汽车构造与拆装教学

学习情境3汽车底盘拆装与调整

单元2变速器拆装单元2变速器拆装任务描述：了解必要的信息，正确使用工具，对桑塔纳5档手动变速器进行拆装任务目的：了解变速器结构，熟练工具的使用，掌握变速器正确的拆装顺序和方法任务要求：小组协作完成，零部件整齐摆放，安全文明生产拓展目的：小组合理分工，高效沟通的方法完成任务工单变速器的功用改变汽车的行驶速度和牵引力（传动比：输入轴转速与输出轴转速的比值。）改变驱动轮的旋转方向实现空挡驱动其他机构变速器的分类有级式变速器：变速器档数—前进档的位数。采用齿轮传动，一般汽车采用3~5个前进档和一个倒档。

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范围内连续变化。综合式变速器：由液力变矩器和行星齿轮式变速器组成，传动比可在几个范围内连续变化。

变速器输入轴中间轴输出轴倒档轴变速齿轮结合套（同步器）传动基本原理i12=n1/n2=z2/z1=M2/M1z1，n1，M1为主动齿轮的参数。 z2，n2，M2为从动齿轮的参数。主动轮1从动轮2i=主动齿轮齿数从动齿轮齿数多对齿轮传动比如何计算？齿轮传动类型直齿圆柱齿轮传动(a)平行轴斜齿轮；(b)人字齿轮；锥齿轮传动空间齿轮传动变速原理i12=n1/n2=z2/z1=M2/M1可见：M1n1＝M2n2即：转矩和转速成反比，且与齿轮传动比有关——变速原理主动轮1从动轮2换向原理相外啮合的一对齿轮旋向相反，因此每经一对齿轮传动副，动力方向改变一次。换档原理一轴中间轴二轴换挡时，移动的是同步器或接合套，而非齿轮本身。变速器的变速传动机构变速器传动机构：改变转速比、改变转矩、改变方向操纵机构：实现换档传动机构三轴式齿轮变速传动两轴式齿轮变速传动三轴式变速器三轴式变速器结构图工作过程Z6Z5Z7Z8Z3Z4Z9Z2i2=（z6/z5）X（z2/z9）i3=（z6/z5）X（z3/z8）2档和3档的传动比是多少？变速器结构分析滚动轴承中心孔二轴支承滚动轴承滚动轴承滚动轴承1、轴的支承为何采用滚针轴承？2、齿轮换档形式采用常啮合斜齿轮。利用同步器、结合套换档。挂档方向传动方向结合齿圈结合套齿花键毂跳档方向3、防止自动脱档机构切薄齿式斜面齿式跳档方向结合齿圈结合套齿花键毂结合齿圈传动方向挂档方向4、齿轮的轴向定位

利用止推环对斜齿轮轴向限位。

6、变速器壳材料：铸铁、铸铝底部有放油螺塞。5、润滑与密封采用飞溅润滑在1、2轴与轴承盖之间多采用回油螺纹或橡胶油封

两轴式变速器应用：FFRR特点：输入轴与输出轴平行，无中间轴。组成：输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿轮两轴式变速器桑塔纳轿车变速器结构简图输入轴输出轴桑塔纳轿车两轴式变速器结构分析： 一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通过轴承空套轴上。二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与轴一体。一、二档传动路线一对齿轮参与传动。传动比如何计算？三、四档传动路线倒档传动路线123倒档传动比：Z3/Z1同步器无同步器时变速器的换档过程五档齿轮四档齿轮中间轴接合套花键毂结合齿圈1、从低档换入高档脱离瞬间：V4=VJ

V5>VJ、V4保持空档片刻V5降低，VJ、V4变化不大在VJ与V5相等时挂入五档

2、从高档换入低档脱离瞬间：V5=VJ

V4<VJ、V5抬起离合器踏板，踩一下油门踏板，V4升高，VJ变化不大在VJ与V4相等时挂入四档五档齿轮四档齿轮中间轴接合套花键毂结合齿圈同步器无同步器时变速器的换档过程同步器缺点：无同步器时变速器的换档过程驾驶员易疲劳齿轮使用寿命降低同步器功用：使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换档时间，同时防止啮合时齿间冲击。结构：同步装置、锁止装置、结合装置分类： 锁环式惯性同步器:结构紧凑、便于合理布置，多用于轿车和轻型货车上

