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文档简介
第三讲传动系统概说传动系统是汽车底盘的主要组成部分之一1一、汽车传动系统的组成和功用1.传动系统的组成
机械式传动系统主要由离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥组成。其中万向传动装置由万向节和传动轴组成,驱动桥由主减速器和差速器组成。21.传动系统的组成液力机械式传动系统主要由液力变矩器、自动变速器、万向传动装置和驱动桥组成。32.传动系统的功用汽车传动系的首要任务是与发动机协同工作,以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶,并具有良好的动力性和燃油经济性。为此任何形式的传动系应具有如下功能:(1)减速增矩发动机输出的动力具有转速高、转矩小的特点,无法满足汽车行驶的基本需要,通过传动系统的主减速器,可以达到减速增矩的目的,即传给驱动轮的动力比发动机输出的动力转速低,转矩大。
42.传动系统的功用(2)变速变矩发动机的最佳工作转速范围很小,但汽车行驶的速度和需要克服的阻力却在很大范围内变化,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,满足汽车行驶速度变化大和克服各种行驶阻力的需要。(3)实现倒车发动机不能反转,但汽车除了前进外,还要倒车,在变速器中设置倒档,汽车就可以实现倒车。(4)必要时中断传动系统的动力传递起动发动机、换档过程中、行驶途中短时间停车(如等候交通信号灯)、汽车低速滑行等情况下,都需要中断传动系统的动力传递,利用变速器的空档可以中断动力传递。
(5)差速驱动
在汽车转向等情况下,需要两驱动轮能以不同转速转动,通过驱动桥中的差速器可以实现差速功能。
5二、汽车传动系统的布置方案机械式汽车传动系一般由离合器、变速器、万向节、传动轴、驱动桥(主减速器和差速器及半轴)组成。布置方案有:1.发动机前置后轮驱动(FR)2.发动机前置前轮驱动(FF)3.发动机后置后轮驱动(RR)4.发动机中置后轮驱动(MR)5.全轮驱动(4WD)65.全轮驱动(AWD)7三、汽车传动系统的类型汽车传动系统有机械式、液力式和电力式等。81.液力式传动系统(1)液力机械式传动系统特点是组合运用液力传动和机械传动。液力传动是指利用液力变矩器传动,机械传动是指利用自动变速器、万向传动装置和驱动桥传动。91.液力式传动系统
(2)静液式传动系统特点是通过液体传动介质静压力能的变化传递动力,利用发动机带动油泵产生静压力,通过控制装置控制液压马达转速,用一个液压马达带动驱动桥或用两个液压马达直接驱动两个驱动轮。静液式传动系统的主要缺点是:机械效率低、造价高、使用寿命短,可靠性差等,故还没有得到广泛应用。
102.电力式传动系统
电传动是由发动机驱动发电机发电,再由电动机驱动驱动桥或由电动机直接驱动带有减速器的驱动轮。112.电力式传动系统混合电动汽车同时使用存储电能的蓄电池和内燃发动机,蓄电池提供电能以驱动一个电动牵引电机,而发动机则在必要时转动,为蓄电池充电或为加速提供额外的动力。再生式制动系统可在施加制动时以电能的形式重新获得能量。在传统的制动系统中,这部分电能通常以刹车垫产生热的形式消耗,而在再生式制动系统中却被导向蓄电池,供日后使用。12第四讲汽车离合器离合器是汽车传动系中直接与发动机相联系的部件。顾名思义,离合器是一个完成分离与结合的机械装置。实际上,离合器的型式有多种,应用也十分广泛。13第一节离合器的功用及摩擦离合器的工作原理
一、离合器的功用1.保证汽车平稳起步;2.保证传动系换档平顺;3.防止传动系统过载。
离合器是一种在机器运转过程中,可使两轴随时接合或分离的装置。它的主要功能是用来操纵机器传动系统的断续,以便进行变速及换向。
离合器有以下三个功用:14二、摩擦离合器的工作原理摩擦离合器依靠摩擦原理传递发动机动力。当从动盘与飞轮之间有间隙时,离合器处于分离状态。当压紧力将从动盘压向飞轮后,离合器处于接合状态。15二、摩擦离合器的工作原理
