汽车构造下复习整理Word文档格式.docx
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（4）中置后驱（MR）
跑车，方程式赛车，部分大中型客车卧式发动机布置在地板下
发动机功率高；
缩短传动轴长度；
空间利用率较高；
散热效果较好；
稳定性一般；
操作距离较长，操作机构结构较复杂。
4.汽车传动系统有哪几种类型？
各有什么特点？
（1）机械式：
传动系统全部由机械部件组成
（2）液力式
a.液力机械式：
部分机械部件和部分液压传动部件组成传动系统（液体在主从动件间流动的动能变化）
液力耦合器：
只能传递转矩而不能改变之，有离合器部分功能，换挡有冲击
液力变矩器：
可以改变转矩，在一定的范围内能够实现无级变速，配合机械变速箱后，可在几个速度范围内实现无级变速，组成液力机械变速箱。
b.静液式：
主要由液压部件组成（液体静压力能）
液压马达：
空转，相当于空档；
起步，小流量，液压高，驱动力高；
加速，增加流量，液压降低，驱动力减小，车速增加；
改变液体流动方向实现倒车。
（3）电力式
发动机——发电机——电动机
第十四章离合器
第一节
1.离合器的功用
保证汽车平稳起步；
保证传动系统换挡时工作顺利；
防止传动系统过载。
2.离合器的工作原理
Ø
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；
在离合器由分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；
3.离合器的基本性能要求
分离彻底；
结合柔和；
从动部分的转动惯量尽可能小，散热性能好。
4.离合器类型
a.按从动盘个数：
单盘离合器双盘离合器
b.按压紧弹簧类型
膜片弹簧离合器螺旋弹簧离合器
c.按压紧弹簧个数和分布
周布弹簧离合器中央弹簧离合器
第二节膜片弹簧离合器
1.膜片弹簧：
整体呈锥形，由分离指和碟簧两部分组成
2.工作原理：
（1）离合器盖未安装到飞轮上时，两者有间距L，膜片弹簧自由状态，不受力；
（2）离合器盖通过螺钉固定在飞轮上，两者靠近，钢丝支撑圈压膜片弹簧发生弹性变形，锥角变小，膜片弹簧外端对压盘产生压紧力使离合器处于结合状态；
（3）分离离合器，分离轴承推动分离指左移，膜片弹簧绕钢丝支撑圈转动，膜片弹簧外端右移，通过分离弹簧勾拉动压盘右移使离合器分离。
3.优缺点
（1）膜片弹簧离合器传递转矩容量大且较稳定，特性曲线好；
（2）操作轻便；
（3）结构简单且紧凑；
（4）高速稳定性好；
（5）散热通风性好；
（6）摩擦片寿命长；
（7）从动片磨损后压紧力下降不大。
（1）膜片弹簧制造困难；
（2）分离指部分刚度低，分离效率低；
（3）分离指根部应力集中，易产生裂纹或损坏；
（4）分离指舌尖易磨损，难以恢复。
3.结构形式
（1）推式膜片弹簧离合器：
分离时，分离指内端受力朝向压盘，膜片锥顶向后，大端压在压盘上，对压盘施加力；
（2）拉式膜片弹簧离合器：
分离时，分离指内端受力离开压盘，膜片锥顶向前，中部压在压盘上，对压盘施加力。
（3）比较：
拉式膜片弹簧离合器在同样的压盘直径下具有高的压紧力和转矩容量，在要求同样的传递转矩时，结构紧凑、简单、质量轻、从动盘转动惯量小、工作平稳冲击小的优点；
缺点是分离轴承制造难度大，装配精度要求高、不便维护的
（4）按支撑环数目分：
a.推式：
