汽車原理及保養(yǎng)

汽車原理及保養(yǎng)第1頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月§3汽車傳動系

§3.1汽車傳動系統(tǒng)概述§3.2離合器§3.2.1離合器的功用與要求§3.2.2摩擦離合器的工作原理§3.3變速器與分動器§3.3.1概述§3.3.2普通齒輪變速器的變速傳動機(jī)構(gòu)§3.3.3自動變速器§3.4萬向傳動裝置

第2頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.1汽車傳動系統(tǒng)概述一、汽車傳動系統(tǒng)的功能汽車傳動系統(tǒng)的基本功用是將發(fā)動機(jī)發(fā)出的動力傳給驅(qū)動車輪。傳動系統(tǒng)的首要任務(wù)是與發(fā)動機(jī)協(xié)同工作，以保證汽車能在不同使用條件下正常行駛，并具有良好的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。為此，任何形式的傳動系統(tǒng)都必須具有如下功能：⑴實現(xiàn)汽車減速增矩⑵實現(xiàn)汽車變速⑶實現(xiàn)汽車到檔⑷必要時中斷傳動系統(tǒng)的動力傳遞⑸應(yīng)使車輪具有差速功能

第3頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.1汽車傳動系統(tǒng)概述二、汽車傳動系統(tǒng)的組成現(xiàn)代汽車普遍采用的是活塞式內(nèi)燃機(jī)，與之相配用的傳動系統(tǒng)大多數(shù)是采用機(jī)械式的。普通雙軸貨車的機(jī)械式傳動系統(tǒng)的組成及布置，如圖所示。發(fā)動機(jī)縱向安置在汽車前部，并且以后輪為驅(qū)動輪。圖中有標(biāo)號的部分為傳動系。發(fā)動機(jī)發(fā)出的動力依次經(jīng)過離合器l、變速器2，和由萬向節(jié)3與傳動軸8組成的萬向傳動裝置，以及安裝在驅(qū)動橋4中的主減速器7、差速器5和半軸6，最后傳到驅(qū)動車輪。

機(jī)械式傳動系統(tǒng)一般組成及布置示意圖1.離合器；2.變速器；3.萬向節(jié)；4.驅(qū)動橋；5.差速器；6.半軸；7.主減速器；8.傳動軸第4頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.2.1離合器的功用與要求離合器是汽車傳動系的組成部件，它通常裝在發(fā)動機(jī)曲軸的后端，傳動系通過離合器與發(fā)動機(jī)相連。汽車掛檔起步時，左腳逐漸抬起離合器踏板，右腳逐漸踏下加速踏板使發(fā)動機(jī)供油量增大，才能使汽車緩緩起步。換檔時，只有將離合器踏板踏下后，才有可能避免齒輪輪齒的撞擊；緊急制動時若來不及踩離合器踏板時，發(fā)動機(jī)和傳動系都受到很大沖擊，但發(fā)動機(jī)與傳動系的機(jī)件并沒有因此而過載損壞。這說明了離合器的具體功用如下：

1.保證發(fā)動機(jī)順利起動和汽車平穩(wěn)起步2.保證傳動系在換檔時工作平順3.防止傳動系過載

第5頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月1.保證發(fā)動機(jī)順利起動和汽車平穩(wěn)起步發(fā)動機(jī)起動時，先踏下離合器踏板使離合器分離，以減少起動機(jī)的起動阻力(尤其在嚴(yán)寒季節(jié)更明顯)，否則，會使發(fā)動機(jī)起動困難，同時影響了起動機(jī)的使用壽命。

有離合器無離合器第6頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月有離合器的情況如果發(fā)動機(jī)與傳動系之間有離合器，在汽車起步前，駕駛員先踏下離合器踏板，使發(fā)動機(jī)與傳動系分開，待掛—上適當(dāng)?shù)臋n位后，再慢慢抬起離合器踏板，同時，適當(dāng)加大油門。這時，離合器的主、從動部分在相對滑轉(zhuǎn)的狀態(tài)下逐漸接合，使發(fā)動機(jī)傳給驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)增加。從而使汽車平穩(wěn)起步。