锁销式惯性同步器:结构形式合理，力矩较大，多适用于中型和大型货车上

锁环式惯性同步器细牙螺旋槽滑块（中间有凸起，可轴向移动）锁环齿圈锁环缺口锁环式惯性同步器花键毂轴向固定；并与齿圈、锁环具有相同花键齿接合套：用来连动花键毂、同步环、啮合齿圈，并与齿圈、锁环具有相同花键齿同步器：花键毂、接合套、锁环、滑块、卡环锁环式惯性同步器滑块：装于花键毂三轴向槽内，带定位销以便空挡定位，两端伸入两锁环的三缺口锁环：锁环的倒角与接合套倒角相同，锁环具有内锥面卡环：在卡坏的作用下，滑块压向接合套，使其凸起的端部球面正好嵌在接合套中部的凹槽中，起到空档定位作用结构示意图锁环齿圈滑块（中间有销钉，可轴向移动）接合套注意：锁环锥面与齿轮齿圈锥面结合；接合套通过销钉（突起）带动滑块、锁环运动；滑块两端可伸入锁环缺口，缺口尺寸大于滑块，两者差为：锁环的齿宽；只有当滑块位于锁环缺口中央时，锁环和接合套才能结合；锁环相对于滑块顺转或逆转都只能转动半个齿宽。1）空挡位置：n(锁环)=n(接合套)

n(齿圈)>n(接合套)

n(齿圈)>n(锁环)

锁环轴向自由，其内锥面与六档齿圈的外锥面并不接触。原理2）挂六档接合套左移，使锁环锥面和齿圈锥面压紧，因n(齿圈)>n(锁环)，摩擦使锁环超前接合套一角度，锁止角锁止。轴向力加大，摩擦作用n(齿圈)接近n(锁环)，惯性力矩使锁环与接合套相抵不接合。原理接合套齿圈锁环齿圈齿轮齿圈3）挂上六档.随着驾驶员加大接合套的推力，齿圈与锁环同步.惯性力矩消失，拨环力矩使锁环与齿圈退后一角度，接合套与锁环啮合.接合套与齿圈完全啮合完成挂上六档的全过程

