第9章传动系之概述和离合器课件

7/26/20236武汉大学动力与机械学院轿车（桑塔纳2000）传动系统发动机离合器变速器主减速器半轴7/26/20237武汉大学动力与机械学院4.功能（1）减速和变速传动比

（2）实现汽车倒驶

发动机转速不变，驱动轮反向，在变速器中加倒档。

（3）必要时中断传动

（4）差速作用

（5）万向传动离合器

变速器空档暂时中断长时间中断主减速器变速器问题：这些功能由哪个部件来实现？7/26/20238武汉大学动力与机械学院5.各部分功能（1）离合器：

平顺接合，传递动力；必要时暂时切断传动。（2）变速器：实现变速、变扭和变向。（3）万向传动装置：将变速器传出的动力传给主减速器。（4）主减速器：减速，增矩。（5）差速器：将主减速器传来的动力分配给左、右半轴。（6）半轴：将动力由差速器传给驱动轮。7/26/20239武汉大学动力与机械学院5.各部分功能离合器：传递或者切断动力；在正常工作时接通，在起步、换档、制动、滑行时断开；在驾驶员的操纵下，通过主动、从动部分结合或分离实现传递或断开；注意：在正常使用中滑行是一种危险状态，一般我们做的滑行是为了通过滑行试验获得车辆的路面阻力。离合器：7/26/202310武汉大学动力与机械学院变速器变速器：实现车辆的变速，保证发动机工作在高效区；设置多个档位，依次为1、2、3、4、5档，传动比依次减小，最小为1，并称之为直接档，此外还有空档、倒档；或者传动比在一定的范围内连续可调，此时称之为无级变速。变速器的传动比一般用ig表示；7/26/202311武汉大学动力与机械学院万向节万向节：消除变速器与驱动桥之间因相对运动而产生的不利影响，允许驱动轮在一定的空间范围内跳动；便于传动轴的在底部的布置，降低地板的高度。7/26/202312武汉大学动力与机械学院驱动桥驱动桥：安装左右驱动轮，内置主减速器齿轮、差速器、安装制动器；7/26/202313武汉大学动力与机械学院差速器差速器、半轴：实现左右车轮的差速；原因：在汽车转向时，左右驱动轮，在相同的时间内，行驶的距离不同，需要获得不同的线速度，内侧车轮的线速度较小，外侧车轮的线速度较大。实现方法：动力经：主减——差速器——半轴，传递到驱动轮。半轴7/26/202314武汉大学动力与机械学院传动轴传动轴：传递动力；连接变速箱与主减速器。7/26/202315武汉大学动力与机械学院主减速器：减速增扭；原因：发动机的转速高，扭矩小。原理：P=n×T变速器的传动比一般用i0表示；与变速箱的传动比ig共同构成整车传动比I。I=i0×ig主减速器需要掌握的要点:汽车传动系统由哪些部件组成？汽车传动系统的主要功能有哪些，是如何实现的7/26/202316武汉大学动力与机械学院1.发动机前置，后轮驱动（FR）

Front-engineRear-drive二、传动系的布置形式影响汽车传动系布置的几个要素：汽车的用途：载货车、大客车、轿车、越野车……汽车的布置空间；整车的质量分配；应用范围：大、中型载货汽车，部分轿车、客车。优点：获得比较合理的轴荷分布。在满载情况下可以获得更好的动力性，并保证制动性。方便布置；便于维护和保养；缺点：需要较长的传动轴，增加整车重量；使用多个万向节，降低了传动系统的效率；影响地板的布置。7/26/202317武汉大学动力与机械学院发动机前置，后轮驱动（FR）7/26/202318武汉大学动力与机械学院2.发动机前置，前轮驱动（FF）

Front-engineFront-drive应用范围：大部分轿车。发动机布置：可以横置或纵置。优点：无传动轴穿过地板，增加乘坐空间。相对于FR布置，可以获得比较好的隔振效果；传动系统效率较高。提高车辆的操纵稳定性；结构紧凑；缺点：在车辆满载时，质心后移较多，影响动力性；发动机舱布置部件过多，影响散热和维修；前轮既是转向轮又是驱动轮，结构和运动关系复杂。7/26/202319武汉大学动力与机械学院发动机前置，前轮驱动（FF）7/26/202320武汉大学动力与机械学院3.发动机中置，后轮驱动（MR）