汽车在行驶中,需经常保持动力传递,中断传动是暂时的,离合器经常处于接合状态,摩擦副采用弹簧压紧装置。1617二、摩擦离合器的工作原理摩擦离合器的基本组成汽车摩擦离合器由四个基本部分组成(1).主动部分;(2).从动部分;(3).压紧机构;(4).分离机构。18二、摩擦离合器的工作原理19离合器的分类按操作的方式,离合器可分为:
(1)外力操纵式如:机械操纵式、电磁操纵式、液压操纵式和气动操纵式等。
(2)自动离合器(不需外力操纵,自动接合和分离)如:离心离合器,当转速达到一定值时,两轴即自动接合或分离;安全离合器,当转矩超过允许值时,两轴即自动分离;单向离合器,只允许单向传动,反转即自动分离。20离合器的分类按结构型式,离合器可分为:
(1)机械式刚性、摩擦、离心、单向(2)电磁式磁阻、磁滞、涡流
(2)流体式液压、液力21三、对摩擦离合器的基本性能要求
1.首先是在保证传动发动机最大转矩的前提下,满足两个基本性能要求,即分离彻底和接合柔和。2.从动部分的转动惯量尽可能小;3.散热良好。22四、摩擦离合器的类型
1.按从动盘的数目分类:单盘离合器:只有一片从动盘,其前后两面都装又摩擦片,因而具有两个摩擦面。双盘离合器:即增加了一个从动盘。
多盘离合器:即有多个从动盘。2.按压紧弹簧的结构形式分类周布弹簧离合器:采用若干个螺旋弹簧作压紧弹簧,并沿摩擦盘圆周分布。中央弹簧离合器:仅具有一个或两个较强力的螺旋弹簧并安置在中央。膜片弹簧离合器:是以膜片弹簧作为压紧弹簧的。23第二节膜片弹簧离合器
膜片弹簧离合器的主要特点是用一个膜片弹簧代替传统的螺旋弹簧和分离杠杆,逐渐得到了广泛的应用。24一、膜片弹簧离合器的构造和工作原理
1.膜片弹簧离合器的构造
膜片弹簧是近些年来广泛采用的离合器压紧元件。膜片弹簧为碟形,其上开有若干个径向开口,形成若干个弹性杠杆。膜片弹簧选用高强度、高韧性的铬钒合金弹簧钢,并经过局部高频淬火和喷丸硬化处理,提高耐磨性及疲劳强度。25
1.膜片弹簧离合器的构造
261.膜片弹簧离合器的构造
272、膜片弹簧离合器工作原理282、膜片弹簧离合器工作原理29膜片弹簧离合器30膜片弹簧离合器31二、膜片弹簧离合器的优缺点
如图所示为膜片弹簧和螺旋弹簧的弹性特性曲线。横轴表示压缩变形量,纵轴表示弹簧作用力。螺旋弹簧的作用力与其压缩变形量成正比关系(直线2所示),膜片弹簧的弹性特性如曲线1所示。321、膜片弹簧离合器的优点(1)传递的转矩大且较稳定;(2)操纵轻便;(3)结构简单且紧凑;(4)高速时平衡性好;(5)散热通风性能好;(6)摩擦片的使用寿命长。332.膜片弹簧离合器的缺点(1)制造难度大;(2)分离指刚度低,分离效率低;(3)分离指根易出现应力集中;(4)分离指舌尖易磨损。34三、膜片弹簧离合器的结构形式推式:分离指在分离轴承向前推力的作用下离合器分离。拉式:分离指在分离轴承向后拉力的作用下离合器分离。
351.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分为双支承环式、单支承环式和无支承环式3种。1)双支承环式特点是膜片弹簧的前后各有一个支承环。361)双支承环式
37
2)单支承环式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弹性挡环替代。383)无支承环式特点是膜片弹簧的前后都没有支承环。39富康和爱丽舍轿车无支承环CP型膜片弹簧离合器402.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承环式两种。
1)无支承环式412)单支承环式42第三节螺旋弹簧离合器一、单盘周布弹簧离合器
1.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。431.单盘周布弹簧离合器的构造44离合器的组成
