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汽车构造主编关文达第十一章汽车传动系统第一节概述
第二节离合器
第三节机械变速器
第四节自动变速器
第五节万向传动装置第六节驱动桥第一节概述一、传动系统的功用与组成1.功用2.组成二、传动系统的分类与布置形式1.机械式传动系统2.液力机械式传动系统3.静液式传动系统4.电力式传动系统一、传动系统的功用与组成
1.功用汽车传动系统的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮，使汽车行驶。2.组成图11-1迈巴赫轿车传动系组成1-半轴2-驱动桥3-传动轴4-万向节5-变速器6-离合器7-发动机二、传动系统的分类与布置形式
1.机械式传动系统五种布置形式（1）发动机前置后轮驱动（FR）（2）发动机前置前轮驱动（FF）（3）发动机后置后轮驱动（RR）（4）发动机中置后轮驱动（MR）（5）全轮驱动（4WD）发动机前置后轮驱动（FR）图11-2前置后驱动机械式传动系布置示意图1-离合器2-变速器3-万向节4-传动轴5-驱动桥6-差速器7-半轴8-主减速器发动机前置后轮驱动（FR）图11-3前置后驱动轿车1-排气消声器2-后悬架3-驱动桥4-传动轴5-变速杆6-变速器7-发动机8-前悬架发动机前置前轮驱动（FF）图11-4前置前驱动轿车1-从动轮2-从动桥3-燃油箱4-排气管5-驱动轮6-前制动盘7-前制动钳8-半轴9-转向器10-前纵梁11-变速器12-发动机13-前横梁发动机前置前轮驱动（FF）图11-5前置前驱动轿车发动机布置形式a)发动机纵置b)发动机横置1-发动机2-离合器3-变速器输入轴4-变速器变速器输出轴5-差速器6-主减速器7-半轴发动机后置后轮驱动（RR）图11-6后置后驱动轿车1-驱动轮2-冷却液管路3-变速杆4-转向器5-从动轮6-散热器7-蓄电池8-变速器9-发动机发动机中置后轮驱动（MR）图11-7中置后驱动轿车1-半轴2-驱动轮3-蓄电池4-从动轮5-备胎6-发动机7-变速器全轮驱动（4WD）全轮驱动汽车可分为全时四驱、分时四驱和适时四驱三类图11-8全轮驱动轿车1-前差速器2-前半轴3-前传动轴4-分动器5-后传动轴6-后差速器7-发动机图11-9全轮驱动奥迪A4轿车1-后减震器2-弹性元件3-传动轴4-前翼子板5-真空助力器6-前减震器7-雾灯8-进气格栅9-前悬架10-行李箱盖11-后翼子板2.液力机械式传动系统3.静液式传动系统4.电力式传动系统
图11-10电力式传动系1-电动机控制器2-发动机3-发电机4-蓄电池5-电动机
第二节离合器一、离合器的功用二、离合器的组成及工作原理1.组成2.工作原理三、膜片弹簧离合器四、周布弹簧离合器一、离合器的功用离合器的主要功用有：（1）平稳起步（2）保证传动系统换挡平顺（3）防止传动系统过载二、离合器的组成及工作原理组成及工作原理摩擦式离合器主要由四部分组成：（1）主动部分（2）从动部分（3）压紧机构（4）操纵机构图11-11离合器的组成及工作原理a）离合器组成b）离合器接合状态c）离合器分离状态1-离合器踏板2-变速器输入轴3-压紧弹簧4-从动盘5-飞轮6-压盘7-离合器盖三、膜片弹簧离合器图11-12膜片弹簧离合器a)结构示意图b)立体图c)膜片弹簧1-钢丝支撑圈2-传动片3-从动盘4-离合器压盘5-膜片弹簧6-离合器盖三、膜片弹簧离合器
