第12章 汽车传动系统

《汽车构造与原理》

（下册底盘、车身）主编蔡兴旺付晓光

第2篇汽车底盘发动机车身传动系转向系行驶系制动系汽车底盘组成主要内容1.离合器的功用、基本结构与工作原理2.手动变速器的基本结构及工作原理3.自动变速器的基本结构及工作原理4.万向传动机构的基本结构与工作原理5.驱动桥的基本结构与工作原理底盘传动系组成

12.1离合器12.1.1离合器的基本结构及工作原理1.离合器的功用用于暂时分离和平顺结合发动机的动力传递。

2.离合器的基本结构原理

a）离合器结合b）离合器分离12.1.2摩擦式离合器构造主动部分从动部分压紧装置操纵机构离合器拆装视频不带扭转减振器的从动盘

带扭转减振器的从动盘

1、2-摩擦片3-摩擦垫圈4-碟形垫圈5-减振器盘6-摩擦板7-盘毂8、12、14-铆钉9-减振器弹簧10-波形片11-止动销13-从动盘本体离合器动力传递路线螺旋弹簧压紧装置

膜片弹簧离合器

1-离合器盖2、4-钢丝支承环3-膜片弹簧5-压盘6-传动片7-铆钉8-支承铆钉离合器视频12.1.3离合器操纵机构

1.机械式操纵机构

1-踏板2-助力弹簧3-拉臂4-拉杆5-调整螺母6-分离叉臂离合器分离轴承

离合器绳索式操纵机构

1-从动盘2-离合器盖总成3-调整螺母4-操纵绳索5-轴承衬套及防尘罩6-卡环7-复位弹簧8-分离叉传动臂9-黄铜衬套10-分离叉11-分离套筒12-分离轴承13-调节螺钉14-回位弹簧15-离合器踏板A-踏板高度2.液压式操纵机构

1-变速箱壳体2-分离叉3-工作缸4-储液罐5-低压油管6-回位弹簧7-推杆接头8-离合器踏板9-主缸10-高压油管11-真空助力器12-分离轴承A-踏板自由行程B踏板有效行程离合器主缸

1-壳体2-管接头3-皮碗4-阀芯5-固定螺栓6-卡簧7-档圈8-护套9-推杆A-补偿孔B-进油孔C出油口离合器工作缸

AB1-壳体2-油缸3-活塞4-皮碗5-档圈6-护套7-推杆A-放气孔B-进油孔12.2手动变速器

12.2.1变速器概述

1.变速器的功用(1)改变传动比(2)实现倒车(3)中断动力

2.变速器的类型

分类方法分类按操纵方式分手动变速器自动变速器半自动变速器组合式预选式按传动比变化方式分有级变速器平行轴齿轮式行星齿轮式无级变速器机械传动液压传动液力传动电力传动综合式变速器（液力自动变速器）3.变速器的基本工作原理

减速传动增速传动12.2.2手动变速器构造原理1.基本结构

1-第一轴2-第一轴4档齿轮3-三、四档接合套同步器组件4-第一轴三档齿轮5-第一轴二档齿轮6-倒档齿轮组7-第一轴一档齿轮8-第一轴五档齿轮9-五档接合套同步器组件10-第二轴五档齿轮11-第二轴一档齿轮12-一、二档接合套同步器组件13-第二轴二档齿轮14-第二轴三档齿轮15-第二轴(带主动锥齿轮)16-第二轴空档倒档2.同步器(1)同步器的作用使换档过程平顺。（2）同步器的基本结构及工作原理常压式惯性式自行增力式锁环式惯性同步器

1-第一轴2-第一轴齿轮3-花键毂4、10-接合齿圈5、9-锁环（同步环）6-滑块7-接合套8-弹簧圈11-三档齿轮12-第二轴a-滑块凸起b-滑块槽c-缺口锁环式惯性同步器工作过程示意图