原理原理定位销、滑块锁环齿轮齿圈0.5个齿厚接合套齿圈原理接合套与锁环的啮合：接合套带动滑块左移，后推动锁环移向齿圈，则具有转速差的锁环锥面和齿圈锥面接触，产生摩擦作用，便由齿圈带动锁环相对于接合套超前转过一角度，直到两者同步旋转，此时接合套与锁环齿端倒角接触，无法进入啮合。（此时，若要结合，则应使锁环后退一角度）由于驾驶员在换档时，始终对接合套施加一轴向力，该力作用在倒角斜面上即为法向压力N，分解为F1和F2，切向力F2形成的力矩M2（拨环力矩）使锁环后退，轴向力F1使两摩擦面压得更紧，因而促使两者转速迅速接近。由于齿轮齿圈的减速，产生一惯性力矩M1，通过摩擦锥面作用于锁环，其作用为限制向后退转。当M2＞M1时，锁环后退一角度，以便与接合套进入啮合。同步后，M1消失，M2使锁环后退一个角度，与接合套进入啮合齿轮齿圈与接合套齿圈进入啮合的过程与此相似。锁销式惯性同步器摩擦锥盘摩擦锥环定位销结合套钢球定位销锁销注意摩擦锥盘固定于齿轮接合齿圈上；三个锁销：中部环槽有倒角，起锁止作用；三个定位销：用于空挡定位，传力锁销受力锁止角锁销式惯性同步器工作过程空档时：钢球位于凹槽中；挂档时：驾驶员施加的推力通过钢球、定位销的传递，推动摩擦锥环左移，与摩擦锥盘接触；锥盘与锥环转速不一致，产生一摩擦力矩，使锥环相对于接合套转过一个角度，锁销与接合套销孔的中心线偏移，锁销与销孔抵触，阻止接合套左移；同样，在摩擦锥环上作用一拨环力矩和一惯性力矩，使锥环及锁销倒转；只有当锥环与锥面同步后，惯性力矩消失，在拨环力矩作用下，锁销后转一个角度，推力作用下，接合套克服钢球、弹力作用左移，挂档。变速器操纵机构功用： 保证驾驶员能准确地使变速器换入某个档位，并可靠地工作。要求： 自锁功能：防止自动换档、脱档。 互锁功能：保证变速器不会同时换入两个档位。 倒档锁：防止误换倒档。分类： 直接操纵式 远距离操纵式变速器操纵机构直接操纵式：主要由变速杆、拨叉、拨叉轴、拨块以及安全锁止装置组成远距离操纵式：驾驶员离变速器较远时，通常在变速杆和拨叉轴之间增加若干传动件，构成原距离操纵直接操纵式变速器操纵机构的构造五、六档拨叉三、四档拨叉一、二档拨叉倒档拨叉变速杆换档轴叉形拨杆倒档拨叉轴一、二档拨叉轴五、六档拨叉轴自锁钢球互锁销五、六档拨块锁止机构1）自锁装置自锁钢球互锁钢球互锁销拨叉轴自锁弹簧自锁原理：保证齿圈的全尺宽啮合相邻凹槽的距离＝保证全齿长啮合的距离锁止机构2）互锁装置锁止机构2）互锁装置拨叉轴互锁钢球互锁销空档状态锁止机构两个钢球直径之和＝相邻两轴表面距离＋凹槽深度顶销长度＝拨叉轴直径－凹槽深度3）倒档锁倒档锁销倒档拨块驾驶员在换倒档时要克服倒档锁弹簧弹力，变大的换档阻力，可提醒驾驶员倒档锁弹簧锁止机构3）倒档锁锁止机构变速杆下端其他锁止装置锁销式锁止装置两锁销长度和＝两轴间距离＋凹槽深度两凹槽间距离＝保证全齿长啮合的距离转动钳口式互锁装置变速器操纵机构发动机冷却系部件拆装自动变速器自动变速器的特点１）使驾驶操作简便省力，提高了行车的安全性。２）提高了发动机和传动系的寿命，因采用液力传动，发动机和传动系是弹性连接，能缓和冲击，有利于延长相关零件的寿命。３）能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内实现自动换档，提高了汽车的动力性和经济性。４）提高了乘车的舒适性。５）可避免因外界负荷突增而造成过载和发动机熄火现象，并且可以降低排放污染“自动”换档原理工作中，驾驶员通过踏下的油门位置或发动机进气歧管的真空度（节气门的位置）和汽车的行驶速度能指挥自动换档系统工作。自动换档系统中各控制阀不同的工作状态，将控制变速齿轮机构中离合器的分离结合和制动器的制动与释放，来改变动力传递路线，实现变速器档位的变换。自动变速器的档位结构P档位：停车档N档位：空档R档位：倒车档（当车辆尚未完全停定时，绝对不可以强行转至“R”挡，否则变速器会受到严重损坏）

D档位：前进档（1档~高档或2档~高档）2（S）档位：前进低档（2档）1（L）档位：前进低档（1档）用于严重交通堵塞或较大斜坡，雨雪地面自动变速器的类型HMT:液力自动变速器CVT:机械无级自动变速器AMT:电控机械自动变速器机械式CVT:推块式V型金属带传动液力传动式，汽车上无应用电力传动式AT：主流自动变速器，液力变矩＋机械变速AMT：机械变速器＋微机控制自动换档机构自动变速器的构成液力变矩器、行星齿轮变速器、自动换档控制系统（液压控制系统）或电子控制系统液力变矩器液压控制系统行星齿轮机构车速信号节气门开度信号连接曲轴液力传动装置功用：利用液压油的流动来传递扭矩，将曲轴输出的动力传给变速器。