图11-13膜片弹簧工作原理示意图a)结构示意图b)接合状态c)分离状态1-离合器盖2-压盘3-膜片弹簧4-前钢丝支撑圈5-后钢丝支撑圈6-分离轴承7-分离钩8-飞轮三、膜片弹簧离合器图11-14离合器压紧弹簧的弹性特性四、周布弹簧离合器图11-15周布弹簧离合器1-飞轮2-从动盘本体3-从动盘毂4-减震器盘5-压盘6-离合器盖第三节机械变速器一、变速器的功用二、普通齿轮变速器1.两轴式变速器2.三轴式变速器三、同步器四、变速器操纵机构1.自锁装置2.互锁装置3.倒挡锁一、变速器的功用1．在较大的范围内改变汽车的行驶速度和汽车驱动轮上转矩的数值。2．在汽车发动机旋转方向不变的前提下，利用倒挡实现汽车倒向行驶。3．在发动机不熄火的情况下，利用空挡中断动力传递，便于发动机起动、怠速和变速器换挡或动力输出。二、普通齿轮变速器普通齿轮变速器（图11-16）主要分为两轴式变速器和三轴式变速器，它们的组成均包括变速传动机构和操纵机构两部分。图11-16普通齿轮变速器结构示意图1-倒档主动齿轮2-五档主动齿轮3-四档主动齿轮4-三档主动齿轮5-二档主动齿轮6-一档主动齿轮7-中间轴8-输入轴9-一、二档同步器10-三、四档同步器11-一档从动齿轮12、15、20-拨叉13-二档从动齿轮14三-档从动齿轮16-四档从动齿轮17-五档从动齿轮18-倒档从动齿轮19-变速杆21-五档、倒档同步器22-输出轴23-倒档中间齿轮二、普通齿轮变速器两轴式变速器特点为输入轴与输出轴平行，且无中间轴，各前进挡的动力均经过一对齿轮传递。图11-17两轴五档变速器结构简图1-主减速器从动齿轮2-主减速器主动齿轮3-变速器输入轴（一轴）4-一档从动齿轮5-一档主动齿轮6-倒档主动齿轮7-二档主动齿轮8-三挡主动齿轮9-三、四挡同步器10-五挡同步器11-五档主动齿轮12-四档主动齿轮13-五档从动齿轮14-四档从动齿轮15-三挡从动齿轮16-二挡从动齿轮17-一、二挡同步器图11-18012型两轴式五档变速器的动力传递
1—输入轴2、3、4、9、10—一、二、三、四、五挡主动齿轮5、8、16、19、24、27—同步器锁环6、17、25—同步器接合套7、18、26—同步器花键毂11、13—倒挡主、从动齿轮12—输出轴14—倒挡齿轮轴15—倒挡中间齿轮20、21、22、23、28—一、二、三、四、五挡从动齿轮29—主减速器主动锥齿轮图11-19两轴变速器立体图1-输入轴2-倒档轴3-同步器4-选档轴5-输出轴6-差速器二、普通齿轮变速器2.三轴式变速器三轴式变速器适应于发动机前置后轮驱动的布置型式。图11-20六档变速器动力传递示意图(图注同图11-30)三、同步器同步器的作用是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，以缩短换挡时间；并防止待啮合的齿轮达到同步之前产生轮齿冲击。同步器有常压式、惯性式和自行増力式等几种。目前，应用比较广泛的是惯性式同步器。惯性式同步器又有锁环式和锁销式之分。三、同步器
图11-21锁环式惯性式同步器a)同步器在变速器轴上的安装位置b）同步器主要组成零件l一第一轴2、13一滚针轴承3一六挡接合齿圈4、8一锁环（同步环）5一滑块6一定位销7一接合套9一五挡接合齿圈l0一第二轴五挡齿轮11一衬套12、18、19一卡环14一第二轴15一花键毂16一弹簧17一中间轴五挡齿轮20一挡圈（a）（b）三、同步器图11-22锁环式惯性同步器工作过程示意图3-六档齿圈4-锁环5-滑块6-定位销7-接合套13-花键毂16-弹簧（零件号同图11-21）四、变速器操纵机构1.自锁装置防止变速器自动脱挡，并保证轮齿以全齿宽啮合。2.互锁装置防止变速器同时挂入两个挡位，以免造成发动机熄火或损坏零部件。3.倒挡锁防止误挂倒挡，否则会发生安全事故。四、变速器操纵机构图11-23变速器的自锁装置1-拨叉轴2-定位凹槽3-变速器壳体4-自锁钢球5-自锁弹簧