锁销式惯性同步器

1-第一轴齿轮2-摩擦锥盘3-摩擦锥环4-定位销5-接合套6-第二轴四档齿轮7-第二轴8-锁销9-花键毂10-钢球11-弹簧

惯性增力式同步器

1、9-接合齿圈2-同步环3-制动带4-卡环5-接合套6-花键毂7-支承块8-推力块惯性增力式同步器工作过程

a)空档位置b)摩擦力的产生c)增力作用d)挂入高速档1-接合齿圈2-接合套3-锁环4-推力块5-制动带6-支承块δ-活动间隙A-锥面B-压力作用下产生摩擦力矩c-由摩擦力矩产生的对推力块的推力D-传给支承块的压力E-推力块产生向外的推力F-制动带向外弯曲并对锁环施加压力G-支承块一端翘起并对锁环施加压力H-同步环的张力5.手动变速器操纵机构

(1)变速器操纵机构的结构及工作原理

①直接操纵式1-变速杆2-倒档拨叉3-倒档拨叉导向杆4-一、二档拨叉5-三、四档拨叉6-拨叉轴②远距离操纵式1-换档机构支座2-防护罩3-换档操纵杆4-换档连接杆5-变速器总成6-换档铰链拉索式操纵机构

1-换档操纵手柄2、3-换档拉索4-换档臂轴5-选档复位弹簧6-倒档锁装置7-换档拨块8-三、四档拨叉轴9-五、倒档拨叉轴10-一、二档拨叉轴

变速杆安装在转向柱管上

1、2-换档连杆3、4-选档摆杆5-控制轴6-变速操纵杆7、8-选档横轴9、10-选档连杆11、12-外换档杆

(2)变速器安全装置

①自锁和互锁装置

1-自锁钢球2-自锁弹簧3-变速器盖(前端)4-互锁钢球5-互锁销6-拨叉轴钳口式互锁装置

1-变速操纵杆2-换档拨块3-钳形板4-销轴5-拨叉

②倒档锁装置

1-倒档锁销2-倒档锁弹簧3-倒档拨块4-变速杆②倒档锁装置-2

1-一、二档拨叉轴2-变速连动杆3-变速杆4-球头座5-倒档锁6-五、倒档拨叉轴7-三、四档拨叉轴8-变速器壳体9-换档臂10、11-倒档锁止销手动变速器拆装视频12.3自动变速器

12.3.1概述

1.自动变速器特点自动变速器（AutomaticTransmission简称AT）是指汽车行驶时，变速器的操纵和换档操纵全部或部分实行自动化的变速器。自动变速器具有操作简单省力、行车安全性好、生产率高、舒适性好、机件的使用寿命长、动力性、排放性能好等优点。2.自动变速器类型分类方法类型按变矩的方式分液力传动式机械传动式电力传动按换档的控制原理分液压控制、液力传动电子控制、液力传动电子控制、机械式3.自动变速器总体组成与基本工作原理

12.3.2液力变矩器1.液力变矩器的作用液力变矩器安装在发动机的后端，将发动机的动力传给自动变速器的输入轴，并具有一定的自动变速和变扭功能。2．液力变矩器结构

3．液力变矩器工作原理

12.3.3齿轮变速机构1.行星齿轮变速机构的组成和变速原理1-太阳轮2-齿圈3-行星架4-行星轮行星齿轮机构6种运动情况

序号太阳轮齿圈行星架传动比运动特点适用档位1固定输入输出i=（1+α）/αi>1减速运动输入与输出同向低速档2固定输出输入i=α/（1+α）1＞i>0超速运动输入与输出同向超速档（O/D档）3输入固定输出i=（1+α）i>1减速运动输入与输出同向低速档4输入输出固定i=-α|i|>1；i<0减速运动输入与输出反向倒档（R档）5输出固定输入i=1/（1+α）1＞i>0超速运动输入与输出同向超速档（O/D档）6输出输入固定i=-1/α|i|<1；i<0超速运动输入与输出反向倒档（R档）7任二个连成一体1直接传动直接档8既无任一元件固定又无任二元件连成一体自由转动不传递动力空倒行星齿轮原理视频单排行星齿轮机构示意图

辛普森式3档行星齿轮变速器

1-输入轴2-倒档及高档离合器鼓3-前进离合器鼓和倒档及高档离合器毂4-前进离合器毂和前齿圈5-前行星架6-前后太阳轮组件7-后行星架和低档及倒档制动器鼓8-输出轴c1-倒档及高档离合器c2-前进离合器B1-2档制动器B2-低档及倒档制动器F1-低档单向超越离合器2.换档执行机构自动变速器换档执行机构由离合器、制动器、单向离合器组成，由电液系统实现自动控制。(1)离合器