分类：液力变矩器：既能传递转矩又能增大转矩。 液力偶合器：传递转矩，输出转矩与输入转矩相等。液力变矩器工作轮由铝合金精密铸造或钢板冲压而成液力变矩器结构图飞轮涡轮导轮泵轮变矩器壳三者装合后，其轴向断面构成环状空腔，称为循环圆，变矩器工作时工作油液即在此循环圆内作环流运动。液力变矩器工作原理nw＝0，nB＞0，nw＜＜

nB（导轮固定）Mw=MB+MD；起步之前单向离合器的作用液力变矩器工作原理液流的方向与导轮叶片平行时，变矩器由变矩变为偶合工况起步后中间状态当nw＝0.85nB

时（导轮固定）Mw=MB临界转速Mw=MB＋（－MD）当nw＝nB

时，液力变矩器失去传递动力的能力液力变矩器工作原理高速运行液力变矩器工作特性a.泵轮、涡轮和导轮三个工作轮是转换能量，传递动力和变扭的基本元件；

b.液体同时绕工作轮轴线作旋转运动和沿循环圆作轴面循环运动；

c.变矩器输出转矩随涡轮的转速而变化

a.转速比：iWB=nw/nBb.变矩系数K：涡轮与泵轮的转矩之比:K=Mw/MBc.效率η:涡轮输出功率与泵轮输入功率之比:η=KiWB

K=1时，偶合点K=1时，涡轮转矩等于泵轮转矩，此时称为偶合点。变矩比随着涡轮转速的减小而增大传动效率低速时随涡轮转速增大而增大，而偶合点后传动效率急剧下降液力变矩器工作特性行星齿轮传动机构行星轮系齿圈行星架太阳轮行星齿轮行星齿轮机构变速原理n1：太阳轮转速；n2：齿圈转速；n3：行星架转速；α=Z2/Z1；Z1：太阳轮的齿数；Z2：齿圈的齿数运动方程式：n1+αn2－（1+α）n3=0齿圈行星轮太阳轮行星架行星齿轮机构的传动规律3）行星架3固定，太阳轮1主动，齿圈2从动，1+Z2/Z1==Z3/Z1，减速同向运动；

1）齿圈2固定，太阳轮1主动，行星架3从动，2）太阳轮1固定，齿圈2主动，行星架3从动，i13=n1/n3=Z3/Z1=1+Z2/Z1＞1（图13-27a，b图相反）i23=n2/n3=Z3/Z2=1+Z1/Z2＞1（图c，常用于三档变速器中的二档；）i12=n1/n2=－Z2/Z1，Z2/Z1＞1（e图，倒档）减速同向传动减速反向传动行星齿轮机构的传动规律4）齿圈2固定，行星架3主动，太阳轮1从动，超速同向传动

i31=n3/n1=Z1/Z3=Z1/(Z1+Z2)＜1

(b图)5）太阳轮1固定，行星架3主动，齿圈2从动，超速同向传动

i32=n3/n2=Z2/Z3=Z2/(Z1+Z2)＜1（d图，用于四档变速器的四档超速档）6）行星架3固定，齿圈2主动，太阳轮1从动，超速反向传动

i21=n2/n1=－Z1/Z2＜1

（f图，超速倒档）行星齿轮机构的传动规律两种特殊情况：当三元件中任意两个转速一致时，会出现甚么情况？n1=n2或n1=n3当所有元件都不受约束，自由转动时，会是甚么情况？

i=1，直接档空挡行星齿轮机构的传动规律Z1行星齿轮机构的传动规律行星齿轮机构的传动规律行星齿轮机构变速原理方案主动件被动件固定件传动比备注1太阳轮行星架齿圈1+α减速增扭2齿圈行星架太阳轮（1+α）/α3太阳轮齿圈行星架－α4行星架齿圈太阳轮

α/（1+α）增速减扭5行星架太阳轮齿圈1/（1+α）6齿圈太阳轮行星架－1/α7任意两个连成一体1直接档8无任意元件制动又无任二元件连成一体三元件自由转空档α=Z2/Z1行星齿轮换档执行元件离合器、制动器和单向离合器

