第9章-傳動系之概述和離合器課件

第9章傳動系之概述和離合器7/23/20231汽車傳動系概述傳動系的功用與組成傳動系布置形式其它形式傳動系簡介

7/23/20232武漢大學動力與機械學院2.分類按結構和傳動介質分，型式有：（1）機械式

（2）液力機械式（3）靜液式（容積液壓式）（4）電動式1.功用發(fā)動機發(fā)出的動力驅動車輪一、傳動系的功用與組成將發(fā)動機產生的驅動力矩和轉速，以一定的關系和要求傳遞到車輪的系統(tǒng)。7/23/20233武漢大學動力與機械學院3.機械式一般結構組成

普通雙軸貨車傳動系7/23/20234武漢大學動力與機械學院7/23/20235武漢大學動力與機械學院轎車（桑塔納2000）傳動系統(tǒng)發(fā)動機離合器變速器主減速器半軸7/23/20236武漢大學動力與機械學院4.功能（1）減速和變速傳動比

（2）實現(xiàn)汽車倒駛

發(fā)動機轉速不變，驅動輪反向，在變速器中加倒檔。

（3）必要時中斷傳動

（4）差速作用

（5）萬向傳動離合器

變速器空檔暫時中斷長時間中斷主減速器變速器問題：這些功能由哪個部件來實現(xiàn)？7/23/20237武漢大學動力與機械學院5.各部分功能（1）離合器：

平順接合，傳遞動力；必要時暫時切斷傳動。（2）變速器：實現(xiàn)變速、變扭和變向。（3）萬向傳動裝置：將變速器傳出的動力傳給主減速器。（4）主減速器：減速，增矩。（5）差速器：將主減速器傳來的動力分配給左、右半軸。（6）半軸：將動力由差速器傳給驅動輪。7/23/20238武漢大學動力與機械學院5.各部分功能離合器：傳遞或者切斷動力；在正常工作時接通，在起步、換檔、制動、滑行時斷開；在駕駛員的操縱下，通過主動、從動部分結合或分離實現(xiàn)傳遞或斷開；注意：在正常使用中滑行是一種危險狀態(tài)，一般我們做的滑行是為了通過滑行試驗獲得車輛的路面阻力。離合器：7/23/20239武漢大學動力與機械學院變速器變速器：實現(xiàn)車輛的變速，保證發(fā)動機工作在高效區(qū)；設置多個檔位，依次為1、2、3、4、5檔，傳動比依次減小，最小為1，并稱之為直接檔，此外還有空檔、倒檔；或者傳動比在一定的范圍內連續(xù)可調，此時稱之為無級變速。變速器的傳動比一般用ig表示；7/23/202310武漢大學動力與機械學院萬向節(jié)萬向節(jié)：消除變速器與驅動橋之間因相對運動而產生的不利影響，允許驅動輪在一定的空間范圍內跳動；便于傳動軸的在底部的布置，降低地板的高度。7/23/202311武漢大學動力與機械學院驅動橋驅動橋：安裝左右驅動輪，內置主減速器齒輪、差速器、安裝制動器；7/23/202312武漢大學動力與機械學院差速器差速器、半軸：實現(xiàn)左右車輪的差速；原因：在汽車轉向時，左右驅動輪，在相同的時間內，行駛的距離不同，需要獲得不同的線速度，內側車輪的線速度較小，外側車輪的線速度較大。實現(xiàn)方法：動力經：主減——差速器——半軸，傳遞到驅動輪。半軸7/23/202313武漢大學動力與機械學院傳動軸傳動軸：傳遞動力；連接變速箱與主減速器。7/23/202314武漢大學動力與機械學院主減速器：減速增扭；原因：發(fā)動機的轉速高，扭矩小。原理：P=n×T變速器的傳動比一般用i0表示；與變速箱的傳動比ig共同構成整車傳動比I。I=i0×ig主減速器需要掌握的要點:汽車傳動系統(tǒng)由哪些部件組成？汽車傳動系統(tǒng)的主要功能有哪些，是如何實現(xiàn)的7/23/202315武漢大學動力與機械學院1.發(fā)動機前置，后輪驅動（FR）