1）离合器的作用①连接作用将行星齿轮机构中某一组件与输入部分相连。②连锁作用将行星齿轮机构中任意二组件连锁为一体，使三个组件具有相同转速，这时行星齿轮机构作为一个刚性整体，实现直接传动。

2)离合器的组成

1-离合器鼓2、3-密封圈4-离合器活塞5-回位弹簧6-弹簧座7、11-卡环8-压板9-摩擦片10-档圈12-推力轴承13-离合器鼓14-行星齿轮变速器输入轴15-油道16-止回阀17-前行星排行星架18-行星齿轮变速器输出轴

(2)制动器

1-变速器壳体2-制动带3-制动鼓4-回位弹簧5-活塞6-液压缸施压腔7-液压缸端盖8-液压缸释放腔9-顶杆10-调整螺钉(3)单向离合器a)自由状态b)锁止状态1-外圈2-内圈3-弹簧4－滚柱楔块式单向离合器

a）自由状态b）锁止状态c）楔块尺寸1－内圈2－外圈3－楔块3.典型自动变速器变速机构（1）丰田A43D自动变速器1-超速输入轴；2-超速太阳轮；3-超速行星齿圈；4-输入轴；5-中间轴；6-太阳轮；7-前行星齿圈；8-后行星齿圈；9-输出轴；10-后行星架；11-前行星架；12-超速行星架丰田A43D自动变速器各挡工作情况

3.典型自动变速器变速机构（1）丰田A43D自动变速器1-超速输入轴；2-超速太阳轮；3-超速行星齿圈；4-输入轴；5-中间轴；6-太阳轮；7-前行星齿圈；8-后行星齿圈；9-输出轴；10-后行星架；11-前行星架；12-超速行星架12.3.4液压控制系统1.液压控制系统总体组成与控制原理自动换档控制原理示意图

2.液压控制系统主要组成的结构及工作原理（1）油泵

1-前壳体2-从动齿轮3-主动齿轮4-泵盖5-月牙形隔板(2)节气门阀

1-真空节流阀2-推杆3-膜片4-复位弹簧5-真空管6-发动机进气总管

A-真空室B-大气室（3）调速阀

1-初级调速阀2-调速阀壳体3-输出轴4-次级调速阀5-油流分配器A-主油路压力B-调速压力调速阀的工作原理

a)车速较低时b)车速较高时（4）调压装置

1-主阀芯2-主油路3-来自压力校正阀的反馈油路

4-来自手动阀的倒档反馈油路5-来自节气门阀6-调压柱塞7-套筒8-弹簧座9-调压弹簧10-泄油孔11-去液力变矩器（5）手控制阀

P-停车位；R-倒档位；N-空档位；D（D4）-前进档位；2、1（S、L或3、2、1或D3、2、1）-闭锁档位丰田A43D自动变速器自动换挡范围和手动阀油路

位置自动换挡范围与主油路e相通的油道P停车R倒车F、g、hN空挡D1～４挡自动换挡c、d2不能由２挡升３挡a、b、c、dL只能在１挡行驶a、b、c、d、g、h（6）换档阀

a）换档电磁阀关闭b）换档电磁阀开启1-换档电磁阀2-换档阀3-主油路压力油4-至换档执行机构电子控制自动变速器换档控制原理图a)1档b）2档c）3档d）4档1-主油道2-3档油路3-2档油路4-超速制动器油路5-直接离合器油路6-3-4换档阀7-1-2换档阀8-2-3换档阀9-节流阀A、B-换档电磁阀（7）锁止离合器控制阀

a）分离b）接合1-液力变矩器2-锁止离合器3-锁止电磁阀4-主油路5-锁止离合器控制阀6-来自变矩器阀油路7-泄油孔脉冲线性式锁止离合器控制阀工作原理

1-液力变矩器壳2-锁止离合器3-控制压力4-脉冲线性式锁止电磁阀5-主油路6-锁止离合器控制阀7-来自变矩器阀12.3.5电子控制系统1-输入轴转速传感器2-电磁阀3-仪表板4-超速档开关5-节气门位置传感器6-自检插座7-发动机转速传感器8-巡航电子控制单元9-档位开关10-液压油温度传感器11-车速传感器1.传感器（1）节气门位置传感器1-怠速开关滑动触点2-线性电位计滑动触点A-基准电压B-节气门开度信号C-怠速信号D-接地（2）车速传感器