第7頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月無離合器的情況如果傳動系與發(fā)動機(jī)之間沒有離合器，而是剛性地聯(lián)接，汽車起步時，駕駛員將傳動系的變速器掛入—定的工作檔位，靜止的汽車在突然接上動力的瞬間將會猛烈前沖，產(chǎn)生很大的慣性力。發(fā)動機(jī)在這—慣性力的作用下，轉(zhuǎn)速急劇下降到最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速(300～500r／min)以下，而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)熄火。這樣，汽車將不能起步。

第8頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2.保證傳動系在換檔時工作平順變速器需要換檔時，駕駛員踩下離合器踏板，暫時切斷發(fā)動機(jī)與變速器之間的聯(lián)系，解除了嚙合齒輪齒面間的壓力，使摘檔自如。同時，由于離合器切斷了發(fā)動機(jī)與變速器的聯(lián)系后，使變速器第一軸聯(lián)系的轉(zhuǎn)動慣量只有離合器的從動部分而大大減小。這樣就使將要嚙合的兩齒輪的輪齒速度在同步器或采用兩腳離合器的作用下，很快達(dá)到同步，齒輪進(jìn)入嚙合時輪齒間的沖擊將大大減輕，使換檔時工作平順。

第9頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月3.防止傳動系過載當(dāng)汽車緊急制動時，如果沒有離合器，發(fā)動機(jī)將受緊急制動的影響而急劇降速，因此產(chǎn)生很大的慣性轉(zhuǎn)矩(數(shù)值將大大超過發(fā)動機(jī)發(fā)出的最大轉(zhuǎn)矩)作用在傳動系上，造成其內(nèi)部機(jī)件的超載損壞。

第10頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.2.2摩擦離合器的工作原理一、摩擦離合器的組成和工作原理當(dāng)前汽車所采用的摩擦離合器為干摩擦式離合器。它主要由主動部分、從動部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成，其工作原理如圖所示。發(fā)動機(jī)飛輪1是離合器的主動部分，作為從動部分的從動盤2與花鍵轂6鉚合在一起?；ㄦI轂與從動軸(即變速器第一軸)借滑動花鍵相連。壓緊機(jī)構(gòu)的彈簧通過壓盤將從動片壓緊在飛輪的端面上，發(fā)動機(jī)的動力則由飛輪和壓盤的端面，通過摩擦作用傳給離合器的從動部分，經(jīng)從動軸傳給汽車傳動系，以產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩使汽車前進(jìn)。此時，離合器處于接合狀態(tài)如圖a。當(dāng)踏下離合器踏板時，花鍵轂、從動盤克服壓緊彈簧的預(yù)緊力而后移，使從動盤與飛輪脫離接觸，切斷了動力。此時，離合器處于分離狀態(tài)，如圖3-2b。摩擦離合器工作原理1.飛輪；2.從動盤；3.踏板；4.壓緊彈簧；5.從動軸；6.從動盤花鍵轂

第11頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月二、離心離合器(自動離合器)

離心離合器按其在靜止?fàn)顟B(tài)時的離合情況可分為開式和閉式兩種:開式只有當(dāng)達(dá)到一定工作轉(zhuǎn)速時，主、從動部分才進(jìn)入接合；閉式在到達(dá)—工作轉(zhuǎn)速時，主、從動部分才分離。在起動頻繁的機(jī)器中采用離心離合可使發(fā)動機(jī)在運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后才接入負(fù)載。如發(fā)動機(jī)的起動力矩很大時，采用開式離心離合器就可避免發(fā)動機(jī)過載，或防止傳動機(jī)構(gòu)受到很大的動載荷。又因這種離合器是靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩的，故轉(zhuǎn)矩過大時也可通過打滑而起保安作用。