基本作用：连接、固定和锁止。离合器连接作用将行星齿轮机构中某一元件与输入部分相连，使该元件成为主动元件。连锁作用将行星齿轮机构中任意二元件连锁为一体，使三个元件具有相同的转速。这时行星齿轮机构作为一个刚性整体，实现直接传动。

离合器鼓离合器活塞弹簧座卡环钢片（外花键）摩擦片（内花键）卡环止推轴承离合器毂密封圈回位弹簧离合器离合器结合离合器分离·当控制油液流至活塞缸时，推动单向阀钢球，使其关闭单向阀。活塞克服回位弹簧力的作用将摩擦片与钢片压紧，产生摩擦力。动力从输入轴传递到输出轴。·当控制油压减小时，使单向阀在离心力的作用下离开阀座，活塞缸缘的油液经单向阀流出。这样由于回位弹簧的作用，活塞返回到原来的位置，离合器分离。离合器工作原理分离时，主、从动片之间存在有一定间隙。在压力油液压作用下使所有主从动片压紧，离合器结合，该元件成为输入元件。压力撤除后，离合器分离，动力传递被切断离合器制动器片式制动器钢片（外花键）摩擦片（内花键）制动器毂变速器壳（制动器鼓）（锁止元件：即使某元件固定）用于连接转动件和变速器壳体，使转动件不能转动。与片式离合器工作原理相同片式制动器带式制动器制动鼓转动方向制动带推杆活塞制动鼓左腔进油道的设计制动带刚性：不能产生与制动鼓相适应的变形。挠性：可与制动鼓完全贴合，价格低廉。低倒档制动带：用金属摩擦材料做内表面镀层，以保证足够的制动力矩。高档制动带：用有机耐磨材料做内表面镀层，防止制动带过度磨损。单向离合器功用：依靠其单向锁止原理来发挥固定或连接作用的，其连接和固定也只能是单方向的。结构：楔块外环内环楔块式单向离合器滚子式单向离合器自动变速传动系统行星齿轮变速器（两轴两速式液力机械变速器）低速挡低速挡制动带B3制动变矩器输入轴

前排齿圈行星架后排行星架

后排中心轮后排行星轮

后排齿圈输出轴直接档离合器倒挡制动带前排中心轮行星架前排齿圈后排齿圈直接挡离合器接合变矩器输入轴

前排齿圈前排中心轮前排行星架后排行星架后排中心轮输出轴同步同步倒档倒档制动带制动后排行星轮（换向）后排中心轮输出轴变矩器输入轴

后排齿圈自动变速器控制系统液压控制系统由动力源、执行机构和控制机构三部分组成。

一般汽车自动变速器都把诸多液压元件、液压油的各个通路，集中设置在一个总的集中组合阀体(简称阀体)内。

换档控制原理换挡阀两端作用节气门阀（油门）和速控阀（车速）油压。换挡时，两端油压发生变化，使换挡阀产生位移，改变油路，从而实现换挡换档控制原理—举例低速工作状态换档阀关闭了高速档油路，但工作油压为低速档提供了动力高速工作状态换档阀阀芯左移，高速档油路打开，低速档油路断开液压自动换档操纵机构滤网油泵主油路调压阀倒档制动器手控阀选挡手柄节气门节气门阀加速踏板换档阀速控阀低档制动器1、动力源：油泵功用：向变矩器、控制机构、齿轮系统、冷油器等提供足够的油液，实现传扭、控制、润滑、和降温。结构：内齿圈月牙形隔板主动齿轮吸油腔压油腔0.05-0.10mm0.1-0.3mm1、动力源：油泵

工作原理： 依靠容积的变化，进油和出油，又称为容积泵。注意：

a.装用自动变速器的汽车无法利用推车起动的方法使发动机运转；

b.装用自动变速器的汽车不能被长距离拖车V<30km/h（50），S<80km（50）。2、执行机构：离合器和制动器3、控制机构：接收换档信号，建立或卸除油压，控制齿轮系统工作，实现换档1）主油路系统：主油路调压阀功用：稳定主油路油压PH

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