双支撑环式（MF型，DS型，DST型），单支撑环式（DBV型，GMF型，DB/DBP型），无支撑环式（DBR型，D/DR型，CP型）
b.拉式：
无支撑环式（MFZ），单支撑环式（DT/DTP型，GMFZ型）
第三节螺旋弹簧离合器
1.周布弹簧离合器
（1）结构特点：
飞轮与压盘都是主动部分；
离合器盖与压盘之间用沿圆周切向均匀布置的传动片连接，并通过离合器盖连接在飞轮上，因此压盘也是主动部分；
从动盘处于压盘与飞轮之间；
通过压盘四周均匀排列的螺旋弹簧，将压盘、从动部分、飞轮压紧在一起；
分离时分离杠杆的外端推动压盘，克服压紧弹簧力，使主动部分与从动部分分离。
离合器需要与曲轴一起作动平衡，为保证拆卸后的安装，离合器盖与飞轮之间用定位销来保证相对角位置；
与膜片弹簧离合器相比结构复杂，质量大，周布的螺旋弹簧受离心力的影响产生径向变形，并因减小压紧力而导致打滑。
（2）分离刚杆：
作用：
推动压盘，克服压紧弹簧力，使主动部分与从动部分分离
结构特点：
为了避免运动干涉，分离杠杆采用浮动销的结构；
为了减小分离杠杆上部的摩擦力，其上部与压盘为刀口支撑。
分离杠杆的靠扭转弹簧实现复位；
通过调整调整螺母保证各个分离杠杆的小指在同平行于飞轮的平面内。
2.中央弹簧离合器
（1）压紧弹簧位于离合器中央，一般只采用一个，也有采用轴线重合的内外两个螺旋弹簧。
（2）主、从动部分与周布相同
（3）压紧机构：
中央弹簧，分离套筒，拉杆，压紧刚杆
（4）分离机构：
分离套筒，分离弹簧，分离摆杆
（5）分离过程：
分离轴承前移——压紧弹簧压缩——压紧刚杆内端前移，外端后移——压盘后移——分离摆杆转动——中间压盘后移
（6）优点：
平衡机构：
使中央弹簧的压紧力均匀的布置在压紧杠杆上。
间隙调整：
通过调整机构可以方便的消除因摩擦片磨损而产生的间隙。
可利用较大杠杆比，在保证压力的前提下，操纵轻便。
（7）其他：
采用矩形或圆形断面的圆锥弹簧代替圆柱螺旋弹簧缩短周向距离。
第四节
1.离合器压盘的传力方式：
要求：
传递动力时，压盘和飞轮一起带动从动盘转动；
分离过程中，保证压盘可以自由的运动。
（1）压盘上铸有凸台，离合器盖上开窗口，凸台穿过窗口（单盘离合器）；
（2）采用键连接方式（部分单盘离合器）；
（3）采用传力销连接方式（双盘离合器）
2.离合器踏板自由行程
摩擦片使用磨损后变薄，压盘、从动盘向飞轮方向移动一段距离，为保证压紧，分离刚杆内端（小指）向后移动一段距离，为此，在安装时分离杠杆内端和分离轴承之间应留有一段距离，因此离合器踏板有一段空行程以克服这段距离，称为离合器踏板自由行程。
调整前应将分离杠杆小指调整至与飞轮端面平行的一个平面内。
3.离合器散热
过热不利影响：
摩擦性能下降，压紧弹簧退火压紧力减小，从动盘变形
措施：
开散热窗口，设置散热筋，采用绝热、隔热材料，结构上考虑变形余量
第五节从动盘和扭转减振器
1.从动盘
组成：
从动盘本体，摩擦片，从动盘毂
形式：
要求从动盘本体具有轴向弹性
（波形片的形式和安装，三种形式的优缺点）
a.整体式弹性从动盘
b.分开式弹性从动盘
c.组合式弹性从动盘
2.扭转减振器
原因：
发动机曲轴输出的转矩周期性变化，由此产生扭转振动，可能发生共振，缩短零件寿命；
紧急制动和离合器猛烈结合造成的冲击。
安装扭转减振器
原理：
减振弹簧吸收能量，阻尼片通过摩擦衰减弹簧吸收的能量
动力传递：
从动盘本体、减振器盘——减振弹簧——从动盘毂——轴
其他：
变刚度扭转减振器
采用两组不同的减振弹簧，装弹簧窗口长度不一，以此获得变刚度特性，吸收对传动系不利的系统共振，降低系统噪声。