1)主动部分:飞轮、中间压盘、压盘、离合器盖等;2)从动部分:两个从动盘、从动轴(即变速器第一轴)3)压紧部分:压紧弹簧;4)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。452.名词术语自由间隙: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。分离间隙: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。离合器踏板自由行程: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。离合器踏板工作行程:消除自由间隙后,继续踩下离合器踏板,将会产生分离间隙,此过程所对应的踏板行程是工作行程。463.工作过程分离过程:踩下踏板→离合器拉杆→分离叉→分离套筒与分离轴承→消除离合器间隙;继续踩踏板→离合器拉杆→分离叉→分离套筒与分离轴承→分离杠杆→压盘→离合器分离结合过程:驾驶员放松踏板,各个零部件在回位弹簧的作用下依次回到原位。压紧弹簧作用,重新把压盘从动盘压到飞轮上,同时分离杠杆回位分离轴承、踏板及其拉杆也回位,保持离合器间隙。474.离合器的调整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,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。离合器调整的部位和方法依具体车型而定。离合器间隙或自由行程的调整分离杠杆调平48第四节离合器压盘的传力方式和离合器的通风散热一、压盘的传力方式压盘是离合器的主动部件,通常可以通过凸台、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。
49二、离合器的通风散热在离合器从分离到接合的过程中,摩擦片与飞轮和压盘之间要发生摩擦,产生大量热量。这些热量需要及时散出,以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,有的还制有导风片,以加强其内部的通风散热。50第五节从动盘和扭转减振器
一、从动盘的结构和组成从动盘由从动盘本体、摩擦片、从动盘毂和扭转减振器四个基本部分组成。
为了避免转动方向的共振,缓和传动系受到的冲击载荷,大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减振器。51从动盘
521)整体式弹性从动盘从动盘本体是完整的钢片,并开有T形槽,摩擦片直接铆接在从动盘本体上。
532)分开式弹性从动盘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。
542)分开式弹性从动盘553)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,靠近飞轮的一面没有。
56二、带扭转减振器从动盘的构造和工作原理1.带扭转减振器从动盘的构造572.带扭转减振器从动盘的工作原理
扭转减振器会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动,利用弹簧缓和传动系中的扭转冲击并利用夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量,将扭转振动衰减下来。583.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,利用弹簧先后起作用的方式获得变刚度特性。
59第六节离合器操纵机构离合器的操纵机构按照操纵离合器的能源划分,可以分为:1.人力式以驾驶员自身的力量驱动离合器操纵机构。2.助力式以驾驶员自身的力量为主,外部力量为辅驱动离合器操纵机构。3.动力式以外部力量为操纵离合器的动力,驾驶员通过控制器控制外部力量驱动离合器操纵机构。60一、人力式操纵机构
人力式离合器操纵机构按照传动方式划分,可以分为:1.机械式2.液压式机械式离合器操纵机构又有:1.杆系传动装置2.钢索传动装置61一、人力式操纵机构
1.机械式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。杆系传动装置中关节点多,摩擦损失大。且会受到车身和车架变形的影响。当离合器需要远距离操纵时,较难合理安排杆系。钢索传动结构简单,装置布置灵活,不受车身和车架变形的影响,但传递的力比较小。621.机械式操纵机构
631.机械式操纵机构捷达轿车离合器采用自动调整
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