1-电子控制单元2-车速传感器3-永久磁铁4-感应线圈及铁芯5-感应转子（3）油温传感

1-阀板2-液压油温度传感器（1）开关式电磁阀

2.电磁阀a）结构b）不通电状态c）通电状态1-电子控制单元2-泄油孔3-电磁线圈4-衔铁和阀芯5-控制油道6-主油道7-球阀（2）线性磁脉冲式电磁阀

3.电子控制系统1-空挡起动开关2-1号电磁阀3-2号电磁阀4-3号电磁阀5-2号速度传感器6-停车灯开关7-主继电器8-点火开关9-蓄电池10-O／DOFF指示灯11-O／D主开关12-模式选择开关13-加力模式指示灯14-1号速度传感器15-巡航控制ECU16-节气门开度传感器17-水温传感器18-检查接头自动变速器拆装视频12.3.6机械式无级自动变速器1.CVT基本结构1-输入轴2-半轴3-电磁离合器4-电刷架5-换档软轴6-从动带轮7-金属带传动8-油泵9-换档机构l0-液压控制阀11-主动带轮2.CVT基本工作原理1-主动带轮2-金属传动带3-从动带轮3.CVT控制原理

1-主动带轮2-电磁离合器3-输入轴4-从动带轮液压控制缸5-金属传动带6-从动带轮7-油泵8-主动带轮液压控制缸12.4万向传动装置

12.4.1万向传动装置在汽车上的应用1.连接变速器与驱动桥1-变速器2-万向传动装置3-车架4-后悬架5-驱动桥1-万向节2-中间传动轴3-中间支承4-传动轴2.连接离合器与驱动桥或变速器与分动器3.连接转向驱动桥或断开式驱动桥4.连接转向操纵机构12.4.2万向节万向节的功用是能够在相互位置及轴间夹角不断变化的两转轴之间传递动力。万向节可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又分为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节。1.不等速万向节1-轴承盖2、6-万向节叉3-注油嘴4-十字轴5-安全阀7-油封8-滚针9-套筒十字轴式刚性万向节传动的不等速性

a)b)1－主动叉轴2－从动叉轴3－十字轴双十字轴式万向节等速传动布置图

1-第一万向节主动叉2-第一万向节从动叉3-第二万向节主动叉4-第二万向节从动2.准等速万向节(1)双联式万向节1、2-轴3-双联叉(2)三销轴式万向节

1-主动偏心轴叉2、4-三销轴3-从动偏心轴叉5-卡环6-轴承座7-衬套8-毛毡圈3.等速万向节(1)球叉式万向节

1－从动叉2－锁止销3－定位销4－传动钢球5－主动叉6－定心钢球球叉式万向节传动原理

(2)球笼式万向节

1－主动轴2、5－钢带箍3－外罩4－保持架（球笼）6－钢球7－星形套（内滚道）8－球形壳（外滚道）9－卡环球笼式万向节传动原理

O－万向节中心A－外滚道中心B－内滚道中心C－钢球中心α－两轴交角(钝角)伸缩型球笼式万向节（VL节）1－主动轴2－星形套（内滚道）3－保持架（球笼）4－筒形壳（外滚道）5－钢球VL节与RF节在转向驱动桥中的布置

1－球笼式万向节（RF节）2、4－防尘罩3－传动轴（半轴）5－伸缩型球笼式万向节（VL节）（3）自由三枢轴式万向节

1－锁定三角架2－橡胶紧固件3－防尘罩4－防尘罩卡箍5－漏斗形轴6－止推块7－垫圈8－三枢轴组件9－外座圈10－传动轴11－枢轴12－滚子轴承4.挠性万向节1－连接螺栓2－橡胶件3－定心钢球4－润滑脂加注孔5－主动轴6－传动凸缘12.4.3传动轴和中间支承1.传动轴1－盖2－盖板3－轴承盖4－万向节叉5－注油嘴6－伸缩套7－滑动花键8－油封9－油封盖10－传动轴管2.中间支承蜂窝软垫式汽车传动轴中间支承1—车架横梁；2—轴承座；3—轴承；4—注油嘴；5—橡胶垫；6—U形支架；7—油封8-支撑架摆动式中间支承