第12頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月開式離心離合器如圖所示為開式離心離合器的工作原理圖，在兩個拉伸螺旋彈簧3的彈力作用下，主動部分的一對閘塊2與從動部分的鼓輪1脫開；當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某—數(shù)值后，離心力對支點4的力矩增加到超過彈簧拉力對支點4的力矩時，便使閘塊繞支點4向外擺動與從動鼓輪1壓緊，離合器即進(jìn)入接合狀態(tài)。當(dāng)接合面上產(chǎn)生的摩擦力矩足夠大時，主、從動軸即一起轉(zhuǎn)動。

第13頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.3.1概述一、變速器的功用與分類由于汽車上廣泛采用活塞式發(fā)動機(jī)，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化的范圍較小，而汽車行駛條件非常復(fù)雜，要求驅(qū)動力和行駛速度能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。另外，活塞式發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是一定的，而實際運行過程中除前駛外，還需要倒向行駛。為此在傳動系中設(shè)置了變速器。

第14頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月一、變速器的功用與分類1.變速器的功用變速器的主要功用有：變速變扭；在發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的條件下，使汽車能倒向行駛；利用空擋，使發(fā)動機(jī)與傳動系中斷動力傳遞，以利于發(fā)動機(jī)起動、怠速和變速換擋或進(jìn)行動力輸出。在多軸驅(qū)動的汽車上，還裝有分動器，把轉(zhuǎn)矩分配到各個驅(qū)動橋。

第15頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2．變速器的分類

(1)按變速器傳動方式分：齒輪式變速器和液力機(jī)械式變速器兩種形式。齒輪式變速器由多組齒輪相互嚙合傳動，構(gòu)成若干不同的擋位，其傳動比是分級變速的，所以，齒輪式變速器屬有級變速器。具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、傳動效率高等特點，應(yīng)用較廣泛。

液力機(jī)械式變速器是由液力變扭器與齒輪式變速器組成，液力變扭器利用液力進(jìn)行傳動，在一定的范圍內(nèi)可以實現(xiàn)無級變速。但因其傳動比變化范圍較小，一般很少單獨使用，而是將液力變扭器與齒輪式變速器相結(jié)合，構(gòu)成液力與機(jī)械傳動相結(jié)合，無級與有級變速相結(jié)合的液力機(jī)械式變速器，能更好地適應(yīng)汽車行駛條件的變化，這種變速器在現(xiàn)代汽車上應(yīng)用愈來愈廣泛。

(2)按變速器操縱方式分：強(qiáng)制操縱式、半自動操縱式和自動操縱式變速器三種。

第16頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月二、普通齒輪變速器的工作原理普通齒輪變速器由若干可變換傳動比的齒輪副和外殼組成，從而實現(xiàn)變速、變扭和變向。

1．變速原理

由齒輪傳動的原理可知，一對齒數(shù)不同的齒輪因嚙合傳動時可以變速，而且兩齒輪的轉(zhuǎn)速與其齒數(shù)成反比。設(shè)主動齒輪轉(zhuǎn)速為n1，齒數(shù)為z1；從動齒輪轉(zhuǎn)速為n2，齒數(shù)為z2。傳動比即是主動輪(即輸入軸)轉(zhuǎn)速與從動輪(即輸出軸)轉(zhuǎn)速的比值，用字母表示。即如圖a所示，若小齒輪z1為主動輪，其轉(zhuǎn)速經(jīng)大齒輪z2傳出時就降低了，即n1<n2，稱為減速傳動，此時傳動比>1；如圖b所示，若大齒輪z2為主動輪，其轉(zhuǎn)速經(jīng)小齒輪z1傳出時就升高了，即n1>n2，稱為增速傳動，此時傳動比<1。這就是齒輪傳動的變速原理，汽車變速器就是根據(jù)這一原理利用若干大小不同的齒輪副傳動來實現(xiàn)變速的。