Front-engineRear-drive二、傳動系的布置形式影響汽車傳動系布置的幾個要素：汽車的用途：載貨車、大客車、轎車、越野車……汽車的布置空間；整車的質量分配；應用范圍：大、中型載貨汽車，部分轎車、客車。優(yōu)點：獲得比較合理的軸荷分布。在滿載情況下可以獲得更好的動力性，并保證制動性。方便布置；便于維護和保養(yǎng)；缺點：需要較長的傳動軸，增加整車重量；使用多個萬向節(jié)，降低了傳動系統(tǒng)的效率；影響地板的布置。7/23/202316武漢大學動力與機械學院發(fā)動機前置，后輪驅動（FR）7/23/202317武漢大學動力與機械學院2.發(fā)動機前置，前輪驅動（FF）

Front-engineFront-drive應用范圍：大部分轎車。發(fā)動機布置：可以橫置或縱置。優(yōu)點：無傳動軸穿過地板，增加乘坐空間。相對于FR布置，可以獲得比較好的隔振效果；傳動系統(tǒng)效率較高。提高車輛的操縱穩(wěn)定性；結構緊湊；缺點：在車輛滿載時，質心后移較多，影響動力性；發(fā)動機艙布置部件過多，影響散熱和維修；前輪既是轉向輪又是驅動輪，結構和運動關系復雜。7/23/202318武漢大學動力與機械學院發(fā)動機前置，前輪驅動（FF）7/23/202319武漢大學動力與機械學院3.發(fā)動機中置，后輪驅動（MR）

Middle-engineRear-drive應用范圍：跑車、方程式賽車，一些大中型客車將臥式發(fā)動機裝在地板下面。優(yōu)點：可以采用較大功率的發(fā)動機。將發(fā)動機放在駕駛員座椅之后和后軸之前，有利于獲得最佳的軸荷分配；縮短了傳動軸的長度；空間利用率較高；散熱效果較好；缺點：穩(wěn)定性一般；操縱距離較長，操縱機構比較復雜；7/23/202320武漢大學動力與機械學院發(fā)動機中置，后輪驅動（MR）7/23/202321武漢大學動力與機械學院4.發(fā)動機后置，后輪驅動（RR）Rear-engineRear-drive特點：目前大、中型客車盛行的布置形式，具有降低室內噪聲、有利于車身內部布置等優(yōu)點。缺點：穩(wěn)定性差；操縱距離長，操縱機構復雜；無迎風，不容易散熱，發(fā)動機的冷卻條件差。7/23/202322武漢大學動力與機械學院發(fā)動機后置，后輪驅動（RR）7/23/202323武漢大學動力與機械學院5.全輪驅動（4WD）4WheelDrive特點：有多個驅動橋，加分動器。提高通過性和動力性

特點：有多個驅動橋，在變速器后加了一個分動器，其作用是把變速器輸出的動力經幾套萬向傳動裝置分別傳給所有的驅動橋，并可以進一步降速增扭。最大限度的利用地面附著條件，獲得盡可能大的牽引力。

缺點：結構復雜；成本高；重量大；7/23/202324武漢大學動力與機械學院全輪驅動（4WD）7/23/202325武漢大學動力與機械學院三、其它形式傳動系簡介2.靜液式傳動系又稱容積式，傳動系統(tǒng)的主要部件均由液壓部分組成。3.電力式傳動系由電力部件和機械部件組成的傳動系。1.液力機械式傳動系

組合運用液力傳動和機械傳動7/23/202326武漢大學動力與機械學院1.液力機械式傳動系

變矩器自動變速器驅動橋液力傳動也叫動液傳動，動液傳動裝置有液力偶合器和液力變矩器兩種。往往需要串聯(lián)一個有級式機械變速器以液體為傳動介質，利用液體在主動元件和從動元件之間流動過程中動能的變化來傳遞動力。分為液力耦合器和液力變矩器。7/23/202327武漢大學動力與機械學院2.靜液式傳動系離合器控制閥油泵液壓馬達由油泵、液壓馬達和控制裝置等組成。油泵產生液壓能，由液壓馬達將液壓能轉換成機械能通過控制油泵的輸出壓力油的流量或流向，來實現(xiàn)汽車的平穩(wěn)起步，加速、倒車等。具體為：怠速工況：油泵空轉，系統(tǒng)內無壓力，相當于汽車的空檔；起步工況：油泵流量較小，建立較高的系統(tǒng)壓力，使液壓馬達輸出較大的轉矩；加速工況：油泵流量逐步加大，降低系統(tǒng)壓力，提高液壓馬達的轉速。倒車工況：通過改變壓力油的流向，實現(xiàn)液壓馬達的反轉。7/23/202328武漢大學動力與機械學院靜壓式傳動系統(tǒng)的特點和應用范圍：優(yōu)點：工作平穩(wěn)、噪音低、出力大；缺點：效率低、造價高、可靠性差、因油液污染導致壽命低。應用范圍：軍事車輛。7/23/202329武漢大學動力與機械學院3.電力式傳動系