第六节离合器操纵机构
工作：
始于离合器踏板，终于飞轮壳内的分离轴承
分类：
人力式：
机械式操作机构
液压式操作机构
气压助力式：
气压助力式机械操作机构
气压助力式液压操作机构
1.人力式：
以驾驶员肌体作为唯一操作能源
（1）机械式
a.杆系传动装置
结构简单，成本低，寿命长，可靠性高
关节多，摩擦损失大，不适合远距离操纵，受车身或车架变形影响
b.绳索传动装置（自动调整功能）
结构简单，成本低，克服杆系操作机构不适合远距离操纵、受车身或车架变形影响的缺点，可采用吊挂式离合器踏板
绳索寿命短，拉伸刚度小，拉伸变形导致踏板行程增加
（2）液压式
主缸，工作缸，管路
摩擦阻力小，质量小，布置方便，结合柔和，不受车身或车架变形的影响
漏油，要维护
主缸单向阀：
由皮碗和活塞顶部圆周分布的小孔构成，松开踏板时，活塞左面产生真空度使皮碗弯曲，液压油经小孔从皮碗间隙流入之
（3）其他：
踏板助力装置——弹簧助力装置（其他有助力装置，气压助力）
弹簧助力装置的助力存在由负到正的过程，助力弹簧在后段行程中释放的能量是在前段行程中驾驶员对其作功转化而来，故仍然属于人力操纵范畴。
（2）气压助力式
定义：
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。
气源：
气压助力式离合器操纵机构一般用于重型车辆，并与车辆中的气压制动系统共用一套
气压助力式机械操纵机构；
气压助力式液压操纵机构
气压助力的输出力与踏板力和踏板行程是递增函数关系；
气压助力失效时，应保证能借人力操纵离合器。
特点：
可以减轻驾驶员的疲劳；
可以产生很大的操纵力，广泛应用于大、重型汽车；
操纵系统的质量较大；
密封性要求高；
成本较高。
第十五章变速器和分动器
第一节变速器功用和类型
1.功用：
改变传动比，扩大驱动轮的转矩和转速范围，以适应经常变化的行驶工况；
实现倒车；
利用空档，中断动力传递。
2.类型
a.按传动比变化方式
（1）有级式变速器：
应用最广泛，有若干固定的传动比，分轴线固定式和轴线旋转式（行星齿轮），档位数指前进档位数
（2）无级式变速器：
传动比在一定范围内连续可变，分电力式和液力式
（3）综合式变速器：
由液力变矩器和齿轮式有级式变速器组成的液力机械式变速器，传动比在几个间断的范围内连续可变
b.按操纵方式
（1）手动操纵：
直接通过换挡杆换挡
（2）自动操纵：
传动比与档位选择自动进行
（3）半自动操纵：
固定式（几个常用档位自动，其余手动）和预选式（预先选定档位）
第二节变速器的变速传动机构——本节讲普通齿轮式（轴线固定）变速器
普通齿轮式变速器：
轴线固定的有级式变速器
1.三轴式：
第一轴（输入轴），中间轴，第二轴（输出轴）
（1）传动链
输入轴——输入轴/中间轴齿轮——中间轴/输出轴齿轮——输出轴（档位的改变通过不同组合的中间轴/输出轴齿轮实现，输入轴和中间轴啮合的齿轮称为常啮齿轮）
（2）支撑方式
采用圆柱滚子轴承，滚针轴承，向心球轴承支撑。
滚针轴承特点：
可以承受较大的径向载荷，径向尺寸小，可以不装内外圈，可以装在空间狭小的地方
（3）操作方式
通过各拨叉推动同步器或者结合套实现换挡操作
（4）润滑方式与密封
变速器壳内注入齿轮油，通过飞溅润滑的方式润滑齿轮副，轴承，轴，齿轮上开径向孔或者齿轮毂上开径向油槽来润滑所在部位的轴承。
润滑油应避免流入变速器前的离合器和变速器后的万向节。
（5）几点说明
a.直接挡：