齒輪傳動的基本原理a）減速傳動；b）增速傳動1.主動齒輪，齒數(shù)為Z1；2.從動齒輪，齒速為Z2

第17頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月變速器擋位一對齒輪傳動只能得到一個固定的傳動比，構(gòu)成一個擋位。為了擴(kuò)大變速器輸出轉(zhuǎn)速的變化范圍，通常都采用多組大小不同的齒輪嚙合傳動，構(gòu)成了不同的擋位，從而可得到不同的輸出轉(zhuǎn)速。一般轎車和輕、中型客貨車輛的變速器通常有3～6個前進(jìn)擋和一個倒擋。所謂變速器擋數(shù)就是指其前進(jìn)擋數(shù)。降速擋：傳動比值>1的擋位稱為降速擋，其輸出軸轉(zhuǎn)速低于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，而且傳動比越大則輸出轉(zhuǎn)速越低；直接檔：=1的擋位稱為直接檔，其輸出軸轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相等；超速擋：<1的擋位稱為超速擋，其輸出軸轉(zhuǎn)速超過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。

第18頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月變速器原理變速器就是通過擋位變換來改變傳動比，實現(xiàn)多級變速的。由齒輪傳動的原理可知，齒輪傳動的轉(zhuǎn)矩與其轉(zhuǎn)速成反比。設(shè)主動輪的轉(zhuǎn)速為n1，轉(zhuǎn)矩為M1

；從動輪的轉(zhuǎn)速為n2

，轉(zhuǎn)矩為M2

，即：n1／n2＝M1/M2

。可得出，因此，齒輪式變速器在改變轉(zhuǎn)速的同時也改變了輸出轉(zhuǎn)矩，傳動比既是變速比也是變矩比，汽車變速器就是利用這一原理，通過改變各擋的傳動比來改變輸出轉(zhuǎn)速，從而改變其輸出轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)汽車行駛阻力的變化。

第19頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2．變向原理外嚙合的一對齒輪旋向相反，每經(jīng)一傳動副，其軸便改變一次轉(zhuǎn)向，所以，二軸式變速器的倒擋是在輸入軸與輸出軸之間加裝了一根倒擋軸和倒擋齒輪(此為惰輪)，使其輸出軸與前進(jìn)擋時的旋向相反，從而可以使汽車倒向行駛。三軸式變速器前進(jìn)擋的輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)向相同，其倒擋則是在中間軸與輸出軸之間加裝一根倒擋軸和倒擋齒輪，使輸出軸與輸入軸轉(zhuǎn)向相反，從而可使汽車倒駛。

第20頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.3.2普通齒輪變速器的變速傳動機(jī)構(gòu)

變速器包括變速傳動機(jī)構(gòu)和變速操縱機(jī)構(gòu)兩大部分。變速傳動機(jī)構(gòu)是變速器的主體，由一系列相互嚙合的齒輪副及其支承軸以及作為基礎(chǔ)件的殼體組成，主要作用是變速、變矩和變向。變速操縱機(jī)構(gòu)的主要作用是實現(xiàn)速比和轉(zhuǎn)向的改變——換擋。

第21頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月一、兩軸式變速器

兩軸式齒輪變速器主要應(yīng)用于發(fā)動機(jī)前置、前輪驅(qū)動(FF方式)和發(fā)動機(jī)后置、后輪驅(qū)動(RR方式)的中、輕型轎車上，以便于汽車的總體布置。目前，轎車上采用發(fā)動機(jī)前置、前輪驅(qū)動的布置形式越來越廣泛，其中前置發(fā)動機(jī)又有縱向布置和橫向布置兩種形式，與其配用的兩軸式變速器也有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式。

第22頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月1．基本構(gòu)造(如圖所示)

第一檔齒輪5、6相嚙合而3、4和離合器A、B均脫離；第二檔齒輪3、4相嚙合而5、6和離合器A、B均脫離；第三檔離合器A、B相嵌合而齒輪5、6和3、4均脫離；倒退檔齒輪6、8相嚙合而3、4和5、6以及離合器A、B均脫離。此時，由于惰輪8的作用，輸出軸Ⅱ反轉(zhuǎn)。