離合器控制閥發(fā)電機電動機由發(fā)電機發(fā)電，再由電動機驅動驅動橋或由電動機直接驅動帶有減速器的驅動輪7/23/202330武漢大學動力與機械學院

因為環(huán)境污染、能源危機等問題日益突出，目前電動汽車越來越得到企業(yè)和社會的關注。電動汽車的發(fā)展，在近幾年來得到了快速的發(fā)展。電力傳動系統(tǒng)方案也由過去的發(fā)動機——發(fā)電機——電動機模式，轉向電池單元——電動機模式。電動機由過去的直流電機向交流異步電機轉變。燃料電池、混合驅動、車載蓄電池、電動輪等技術越來越成為研究的熱點。目的在于：降低排放、甚至做到零排放，緩解環(huán)境污染；避免石油危機，解決能源的安全問題；對我國來說：更在于抓住發(fā)展機遇，縮短與國外的差距。7/23/202331武漢大學動力與機械學院電力傳動系統(tǒng)的特點：優(yōu)點：無（小）污染、效率高、無級調速，驅動平穩(wěn)、沖擊小、噪音低、使用壽命長、電動機的高效區(qū)寬等。電動輪方案還可以簡化布置。缺點：造價高、目前電池技術、充電技術、電池管理技術還不成熟，高壓電安全、電磁干擾等問題還有待研究，需要消耗貴金屬，質量可能增加。對于燃料電池來說，還有氫設施、氫安全、氫加注、催化劑等技術尚待研究。7/23/202332武漢大學動力與機械學院小結：傳動系的組成和功能2.傳動系的布置方案和特點3.傳動系的分類實現(xiàn)汽車減速增矩；實現(xiàn)汽車變速；實現(xiàn)汽車倒車；必要時中斷動力傳遞；應使車輪具有差速功能；能夠消除變速器與驅動橋之間因相對運動而產生的不利影響；7/23/202333武漢大學動力與機械學院離合器離合器的功用及工作原理摩擦離合器的構造離合器的操縱機構

7/23/202334武漢大學動力與機械學院離合器的功用及工作原理功用與類型

工作原理

主要類型

位置:發(fā)動機——離合器——變速箱……7/23/202335武漢大學動力與機械學院一、離合器的功用和類型1）使發(fā)動機與傳動系平順接合，保證汽車平穩(wěn)起步2）暫時切斷傳動，保證傳動系換檔時工作平順3）限制所傳遞的轉矩，防止傳動系過載1、離合器的功用7/23/202336武漢大學動力與機械學院幾種工況下離合器的工作特點a.起步工況離合器處于結合狀態(tài)處于最小穩(wěn)定轉速離合器處于脫開狀態(tài)離合器逐漸進入結合狀態(tài)離合器處于結合狀態(tài)變速箱置于空檔啟動發(fā)動機到怠速狀態(tài)踩離合器掛1檔逐漸放開離合器踏板踩加速踏板完成起步直接掛1檔產生瞬間的沖擊發(fā)動機處于最小穩(wěn)定速度以下熄火如果沒有離合器離合器的功用：1.保證汽車起步平穩(wěn)7/23/202337武漢大學動力與機械學院b.換檔工況離合器處于結合狀態(tài)可以達到同步離合器處于脫開狀態(tài)離合器逐漸進入結合狀態(tài)離合器處于結合狀態(tài)X檔行駛踩離合器換檔逐漸放開離合器踏板換檔完成直接掛檔產生很大的沖擊損壞傳動元件如果沒有離合器離合器的功用：2.保證換檔工作平順7/23/202338武漢大學動力與機械學院c.緊急制動工況離合器處于結合狀態(tài)離合器打滑X檔行駛緊急制動主動盤與從動盤之間的力達到極限防止系統(tǒng)過載發(fā)動機轉速急劇降低產生很大慣性力矩過大的載荷，影響傳動元件壽命或損壞傳動元件如果沒有離合器離合器的功用：3.防止傳動系統(tǒng)過載7/23/202339武漢大學動力與機械學院2、離合器的類型摩擦式離合器：分濕式和干式液力偶合器：油液傳遞轉矩電磁離合器：線圈的通斷電控制靠機械摩擦傳動。根據壓緊力不同：彈簧壓緊、液力壓緊、電磁鐵吸力壓緊?？恳后w之間的耦合作用傳動?？侩姶胖g的耦合作用傳動。7/23/202340武漢大學動力與機械學院二、摩擦離合器主要類型1、按從動盤的數(shù)目分：單片式、雙片式、多片式，轎車和輕中型貨車一般采用單片式2、按壓緊彈簧的型式與布置分：周布彈簧式、中央彈簧式、膜片彈簧式