变速器输入轴和输出轴直接连接输出动力的档位
b.传动比：
输入轴/中间轴常啮齿轮的传动比乘以各档位的齿轮的传动比
c.采用结合套或同步器换挡与移动齿轮换挡的比较：
采用斜齿轮，承载能力强，噪声小，寿命长，相同承载时尺寸小；
结合齿圈的齿宽小，结合脱离迅速，驾驶员省力；
减少换挡冲击，噪声小；
结合齿圈、齿轮用花键连接，结合齿圈、同步器损坏后可更换，避免整体报废的情况；
结合齿圈、同步器寿命比移动齿轮短
d.三轴变速箱如果采用一根中间轴，啮合齿轮副产生的径向力将引起输出轴的变形，这种变形引起输出轴的抖动，并引起传动系统的工作异常。
在中型以上的汽车上这种变型更为明显，因此有时采用双中间轴的方式来消除输出轴的变形
e.超速挡，传动比小于1，适于良好路面和轻载行驶，提高燃油经济性；
若发动机功率补足，超速挡应用率不高，燃油经济性不明显，而起引起动力不足
d.前进当时，输入、输出轴的转向相同；
输入轴长度较短，强度好，易制造
2.二轴式
（1）无中间轴，输入轴和输出轴平行；
（2）没有直接档，高速挡效率比三轴式变速箱低；
（3）只有一对齿轮啮合传动，机械效率高，噪声小；
（4）输入轴和输出轴的转动方向相反；
（5）结构简单，紧凑，容易布置；
（6）广泛应用于FF和RR的汽车上，主减速器和差速器往往集成在变速器内。
3.防止自动跳档
结合套和结合齿圈的结合长度短，经常换挡造成磨损，汽车在行驶中可能会因为振动使得结合套和结合齿圈脱开，即发生自动跳档
齿端制成倒斜面；
花键毂齿端的齿厚切薄；
结合套齿端形成凸肩（超越结合或结合位置错开）。
4.组合式变速器——适用于重型载货汽车
以四档或五档变速器为主体，通过更换齿轮副和配置不同副变速器的方法，使变速器获得更多的档数和更宽广的传动比变化范围。
注意：
副变速器传动比比较大时，要放在主变速器后面，以减小主变速器的尺寸和质量；
若副变速器的传动比比较小时，也可以放在主变速器前面。
分段式配档和插入式配档
第三节同步器
1.要求：
换挡时，待啮合的一对齿轮或结合套和结合齿圈上内外花键的齿的相对转速要相等，以保证换挡平顺
2.作用：
没有同步器的普通变速器操纵复杂，容易产生冲击，对驾驶员的熟练度要求高，容易疲劳，因此采用同步器使得即将啮合齿轮的结合部位与结合套的速度相等，实现同步
3.分类：
同步器都是利用摩擦原理工作的
（1）常压式：
基本淘汰，工作不可靠，未同步就可能啮合
（2）惯性式：
锁环式和锁销式，在结构上保证在未同步时不啮合
a.锁环式惯性同步器
同步环、结合套、花键毂、滑块、定位销（配合结合套上的球面凹槽起到空档定位的作用）与弹簧
当拨环力矩M2大于惯性力矩M1时，才能结合，通过控制锁止角达到要求
结构：
结合齿圈的外锥面和同步环的内锥面产生摩擦力矩；
花键毂通槽宽度为同步环凸起部分宽度加一个结合套上的齿厚；
结构紧凑；
径向尺寸小；
锥面间产生摩擦力不大；
结合齿端面作为锁止面，容易磨损而失效；
适用于转矩不大的高速档或者轿车和轻型车辆。
b.锁销式惯性同步器
锁销式同步器在结构允许采用较大的摩擦面，摩擦锥面之间可以产生较大的摩擦力矩，并缩短同步时间，减少驾驶员的疲劳。
锁止面为锁销肩部锥面和结合套上锁销孔两端的锥面。
（3）自行增力式
弹簧片的变形使得摩擦力矩大大提高，使得换档更省力、更迅速，提高了换档的效率。
第四节变速器操作机构
驾驶员根据路况准确挂上或摘下某档位，保证汽车安全行驶
直接操作机构和远距离操作机构
1.直接操作机构——变速器距离驾驶员座位近