汽車變速箱

第23頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月二、同步器的工作原理

同步器是在接合套換擋裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其功用是使接合套與待接合的齒圈二者之間迅速達(dá)到同步，并阻止二者在同步前進(jìn)入嚙合，從而可消除換擋時的沖擊，縮短換擋時間，簡化換擋過程。

同步器由同步裝置(包括推動件和摩擦件)、鎖止裝置和接合裝置三部分組成，目前所有的同步器幾乎都是采用摩擦式同步裝置，但其鎖止裝置不同，因此工作原理亦有所不同。按工作原理同步器可分為常壓式和慣性式兩大類。目前應(yīng)用最廣泛的是各種類型的慣性同步器。第24頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.3.3自動變速器

機(jī)械變速器傳動效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單，但因其動載荷大，易使零件過早地磨損。

從發(fā)展趨勢上來看，自動變速器大多采用液力傳動與機(jī)械變速器組合，控制方式上，由手動一半自動一全自動一電子操縱控制系統(tǒng)，并向智能化方向發(fā)展。

第25頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月一、自動變速器的優(yōu)點(1)使駕駛操作簡便省力，提高了行車的安全性。(2)提高了發(fā)動機(jī)和傳動系的壽命，因采用液力傳動，發(fā)動機(jī)和傳動系是彈性連接，能緩和沖擊，有利于延長相關(guān)零件的壽命。(3)能自動適應(yīng)行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)自動換擋，提高了汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性。(4)提高了乘車的舒適性。(5)可避免因外界負(fù)荷突增而造成過載和發(fā)動機(jī)熄火現(xiàn)象并且可以降低排放污染。

第26頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月二、自動變速器的組成自動變速器主要由液力變矩器，齒輪變速器、液壓控制系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等幾部分組成，如圖所示。

自動變速器的組成1.變矩器；2.液壓泵；3.輸入軸；4.齒輪變速器；5.液壓控制系統(tǒng)；6.輸出軸；7.油底殼

第27頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)液力變矩器

液力變矩器位于自動變速器的最前端，它通過螺栓與發(fā)動機(jī)的飛輪相連，其作用與采用手動變速器的汽車中的離合器相似。它利用液力傳動的原理，將發(fā)動機(jī)的動力傳給自動變速器的輸入軸，是一種軟連接。

第28頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)齒輪變速器

齒輪變速器是自動變速器的主要組成部分，可以使變速器實現(xiàn)不同的傳動比，使之處于不同的檔位，一般有3～4個前進(jìn)擋和1個倒擋。與液力變矩器配合，可獲得由起步至最高車速的整個范圍內(nèi)的自動變速。

第29頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)液壓控制系統(tǒng)

液壓控制系統(tǒng)包括由許多控制閥組成的閥板總成和液壓管路，閥板總成通常安裝在齒輪變速器下方的油底殼內(nèi)。接受節(jié)氣門開度和車速信號，利用液壓自動控制原理，實現(xiàn)自動換擋。

第30頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)電子控制系統(tǒng)

隨著自動變速器的發(fā)展，目前采用電液式自動變速器越來越多，電液式控制系統(tǒng)除了閥板及液壓管路之外，還包括電腦、傳感器、執(zhí)行器及控制電路等。傳感器將發(fā)動機(jī)和汽車的行駛參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后送給自動變速器的電腦，電腦接受到這些信號后就根據(jù)既定的換檔規(guī)律實現(xiàn)自動換擋。

第31頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.4萬向傳動裝置

萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，有的還設(shè)置有中間支承。萬向傳動裝置的功用是能在軸間夾角及相互位置經(jīng)常變化的兩轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力。萬向傳動裝置的組成1.變速器；2.萬向節(jié)；3.中間傳動軸；4.中間支承；5.主傳動軸；6.驅(qū)動橋；7.分動器；8.發(fā)動機(jī)；9.主減速器；10.驅(qū)動輪；11.轉(zhuǎn)盤；12.轉(zhuǎn)向器第32頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月萬向傳動裝置在汽車上的