7/23/202341武漢大學動力與機械學院摩擦離合器的構造膜片離合器周布彈簧離合器

7/23/202342武漢大學動力與機械學院一、膜片離合器7/23/202343武漢大學動力與機械學院工作原理：靠主動盤與從動盤之間的摩擦力矩傳遞扭矩；在經常狀態(tài)下，通過壓緊彈簧將主動盤與從動盤壓在一起；只有在需要脫離時，通過操縱系統(tǒng)壓縮壓緊彈簧，同時帶動從動盤離開主動盤；在離合器由脫離狀態(tài)向結合狀態(tài)恢復過程中，適當控制離合器踏板的恢復速度，以避免沖擊，并使傳動系統(tǒng)工作平穩(wěn)。在傳遞的力矩大于主動盤和從動盤之間的最大靜摩擦力時，離合器打滑，起到避免過載、保護系統(tǒng)的作用；7/23/202344武漢大學動力與機械學院7/23/202345武漢大學動力與機械學院離合器工作原理7/23/202346武漢大學動力與機械學院主動部分7/23/202347武漢大學動力與機械學院從動部分7/23/202348武漢大學動力與機械學院扭轉減振器7/23/202349武漢大學動力與機械學院壓緊機構7/23/202350武漢大學動力與機械學院7/23/202351武漢大學動力與機械學院膜片彈簧

碟形既是壓緊彈簧又是分離杠桿7/23/202352武漢大學動力與機械學院桑塔納膜片離合器構造圖飛輪從動盤壓盤離合器殼7/23/202353武漢大學動力與機械學院膜片彈簧的特點優(yōu)點：膜片彈簧離合器轉矩容量大且較穩(wěn)定；結構簡單、軸向尺寸小,操縱輕便；結構簡單緊湊,良好的彈性、能自動調節(jié)壓緊力；高速平衡性好；散熱通風好；摩擦片的使用壽命長。特性曲線好,中、小型汽車上應廣泛缺點：膜片彈簧難制造；分離指部分剛度低，導致分離效率低；分離指根部應力集中，容易產生裂紋或損壞；分離指舌尖易磨損，且難以恢復。7/23/202354武漢大學動力與機械學院二離合器的操縱機構1、機械式操縱機構有桿式和繩索式兩種桿式最簡單，包括：踏板、拉桿、調節(jié)叉、分離叉及回位彈簧組成通過調節(jié)叉來調節(jié)拉桿的長度，實現(xiàn)踏板自由行程的調節(jié)繩索式可以消除位移和變形等缺點多用于微、輕型車定義：通過駕駛員使離合器分離，而后又使離合器柔和結合的機構。按照分離離合器的操縱能源，分為：人力式：全部操縱能量又駕駛員給出；氣壓助力式：以空氣壓縮機產生的壓縮空氣作為主要操縱能源，人力作為輔助或者在氣壓系統(tǒng)失效時的后備能源。7/23/202355武漢大學動力與機械學院機械式操縱機構7/23/202356武漢大學動力與機械學院繩索傳動的機械式操縱機構的組成及工作過程1踏板A固定點4

彈簧5繩索6自動調整裝置B固定點7操縱臂8分離臂9分離軸承10分離推桿7/23/202357武漢大學動力與機械學院兩種機械式操縱機構的比較

桿系傳動：優(yōu)點：結構簡單；成本低；壽命長；可靠