变速杆，拨块，拨叉，拨叉轴，安全装置
一个拨叉最多操作两个档位；
汽车仪表盘或操作手柄上要有档位分布图
安全装置：
自锁装置——防止变速器自动脱档并且保证齿轮在全齿宽处啮合；
互锁装置——防止变速器同时挂上两个档位（只有两套拨叉的自锁和互锁装置可以统一）；
倒档锁装置——防止误挂入倒档（通过增加挂倒档的力提醒之）。
结构紧凑、简单，操作方便
2.远距离操作机构——变速器距离驾驶员座位远
在变速杆和拨叉等内部机构之间加装传动机构或辅助杠杆（外部装置）
操作机构要有足够刚度，连接件间间隙要小，保证换档手感
两种机构：
单杆远距离操作机构——刚度大，碰撞安全性差；
双杆远距离操作机构——靠两根杆的退和拉，消除间隙，增加换档手感。
3.其他
（1）预选式气动操作机构——开关、空气压力、气缸、活塞操作
（2）电控操作机构——电子控制、转速控制同步，可取消同步器、取消离合器踏板、使远距离操作变得容易
第五节分动器
将变速器输出动力分配到各驱动桥，具有一个输入轴，多个输出轴；
两档分动器兼作副变速器。
非先接上前桥不得挂上低速挡，非先退出低速挡不得摘下前桥（低速档转矩大，防止中后桥超载），可通过操作机构的机械结构保证。
第十六章汽车自动变速器
第一节概述
自动变速器：
根据发动机的负荷和车速等工况，自动变换传动系统的传动比，使汽车获得良好的动力性和燃油经济性；
并且可有效降低排放，以及提高汽车的安全性、乘坐舒适性和操纵轻便性。
类型：
有级式自动变速器——机械式齿轮变速器+电控部分=电控式机械变速器；
无极式自动变速器——电力式，液力式，金属带式无级变速器；
综合式自动变速器——液力变矩器+齿轮式有级变速器=液力机械式变速器。
液控液压自动变速器——通过各种控制阀将各种参数转化为液压控制信号，根据事先设定好的换挡规律，直接控制换档阀换档；
电控液压自动变速器——电控单元ECU根据各传感器的信号参数，根据事先设定好的换档规律，控制液压阀和液压执行机构进行换档。
组成：
液压传动系统，机械式齿轮变速系统，液压操纵系统，液压或电子控制系统（电控式最后也要将电子信号通过换档电磁阀和油压电磁阀转变成液压控制信号）
第二节液力耦合器和液力变矩器
液力传动分动液传动和静液传动。
动液传动是靠液体循环流动时动能的变化传递动力。
静液传动是靠液体在封闭工作容积内压能的变化传递动力。
液力耦合器和液力变矩器都是动液传动转置。
1.液力耦合器
主动元件：
外壳固定在发动机曲轴上，泵轮刚性连接在外壳上，三者组成泵轮，为主动元件
从动元件：
叶轮与从动轴相连，组成涡轮，为从动元件
泵轮与涡轮统称为工作轮
循环圆：
泵轮和涡轮装合后，通过轴线的纵断面呈环形
工作液的流动：
既绕轴线作圆周运动，又沿循环圆运动，为首尾封闭的环形螺旋线
工作过程：
泵轮将发动机传来的机械能作用于工作液，使其动能提高，工作液向涡轮传递动能，本身动能减小。
（液体径向和外缘的压力差和流动关系）
耦合器传动必要条件：
泵轮和涡轮之间要有循环流动的液体，而液体能够循环流动的条件是泵轮和涡轮之间有速度差，从而两轮叶轮外缘产生压力差。
汽车起步：
略
优点：
泵轮和涡轮之间可以有较大的转速差，保证汽车起步和加速过程的平稳，缓和传动系统的扭转振动，防止传动系统过载；
传动系统的使用寿命长；
在汽车短暂停车时可以不中断传动系统，可以减少换档次数。
缺点：
只能传递扭矩而不能改变其大小，需要和变速机构一起使用；
不能完全中断动力，仍需要离合器在换挡时中断动力，减小换档冲击，质量、尺寸大；