四、变速器操纵机构图11-24互锁装置工作示意图1、5、6-拨叉轴2、4-互锁钢球3-互锁销四、变速器操纵机构图11-25倒档锁1-倒档拨叉轴2-倒档锁弹簧3-倒档锁销4-倒档锁销调整螺母5-互锁钢球第四节自动变速器一、液力自动变速器（AT）1.液力变矩器2.行星齿轮变速器3.液压操纵系统4.典型液力自动变速器二、电控机械式变速器（AMT）三、机械式无级变速器（CVT）1.机械式无级变速器工作原理2.机械式无级变速器分类3.机械式无级变速器控制装置4.机械式无级变速器主要部件四、双离合变速器（DSG）一、液力自动变速器（AT）
图11-26自动变速器组成框图1-发动机电控单元2-发动机3-液力变矩器4-行星齿轮变速器5-阀板6-电磁阀7-节气门位置传感器8-车速传感器9-水温传感器10-液压温度传感器11-发动机转速传感器12-档位开关13-模式开关14-制动灯开关15-自动变速器开关一、液力自动变速器（AT）1.液力变矩器图11-27液力变矩器1-涡轮2-泵轮3--导论4-液流5-离合器一、液力自动变速器（AT）1.液力变矩器图11-28液力变矩器主要零件
a)泵轮b)涡轮c)导论图11-29油液在泵轮与涡轮之间的循环流动1-涡轮2-导论3-泵轮一、液力自动变速器（AT）2.行星齿轮变速器基本原理：三种齿轮中若有一种齿轮固定，另一种齿轮作驱动，则剩下的一种齿轮就可以变速转动，输出动力
图11-30单排行星齿轮机构示意图1-太阳轮轴2-行星架空心轴3-内齿圈空心轴4-制动蹄5-行星齿轮6-行星架7-内齿圈8-太阳轮一、液力自动变速器（AT）2.行星齿轮变速器表11-1单排行星齿轮机构组合与速比关系一、液力自动变速器（AT）3.液压操纵系统图11-31自动变速器液压控制操纵系统
1—加速踏板2—直接挡离合器3—低挡制动器4—节气门阀5—强制低挡阀6—调速阀7—节气门8—换挡阀9—换挡手柄10—单向阀11—空挡起动开关12—手控制阀13—液压泵14—主油路调压阀15—倒挡制动器16—滤网一、液力自动变速器（AT）3.液压操纵系统图11-32电控液压式操纵系统1-电液控制装置2-自动变速器3-电磁阀4-变速杆互锁磁铁5-起动机互锁延迟装置6-变速杆全程指示灯7-变速器档位指示器（驱动模式指示灯、故障指示灯）8-空调系统开关9-诊断插座10-电控单元（ABS/TCS、VDC等）11-燃油喷射持续时间装置12-点火正时调整装置13-发动机电控单元14-节气门位置传感器（发动机转速、发动机冷却液温度、加速踏板行程传感器）15-制动灯开关16-变速器油温传感器17-车速传感器18-变速器一轴转速传感器19-变速器模式开关20变速器手控换挡开关21-变速杆位置开关22-变速杆23-变速器电控单元一、液力自动变速器（AT）4.典型液力自动变速器（1）拉维娜式行星齿轮变速器图11-33行星齿轮机构a)行星齿轮机构立体图b)行星齿轮机构1-齿圈2-大（后）太阳轮3-小（前）太阳轮4-行星齿轮架5-短行星齿轮6-长行星齿轮
（a）
（b）一、液力自动变速器（AT）4.典型液力自动变速器图11-34三档行星齿轮变速器动力传递路线1-齿圈2-长行星轮3-行星架4-大（后）太阳轮5-短行星轮6-小（前）太阳轮7-输入轴C1-前进离合器C2-直接及倒档档离合器B1-二档制动器B2-低挡及抵挡制动器F1-一档单向离合器一、液力自动变速器（AT）4.典型液力自动变速器（2）辛普森式行星齿轮变速器a)行星齿轮机构立体图b)行星齿轮机构结构示意图图11-35辛普森式行星齿轮机构1-前齿圈2-前、后太阳轮构件3-前行星齿轮4-后行星齿轮5-后行星齿轮架6-前行星齿轮架和后齿圈构件（a）（b）一、液力自动变速器（AT）4.