1-支架2、5-橡胶衬套3-支承轴4-摆臂6-注油嘴7-轴承8-中间传动轴9-油封10-支承座11-卡环12-车架横梁12.5驱动桥

12.5.1驱动桥的结构形式a)1－驱动桥壳2－主减速器3－差速器4－半轴5－轮毂6－主减速器从动齿轮7－主减速器主动齿轮1.非断开式驱动桥2.断开式驱动桥1-桥壳2-半轴3-支架4-主减速器5-差速器6-万向节7-驱动轮无半轴套管的断开式驱动桥

1-减振器2-弹性元件3-半轴4-主减速器5-摆臂轴6-摆臂7-驱动轮12.5.2主减速器1.主减速器的功用与类型(1)主减速器功用其功用是将万向传动装置传来的转矩增大，降低转速。对发动机纵置的汽车，还可以改变转矩的传递方向。(2)主减速器的类型

分类方法类别特点应用按参加传动的齿轮副分单级主减速器只有一级减速一般汽车双级主减速器*有多级减速重型汽车、越野车、大型客车按主减速器传动比的挡数分单速主减速器传动比是一定值双速主减速器有两个传动比可供选择具有副变速器的作用按齿轮副结构形式分圆柱齿轮式圆柱齿轮发动机横置前轮驱动的汽车圆锥齿轮式曲线锥齿轮式圆锥齿轮发动机纵置的汽车准双曲面锥齿轮式曲面锥齿轮，轮齿强度高发动机纵置的汽车主、从动锥齿轮的轴线位置

曲线齿轮传动，轴线相交准双曲面齿轮传动，轴线偏移2.主减速器基本结构与安装调整（1）基本结构上海桑塔纳轿车单级主减速器1-变速器前壳体2-差速器3、7、11-调整垫片4-主动锥齿轮5-变速器后壳体6-双列圆锥滚子轴承8-圆柱滚子轴承9-从动锥齿轮10-差速器盖12－半轴13-圆锥滚子轴承14-半轴固定螺栓15-密封垫16-加油螺塞17-放油螺塞18-轴承盖19-螺栓(2)主减速器齿轮的安装与调整主减速器视频12.5.3差速器1.差速器的作用2.普通齿轮式差速器1、5-差速器壳2-半轴齿轮推力垫片3-半轴齿轮4-行星齿轮6-螺栓7-行星齿轮球面垫片8-行星齿轮轴（十字轴）差速器工作原理

a)差速器机构简图b)不起差速作用c)起差速作用1、2-半轴齿轮3-差速器壳4-行星齿轮5-行星齿轮轴6-从动锥齿轮3.防滑差速器（1）强制锁止式差速器

1-传动凸缘2-油封3-轴承4-调整隔圈5-主减速器主动锥齿轮6-轴承7-调整垫片8-主减速器壳9-档油盘10-桥壳11-半轴12-带档油盘的调整垫片13-轴承盖14-定位销15-集油槽16-轴承17-差速器壳18-推力垫片19-半轴齿轮20-主减速器从动锥齿21-锁板22-衬套23-螺栓24-差速器壳25-调整螺母26-固定接合套27-弹性垫圈28-滑动接合套29-半轴30-气管接头31-带密封圈的活塞32-差速锁指示灯开关33-调整螺钉及其锁紧螺母34-缸盖35-缸体36-拨叉轴37-拨叉38-弹簧39-导向轴40-行星齿轮41-密封圈42-螺栓43-十字轴44-推力垫圈45-轴承座46-螺母（2）自锁式差速器

