动轴长度缩短至最小，如图所示。双联叉相当于处于同一平面的两个万向节叉和传动轴。 三销轴式万向节是由双联式万向节演变出来的，主要由主动偏心轴叉、从动偏心轴叉和两个三销轴组成，如图所示。主

44、、从动偏心轴叉分别与转向驱动桥的内、外半轴制成一体。 （3）等速万向节 等速万向节的基本原理是从结构上保证万向节在工作中，其传力点始终位于两轴交角的平分面上。目前在汽车上应用较广泛的等速万向节有球笼式、球叉式和组合式三种。等速万向节球笼式球叉式组合式 1）球笼式等速万向节 球笼式等速万向节主要由六个钢球、星形套、球形壳和保持架（球笼）组成，如图所示。星形套以其内花键与主动轴连接，传力钢球分别位于六条由星形套和球形壳形成的凹槽内，由保持架保持在同一平面内。动力由主动轴输入，经钢球和球形壳输出。 球笼式等速万向节的外滚道中心A与内滚道中心B位于万向节中心O的两侧，并且到O点的距离相等。传力钢球中心

45、C始终位于角的角平分面上，确保钢球中心到主动轴与从动轴的距离相等，从而使主动轴和从动轴以相等的角速度旋转。 2）球叉式等速万向节 球叉式等速万向节主要由主动叉、从动叉、四个传力钢球和一个中心钢球等组成，如图所示。在主、从动叉上各有四个弧形凹槽，两个叉对合后形成四个钢球的滚道。四个传力钢球分别放置在滚道之中。中心钢球放置在两叉中心的凹槽中以定中心。 3）组合式等速万向节 组合式等速万向节球叉的3个直槽与3个传力钢球相配合，3个球销制成一体，分别定位在球笼上，如图所示。万向节工作时，动力由半轴输入，经球叉、传力球、球销和球笼输出。 （4）挠性万向节 挠性万向节的特点是其传力元件采用夹布橡胶盘、橡胶

46、块或橡胶环等弹性元件，从而保证在相交的两轴间不会发生机械干涉，如图所示。由于弹性元件变形量有限，故挠性万向节一般用于夹角较小（35）的两轴间和有微量轴向位移的传动场合。 2传动轴传动轴是万向传动装置中的主要传力部件，通常用来连接变速器和驱动桥；在转向驱动桥和断开式驱动桥中，用来连接差速器和驱动轮；在汽车转向操纵机构中，用来连接转向轴和转向器。 传动轴一般采用高强度空心管制成，如图所示。在转向驱动桥、断开式驱动桥装置中，需要传递较大的扭矩，一般采用实心传动轴。 传动轴在高速旋转时，由于离心力作用将产生剧烈振动。因此，当传动轴与万向节装配后，必须满足动平衡要求。传动轴过长时，自振频率较低，易产生共

47、振现象，通常将传动轴分成两段并添加中间支承装置。前段称为中间传动轴，后段称为主传动轴。 3中间支承 中间支承由橡胶弹性元件和轴承等组成，安装在车架横梁或车身底架上。如图所示。中间支承应能补偿传动轴的安装误差，以及适应行驶中由于发动机的弹性悬置引起的发动机窜动和车架变形引起的位移。橡胶弹性元件还有吸收传动轴振动、降低噪声和承受径向力的功能。 驱动桥的作用是将万向传动装置传来的发动机动力经降速增扭、改变传动方向后分配给左、右两个驱动轮，并允许左、右两个驱动轮以不同转速旋转。 1驱动桥的分类与组成 驱动桥可分为非断开式驱动桥和断开式驱动桥两种。3.1.7 驱动桥驱动桥非断开式驱动桥断开式驱动桥 （1

48、）非断开式驱动桥 非断开式驱动桥主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成，如图所示。非断开式驱动桥的桥壳是刚性整体结构，两根半轴和驱动轮在横向平面内无相对运动。 主减速器的作用是：降速增扭，并改变传动方向；差速器的作用是保证左、右两个驱动轮能以不同的转速旋转；半轴的作用是把转矩从差速器传递到驱动轮；驱动桥壳的作用是支承汽车的部分质量，承受驱动轮上的各种力和力矩，并起到保护主减速器、差速器和半轴的作用。 （2）断开式驱动桥 断开式驱动桥的左、右半轴内端通过万向节与主减速器相连，外端通过万向节与驱动轮相连，主减速器固定在车架或车身上，驱动桥壳制成分段式并以铰链方式连接，如图所示。断开式驱动桥可

49、以提高汽车行驶的平顺性和通过性，可以采用独立悬架，但结构复杂、制造成本高。 2主减速器 主减速器由一对或几对减速齿轮副构成，采用圆锥齿轮传动改变转矩方向。主减速器按参加减速传动的齿轮副数目不同单级式双级式按传动比挡数不同单速式双速式根据布置形式的不同贯通式轮边式 （1）单级主减速器 单级式主减速器只有一对锥齿轮传动，主、从动锥齿轮一般都采用双曲面齿轮。单级式主减速器结构简单、重量轻、体积小和传动效率高。普通轿车和轻型载货汽车多采用单级主减速器。 （2）双级主减速器 根据发动机特性和汽车使用条件，要求主减速器具有较大的传动比时，由一对锥齿轮构成的单级主减速器会因齿轮过大，不能保证足够的最小离地间

50、隙时，就需要用两对齿轮降速的双级主减速器。 一般情况下，双级主减速器的第1级采用螺旋锥齿轮或准双曲面齿轮传动。第2级采用圆柱齿轮传动。 （3）单速和双速主减速器 传动比固定主减速器为单速主减速器，装有两个挡位传动比的主减速器为双速主减速器。普通轿车和轻型载货汽车都采用单速主减速器。多用途载货汽车和半挂汽车为了提高动力性和经济性，采用双速主减速器。 （4）贯通式主减速器 有些多轴越野汽车为了简化结构，通往中桥与后桥的动力共用一个万向传动装置传递，通至中桥的一部分动力再传递给后桥。装在中桥中的主减速器称为贯通式主减速器，如图所示中的两个中桥中的主减速器均为贯通式主减速器。 （5）轮边减速器 在重型

51、载货汽车、越野汽车或大型客车上，当要求有较大的主传动比和较大的离地间隙时，往往将双级主减速器中的第2级减速机构设置在两侧的驱动轮旁边，两侧的驱动轮旁边的主减速器称为轮边减速器。 3差速器 差速器的作用是在汽车转弯或在不平路面上行驶时，允许左、右两个车轮以不同的转速旋转。 差速器分为对称式锥齿轮差速器和防滑差速器。对称式锥齿轮差速器结构简单、工作平稳，应用比较广泛。 （1）对称式锥齿轮差速器 对称式锥齿轮差速器主要由4个行星齿轮、行星齿轮轴（十字轴）、两个半轴齿轮和差速器壳体等组成，如图所示。 对于普通轿车传递的转矩较小，通常采用两个行星齿轮，相应的十字轴为一字轴，差速器壳做成两边开孔的整体式，如图所示。 （2）差速器的工作原理 差速器的动力传递路线：来自传动轴的动力通过主动锥齿轮、从动锥齿轮、差速器壳体、行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮和半轴传递给驱动轮。 左、右两半轴齿轮的转速之和等于差速器壳体转速的2倍，与行星齿轮的转速无关。在汽车转弯或在其他行驶情况下，都可以借助行星齿轮以相应转速的自转，使两侧驱动轮以不同的转速滚动。 1）当车辆在水平路面直线行驶时 由于两侧驱动轮受到的阻力相同，行星齿轮和差速