典型液力自动变速器图11-36A341E型自动变速器结构示意图1-输入轴2-超速行星排3-中间轴4-前行星排5-后行星排6-输出轴B0–超速档制动器C0–超速直接档离合器F0–超速档单向离合器C2–直接档离合器F1–1号单向离合器B2–二档制动器B1–第二档跟踪惯性制动器C1–前进挡离合器B3-一档和倒档制动器F2-2号单向离合器一、液力自动变速器（AT）4.典型液力自动变速器一、液力自动变速器（AT）4.典型液力自动变速器图11-37宝马5系轿车装用的八档自动变速器1-制动器2-离合器3-第4齿轮组4-驻车锁5-第1~3齿轮组6-机电控制系统部件7-叶片泵8-新型液力变矩器二、电控机械式变速器（AMT）1.组成图11-38电控机械式变速器工作原理示意图1-驱动桥2-车轮3-档位信号4-车速信号5-变速器6-换挡电动机7-电控单元8-选档电动机9--离合器从动盘转速信号10-离合器11-离合器电动机12-离合器位置信号13-发动机转速信号14-发动机15-节气门开度信号16-节气门电动机17-加速踏板开度信号18-制动踏板高度信号二、电控机械式变速器（AMT）2.工作过程（1）汽车起步控制（2）离合器控制（3）变速器换档控制三、机械式无级变速器（CVT）1.机械式无级变速器工作原理图11-39金属带式无级变速器1-输出轴2-金属带3-从动V形轮4主-动V形轮5-前进挡离合器6-齿圈7-变速器壳体8-倒档离合器9-输入轴10-太阳轮11-行星齿轮三、机械式无级变速器（CVT）1.机械式无级变速器工作原理图11-40金属带式无级变速器工作原理1-金属带松边2-金属带驱动边3-主动带轮三、机械式无级变速器（CVT）2.机械式无级变速器分类有链式带式两种图11-41链式机械无级变速器图11-42带式机械无级变速器三、机械式无级变速器（CVT）3.机械式无级变速器控制装置控制装置有机械液压控制装置和电子液压控制装置两种图11-43金属带式无级变速器机械液压控制原理1-变速控制阀2-工作轮位置传感器3-主动轮液压缸4-从动轮液压缸5-金属带6-液压泵7-压力调节器8-换挡凸轮
图11-44金属带式无级变速器电子液压控制装置1-电控单元2-电磁离合器3-输入轴4-输出轴5-金属带6-主动带轮7-从动带轮8-液压泵9-液压控制单元三、机械式无级变速器（CVT）4.机械式无级变速器主要部件a)结构图b)承载钢片形状
图11-45链式金属带1-承载钢片2-销钉3-铰接钢片4-接触面5-剃剖面三、机械式无级变速器（CVT）4.机械式无级变速器主要部件图11-46带式金属带1-钢片2-钢带图11-47工作带轮三、机械式无级变速器（CVT）4.机械式无级变速器主要部件图11-48链式金属带式机械无级变速器1-差速器行星齿轮2-差速器半轴齿轮3-主减速器主动齿轮4-中间传动主动齿轮5-从动轴6-从动带轮7-链式金属带8-主动带轮9-起动离合器10-动力输入轴11-半轴12-差速器从动齿轮四、双离合变速器（DSG）图11-49七档双离合变速器结构示意图（图中齿轮上的1~7为1档~7档齿轮，R1为倒档中间齿轮，R2为倒档齿轮）1-差速器2-输出轴一3-输入轴一4-输出轴二5-倒档轴6-输入轴二7-离合器一8-离合器二四、双离合变速器（DSG）图11-50七档双离合变速器工作原理示意图1-输入轴二2-离合器二3-输入轴一4-离合器一5-四档主动齿轮6-六档主动齿轮7-二档主动齿轮8-倒档主动齿轮9-一档主动齿轮10-三档主动齿轮11-七档主动齿轮12-五档主动齿轮13-输出轴14-三档从动齿轮四、双离合变速器（DSG）图11-51七档双离合变速器零件四、双离合变速器（DSG）图11-52六档双离合变速器结构剖视图1-输入轴二2-输入轴一3-机油泵4-双离合器（湿式）5-液压控制换挡机构6-齿轮位置传感器7-机油滤清器8-电子控制装置第五节万向传动装置一、概述二、万向节1.十字轴式万向节2.等速万向节三、传动轴与中间支承一、概述