Middle-engineRear-drive应用范围：跑车、方程式赛车，一些大中型客车将卧式发动机装在地板下面。优点：可以采用较大功率的发动机。将发动机放在驾驶员座椅之后和后轴之前，有利于获得最佳的轴荷分配；缩短了传动轴的长度；空间利用率较高；散热效果较好；缺点：稳定性一般；操纵距离较长，操纵机构比较复杂；7/26/202321武汉大学动力与机械学院发动机中置，后轮驱动（MR）7/26/202322武汉大学动力与机械学院4.发动机后置，后轮驱动（RR）Rear-engineRear-drive特点：目前大、中型客车盛行的布置形式，具有降低室内噪声、有利于车身内部布置等优点。缺点：稳定性差；操纵距离长，操纵机构复杂；无迎风，不容易散热，发动机的冷却条件差。7/26/202323武汉大学动力与机械学院发动机后置，后轮驱动（RR）7/26/202324武汉大学动力与机械学院5.全轮驱动（4WD）4WheelDrive特点：有多个驱动桥，加分动器。提高通过性和动力性

特点：有多个驱动桥，在变速器后加了一个分动器，其作用是把变速器输出的动力经几套万向传动装置分别传给所有的驱动桥，并可以进一步降速增扭。最大限度的利用地面附着条件，获得尽可能大的牵引力。

缺点：结构复杂；成本高；重量大；7/26/202325武汉大学动力与机械学院全轮驱动（4WD）7/26/202326武汉大学动力与机械学院三、其它形式传动系简介2.静液式传动系又称容积式，传动系统的主要部件均由液压部分组成。3.电力式传动系由电力部件和机械部件组成的传动系。1.液力机械式传动系

组合运用液力传动和机械传动7/26/202327武汉大学动力与机械学院1.液力机械式传动系

变矩器自动变速器驱动桥液力传动也叫动液传动，动液传动装置有液力偶合器和液力变矩器两种。往往需要串联一个有级式机械变速器以液体为传动介质，利用液体在主动元件和从动元件之间流动过程中动能的变化来传递动力。分为液力耦合器和液力变矩器。7/26/202328武汉大学动力与机械学院2.静液式传动系离合器控制阀油泵液压马达由油泵、液压马达和控制装置等组成。油泵产生液压能，由液压马达将液压能转换成机械能通过控制油泵的输出压力油的流量或流向，来实现汽车的平稳起步，加速、倒车等。具体为：怠速工况：油泵空转，系统内无压力，相当于汽车的空档；起步工况：油泵流量较小，建立较高的系统压力，使液压马达输出较大的转矩；加速工况：油泵流量逐步加大，降低系统压力，提高液压马达的转速。倒车工况：通过改变压力油的流向，实现液压马达的反转。7/26/202329武汉大学动力与机械学院静压式传动系统的特点和应用范围：优点：工作平稳、噪音低、出力大；缺点：效率低、造价高、可靠性差、因油液污染导致寿命低。应用范围：军事车辆。7/26/202330武汉大学动力与机械学院3.电力式传动系

离合器控制阀发电机电动机由发电机发电，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7/26/202331武汉大学动力与机械学院

因为环境污染、能源危机等问题日益突出，目前电动汽车越来越得到企业和社会的关注。电动汽车的发展，在近几年来得到了快速的发展。电力传动系统方案也由过去的发动机——发电机——电动机模式，转向电池单元——电动机模式。电动机由过去的直流电机向交流异步电机转变。燃料电池、混合驱动、车载蓄电池、电动轮等技术越来越成为研究的热点。目的在于：降低排放、甚至做到零排放，缓解环境污染；避免石油危机，解决能源的安全问题；对我国来说：更在于抓住发展机遇，缩短与国外的差距。7/26/202332武汉大学动力与机械学院电力传动系统的特点：优点：无（小）污染、效率高、无级调速，驱动平稳、冲击小、噪音低、使用寿命长、电动机的高效区宽等。电动轮方案还可以简化布置。缺点：造价高、目前电池技术、充电技术、电池管理技术还不成熟，高压电安全、电磁干扰等问题还有待研究，需要消耗贵金属，质量可能增加。对于燃料电池来说，还有氢设施、氢安全、氢加注、催化剂等技术尚待研究。7/26/202333武汉大学动力与机械学院小结：传动系的组成和功能2.传动系的布置方案和特点3.传动系的分类实现汽车减速增矩；实现汽车变速；实现汽车倒车；必要时中断动力传递；应使车轮具有差速功能；能够消除变速器与驱动桥之间因相对运动而产生的不利影响；7/26/202334武汉大学动力与机械学院离合器离合器的功用及工作原理摩擦离合器的构造离合器的操纵机构