液流损失，传动系统效率低。
2.液力变矩器
泵轮，涡轮和导轮（固定在不动的套管上）
作用：
传递转矩，且能根据涡轮转速的不同改变输出转矩的大小
改变转矩：
有固定不动的导轮，给涡轮一个反作用力矩，改变涡轮的输出转矩
原理：
液力变矩器工作轮展开示意图
过程：
以汽车起步为例。
泵轮、涡轮、导轮对油液的力矩Mb，Mw’，Md，涡轮输出力矩Mw=-Mw’，数值上满足Mw=Mb+Md。
随着涡轮转速增加，从涡轮流出的油液速度与导轮叶片进入方向变化，从而使得Mw随涡轮转速增大而减小，当涡轮与泵轮转速相同时，不输出转矩。
特性：
传动比i=Mw/Mb<
=1；
变矩系数K=Mw/Mb
特点：
根据汽车行驶阻力改变变矩系数的无级变速器，可以保证汽车起步平稳，衰减传动系统中的扭转振动，防止传动系统的超载
单向离合器：
分为滚柱式和楔块式，控制导轮的固定和随涡轮转动，使液力变矩器在耦合器和变矩器之间转换，改善变矩器特性，提高效率
（1）单级双相三元件综合式液力变矩器
利用耦合器在高传动比式比变矩器效率高的特点，在某一传动比ik时，利用单向离合器使导轮随涡轮转动，变成耦合器。
气蚀现象，即压力降低造成的气泡，通过补偿压力克服，但要注意磨损问题
结构简单，工作可靠，性能稳定，最高效率达92%，转为耦合器后最高效率达96%。
（2）单级三相四元件综合式液力变矩器
有两个导轮，故可组成两个变矩器和一个耦合器，用以克服上变矩器在工况转换点附近效率显著降低的缺点。
（3）带锁止离合器的液力变矩器
高速时，将泵轮和涡轮结合为一体，直接输出动力，转为直接机械传动，提高燃油经济性；
当汽车起步或在坏路面情况下行驶，分离泵轮和涡轮，作变矩器工作，充分利用其输出转矩随路面阻力变化的优点。
注意：
在锁止离合器工作时，单向离合器要脱开，防止导轮不转导致液力损失增大。
第三节液力机械变速器
有级式齿轮变速器多采用行星齿轮变速机构，但也有用轴线固定的齿轮变速器
1.行星齿轮变速机构的工作原理
太阳轮转速n1，齿圈转速n2，行星架转速n3，齿圈齿数和太阳轮齿数比a有如下关系：
n1+a*n2-（1+a）*n3=0
根据上关系得，只要固定三个中的一个，则可得到一个传动比，若有任意两个固定，则三个的转速均相等，为直接档，若三个均自由运动，则行星齿轮机构失去传动作用，为空档。
2.复合式行星齿轮机构的工作原理
为了获得较多的档位，采用两排或多排行星齿轮机构。
（1）辛普森式
两排行星齿轮机构功用一个太阳轮，有四个换档执行机构（两个换档离合器、两个换档制动器），每换一个档位需要两个换档执行器一起工作。
运动规律有四个方程。
（2）拉威挪式
两排行星齿轮机构功用一个行星架和齿圈，其结构紧凑，能传递较大的力矩，与辛普森式相比结构复杂，传动效率略低。
3.液力机械自动变速器的几种结构形式
（1）液力变矩器和行星齿轮变速器组合
总传动比为液力变矩器的变矩系数和机械变速器传动比的乘积，因此可以在几个间断的范围内实现无级变速。
（2）液力变矩器和轴线固定式齿轮变速器组合
由带锁止离合器的液力变矩器、轴线固定式齿轮变速器、液压控制系统、电子控制系统组成。
变矩器整体可起到飞轮的作用。
用离合器换档，不存在换档冲击问题。
（3）带锁止离合器的液力变矩器、换档离合器和全同步变速器组合
WSK系统：
由锁止离合器、变矩器、滑行单向离合器、换档离合器组成的“变矩器—换档
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