1.功用万向传动装置的功用是用来实现变角度的动力传递。2.组成万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还要加装中间支承。一、概述图11-53万向传动装置在汽车上的位置1-差速器2-传动轴3、5-万向节4-分动器二、万向节
1.十字轴式万向节图11-54十字轴万向节1-万向节叉2-安全阀3-十字轴二、万向节
1.十字轴式万向节图11-55十字轴万向节角速度分析1-主动叉2-从动叉3-十字轴r为十字轴旋转半径，r=OA=OB二、万向节
1.十字轴式万向节图11-56十字轴万向节不等速特性曲线二、万向节
1.十字轴式万向节图11-57双万向节等速传动布置1-主动叉2-从动叉3-传动轴二、万向节2.等速万向节（1）球笼式等速万向节图11-58球龙式等速万向节1-主动轴2、5-钢带箍3-外罩4-保持架（球笼）6-钢球7-星形套（内滚道）8-球形壳（外滚道）9-卡环二、万向节2.等速万向节（2）球叉式等速万向节图11-59球叉式等速万向节1-从动叉2-锁止销3-定位销4-中心钢球5-传力钢球6-主动叉三、传动轴与中间支承临界转速由下式决定：nk=式中nk—传动轴临界转速K—常数
D—传动轴外径d—传动轴内径L—传动轴长度三、传动轴与中间支承图11-60传动轴1-万向节叉2-滑动花键套3-花键接头4-传动轴管第六节驱动桥一、概述二、主减速器三、差速器四、半轴与驱动桥壳一、概述
1.功用将万向传动装置传来的发动机动力经降速增扭、改变传动方向后分配给左、右驱动轮，并且允许左、右驱动轮以不同转速旋转。2.分类与组成有非断开式驱动桥和断开式驱动桥一、概述图11-61非断开式驱动桥1-轮毂2-半轴3-驱动桥壳4-主减速器5-差速器一、概述图11-62断开式驱动桥1-车轮2-减震器3-弹性元件4-半轴5-主减速器6-摆臂轴7-摆臂二、主减速器1.功用主减速器的功用是将输人的转矩增大并相应降低其转速；根据需要，还可改变转矩的传递方向。2.分类单级式、双级式、单速式、双速式、贯通式、轮边式等3.单级主减速器轿车和轻型载货汽车多采用单级主减速器。3.单级主减速器图11-63单级主减速器齿轮1-主动齿轮2-从动齿轮3.单级主减速器图11-64轿车装用的单级主减速器1-主动锥齿轮2-从动锥齿轮3.单级主减速器图11-65单级主减速器1、6、8-圆锥滚子轴承2-主减速器壳体3-差速器壳体4-主减速器从动锥齿轮5-叉形凸缘7-轴承座9-主减速器主动锥齿轮10-圆柱滾子轴承11-行星齿轮12-半轴齿轮13-行星齿轮轴（十字轴）3.单级主减速器图11-66齿轮轴的支承形式a)悬臂式支承b)跨置式支承图11-67主、从动锥齿轮轴线位置3.单级主减速器图11-68单级主减速器和差速器主要零件1-主减速器主动锥齿轮2-主减速器从动齿轮3-差速器壳4-行星齿轮轴5-行星齿轮6-半轴齿轮三、差速器差速器的功用是当汽车转弯或在不平路面上行驶时，允许左右车轮以不同的转速旋转，使车轮在地面上做纯滚动。对称式锥齿轮差速器防滑差速器
图11-69差速器1-行星齿轮轴2-行星齿轮3-半轴齿轮4-半轴5-主减速器从动齿轮6-差速器壳7-主减速器主动齿轮三、差速器对称式锥齿轮差速器图11-70对称式锥齿轮差速器1-差速器壳2-半轴齿轮3-行星齿轮4-主减速器从动齿轮5-行星齿轮轴（十字轴）三、差速器差速原理图11-71差速器差速原理示意图1、2-半轴齿轮3-差速器壳4-行星齿轮5-行星齿轮轴6-
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