7/26/202335武汉大学动力与机械学院离合器的功用及工作原理功用与类型

工作原理

主要类型

位置:发动机——离合器——变速箱……7/26/202336武汉大学动力与机械学院一、离合器的功用和类型1）使发动机与传动系平顺接合，保证汽车平稳起步2）暂时切断传动，保证传动系换档时工作平顺3）限制所传递的转矩，防止传动系过载1、离合器的功用7/26/202337武汉大学动力与机械学院几种工况下离合器的工作特点a.起步工况离合器处于结合状态处于最小稳定转速离合器处于脱开状态离合器逐渐进入结合状态离合器处于结合状态变速箱置于空档启动发动机到怠速状态踩离合器挂1档逐渐放开离合器踏板踩加速踏板完成起步直接挂1档产生瞬间的冲击发动机处于最小稳定速度以下熄火如果没有离合器离合器的功用：1.保证汽车起步平稳7/26/202338武汉大学动力与机械学院b.换档工况离合器处于结合状态可以达到同步离合器处于脱开状态离合器逐渐进入结合状态离合器处于结合状态X档行驶踩离合器换档逐渐放开离合器踏板换档完成直接挂档产生很大的冲击损坏传动元件如果没有离合器离合器的功用：2.保证换档工作平顺7/26/202339武汉大学动力与机械学院c.紧急制动工况离合器处于结合状态离合器打滑X档行驶紧急制动主动盘与从动盘之间的力达到极限防止系统过载发动机转速急剧降低产生很大惯性力矩过大的载荷，影响传动元件寿命或损坏传动元件如果没有离合器离合器的功用：3.防止传动系统过载7/26/202340武汉大学动力与机械学院2、离合器的类型摩擦式离合器：分湿式和干式液力偶合器：油液传递转矩电磁离合器：线圈的通断电控制靠机械摩擦传动。根据压紧力不同：弹簧压紧、液力压紧、电磁铁吸力压紧。靠液体之间的耦合作用传动。靠电磁之间的耦合作用传动。7/26/202341武汉大学动力与机械学院二、摩擦离合器主要类型1、按从动盘的数目分：单片式、双片式、多片式，轿车和轻中型货车一般采用单片式2、按压紧弹簧的型式与布置分：周布弹簧式、中央弹簧式、膜片弹簧式

7/26/202342武汉大学动力与机械学院摩擦离合器的构造膜片离合器周布弹簧离合器

7/26/202343武汉大学动力与机械学院一、膜片离合器7/26/202344武汉大学动力与机械学院工作原理：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；在离合器由脱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；7/26/202345武汉大学动力与机械学院7/26/202346武汉大学动力与机械学院离合器工作原理7/26/202347武汉大学动力与机械学院主动部分7/26/202348武汉大学动力与机械学院从动部分7/26/202349武汉大学动力与机械学院扭转减振器7/26/202350武汉大学动力与机械学院压紧机构7/26/202351武汉大学动力与机械学院7/26/202352武汉大学动力与机械学院膜片弹簧

碟形既是压紧弹簧又是分离杠杆7/26/202353武汉大学动力与机械学院桑塔纳膜片离合器构造图飞轮从动盘压盘离合器壳7/26/202354武汉大学动力与机械学院膜片弹簧的特点优点：膜片弹簧离合器转矩容量大且较稳定；结构简单、轴向尺寸小,操纵轻便；结构简单紧凑,良好的弹性、能自动调节压紧力；高速平衡性好；散热通风好；摩擦片的使用寿命长。特性曲线好,中、小型汽车上应广泛缺点：膜片弹簧难制造；分离指部分刚度低，导致分离效率低；分离指根部应力集中，容易产生裂纹或损坏；分离指舌尖易磨损，且难以恢复。7/26/202355武汉大学动力与机械学院二离合器的操纵机构1、机械式操纵机构有杆式和绳索式两种杆式最简单，包括：踏板、拉杆、调节叉、分离叉及回位弹簧组成通过调节叉来调节拉杆的长度，实现踏板自由行程的调节绳索式可以消除位移和变形等缺点多用于微、轻型车定义：通过驾驶员使离合器分离，而后又使离合器柔和结合的机构。按照分离离合器的操纵能源，分为：人力式：全部操纵能量又驾驶员给出；气压助力式：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。7/26/202356武汉大学动力与机械学院机械式操纵机构7/26/202357武汉大学动力与机械学院绳索传动的机械式操纵机构的组成及工作过程1踏板A固定点4

弹簧5绳索6自动调整装置B固定点7操纵臂8分离臂9分离轴承10分