1-差速器壳2-主、从动摩擦片组3-推力压盘4-十字轴5-行星齿轮3.托森差速器1-差速器前齿轮轴2-空心轴3-差速器外壳4-差速器后齿轮轴5-后轴蜗杆6-直齿圆柱齿轮7-蜗轮轴8-蜗轮9-前轴蜗杆12.5.4半轴与桥壳1.半轴1-花键2-轴3-垫片4-凸缘5-半轴起拔螺栓6-半轴紧固螺栓全浮式半轴支承和半浮式半轴a)全浮式支承b)半浮式支承1-轮毂2-轴承3-主减速器从动锥齿轮4-桥壳5-半轴6-半轴凸缘2.桥壳1－驱动桥壳2－主减速器3－差速器4－半轴12.5.5四轮驱动系统1.可转换四轮驱动系统（1）分动器

1-凸缘盘2-主动齿轮3-输出轴4-中间轴小齿轮5-后桥输出轴6-前桥接合套7-花键齿轮8-前桥输出轴9-常啮合高档齿轮10-变速滑动齿轮11-中间轴大齿(2)锁定毂

b)1-内离合器环2-压力弹簧3-半轴套环LOCK-锁定FREE-自由2.全时四轮驱动系统1-发动机2-手动变速器3-轴间差速器4-后桥总成5-传动轴6-变速器第二轴7-前桥总成粘液联轴差速器

1-外盘2-输出轴3-联接器壳4-输入轴5-毂6-内盘（2）电子控制自动全轮驱动系统

12.6传动系统维护及常见故障12.6.1离合器维护及常见故障1.离合器维护按使用说明书要求，定期对离合器进行润滑、紧固、调整。2.离合器的常见故障故障现象故障原因离合器打滑1.离合器踏板自由行程太小或没有2.压盘弹簧过软或折断3.摩擦片磨损变薄、硬化、铆钉外露或沾有油污4.飞轮或压盘翘曲离合器分离不彻底1.离合器踏板自由行程太大2.分离杠杆弹力不均或个别分离杠杆折断3.离合器从动盘翘曲，铆钉松脱或新换的摩擦片过厚4.从动盘花键孔与变速器第一轴花键轴卡滞5.离合器液压操纵机构漏油、有空气或油量不足2.离合器的常见故障故障现象故障原因离合器异响1.分离轴承磨损严重或缺油，轴承复位弹簧过软、折断或脱落2.分离杠杆与支撑销孔磨损松旷3.摩擦片铆钉外露4.从动盘花键孔与第一轴配合松旷5.从动盘减振弹簧折断6.踏板复位弹簧过软、脱落或折断起步时发抖1.分离杠杆内端高低不一2.飞轮、压盘、从动盘翘曲、或从动盘铆钉松动3.压紧弹簧力不均4.变速器与飞轮固定螺钉松动5.发动机支撑松动12.6.2手动变速器维护及常见故障1.变速器维护（1）每天出车前检查变速器系统不得漏油,油面高度应正常。（2）按使用说明书要求，定期检查变速器油颜色、味，不得有结块、混浊、臭味或其他杂质，否则应予以更换。（3）变速器各档挂档应顺畅、平滑、无异响。2.手动变速器的常见故障故障现象故障原因换档困难1.换档杆件调整不当2.换档拨叉弯曲3.同步器故障或维修后弹簧安装不正确自动跳档1.换档杆件调整不当2.齿轮端隙过大3.轴承磨损过大4.同步器磨损或损伤5.自锁弹簧弹力不足6.拨叉轴定位球槽附近磨损、损伤故障现象故障原因空档时发响1.轴承磨损或润滑不良2.输入轴轴承损坏3.齿轮磨损及牙齿折断4.齿轮磨损或弯曲5.导向轴承松动啮合时发响1.润滑油不足或型号不对2.输入轴后轴承磨损3.输出轴上的齿轮磨损4.同步器磨损或损伤漏油1.润滑油油面太高2.密封件破损3.壳体上的紧固螺钉松动4.变速器通气管堵塞12.6.3自动变速器维护及常见故障1.自动变速器维护（1）变速器漏油,油面高度及油质检查参照手动变速器进行。（2）变速器换挡杆从P位置依次一个一个地拨到其他各位置，拨动应该平顺，仪表指示灯正确指示各挡位置。（3）检查发动机应只能在空挡(N挡)和停车挡(P挡)能够起动，其它挡位不能起动。（4）检查发动机怠速应正常，一般轿车的怠速正常范围为650r／min—750r／min。2.自动变速器的常见故障常见故障故