汽车底盘结构与检修163976

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/2/8,#,汽车底盘结构与检修,第一章 汽车底盘技术的发展概况,汽车底盘,是汽车的四大组成部分之一。它包括,传动系、行驶系、转向系和制动系,四个系统。随着汽车的发展，底盘技术也不断发展。,早年,，,汽车底盘设计只考虑能量的转换，以保证汽车的正常使用,；,20世纪60年代,，,由于汽车保有量的增加，交通事故的频发成了严重的社会问题。所以汽车底盘改造了制动装置，也添加了许多安全装置；,20世纪70年代,，,能源危机和环境保护是汽车业的重大问题。底盘设计应考虑如何减少行驶阻力，此时以机械控制和液压控制系统为主。,20世纪80年代,，,随着电子技术的发展，汽车底盘也采用了许多电子控制技术。,如今,，,汽车底盘已经引进了电脑控制技术，使汽车的安全性、舒适性和环保性大大提高，尤其在汽车的安全性和操作智能化方面更加突出。,汽车底盘技术,ESP（ESC、VSC）电子稳定控制系统,技术介绍,ESP的英文全称是Electronic Stability Program,中文意思是“电子稳定控制系统”。也可称作ESC或VSC。ESP主要是在紧急情况下对车辆的行驶状态进行主动干预，它整合了ABS和TCS的功能，并且增加横摆扭矩控制防侧滑功能，可以防止车辆在高速行驶转弯或制动过程中失控。,车辆前轮侧滑，车辆出现转向不足。此时，VSC系统通过制动器对内后轮施加一定的制动力，由此产生一个逆时针的力矩，改进车辆转向能力。,车辆后轮侧滑，出现车辆甩尾和过度现象。此时，VSC系统通过制动器对外前轮施加一定的制动力，由此产生一个顺时针的力矩，保证车辆的稳定性。,ESP系统主要在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下工作。它利用控制左右两侧车轮制动力或驱动力之差产生的横摆力矩来防止出现难以控制的侧滑现象，保证车辆的路径跟踪能力，提高了车辆在高速行使时的安全性。,研究估计ESP降低了30%-50%的轿车单车致命事故和50%-70%的SUV单车致命事故。,技术应用情况,2008年全球的VSC装配率达到33%当今在欧洲和美国，每两辆新乘用车和轻型商用车就有一辆装配了ESP。美国和欧洲的立法者最近都做出决定，要求强制装配ESP。2011年9月起，美国所有4.5吨以下车辆都必须装配ESP。2014年11月起，欧洲所有乘用车和轻、中、重型车辆都要求装配ESP。,在2008年，我国只有约11%的新车装配了ESP。随着今年国内车市新车型的不断推出，目前我国20万元以上新车配备ESP的比率大幅提高，像别克新君越、新天籁、雅阁八代等都装配了ESP。相信随着我国车市的进一步发展，电子稳定控制系统一定会如同当今的ABS一样，成为我国汽车的一个标准安全配置。,TCS 牵引力控制系统,技术介绍,TCS的英文全称是 Traction Control System，中文意思是“牵引力控制系统”。TCS是根据驱动轮的转数及传动轮的转数来判定驱动轮是否发生打滑现象，当前者大于后者时，进而抑制驱动轮转速的一种防滑控制系统。,ABS是通过检测车轮实际滑移率，计算出车轮是否制动抱死，再减少该轮的刹车力以防被抱死。而TCS是使用现有ABS系统的电脑、传感器和控制引擎与变速箱电脑，通过使用引擎点火的时间、变速箱挡位和供油系统来控制驱动轮打滑。当TCS感应到车轮打滑的时候，首先会经过引擎控制电脑改变引擎点火的时间，减低引擎扭力输出或是在该轮上施加刹车以防该轮打滑，如果在打滑很严重的情况下，就再控制引擎供油系统。,TCS系统能够控制驱动轮的滑转率在最佳范围内，防止车辆在光滑路面上加速时车轮打滑，造成后轮驱动车辆出现甩尾，前轮驱动车辆转向失去控制，使车辆产生最佳驱动力。,技术应用情况,目前国内市场TCS在10万以上的新车型中普及率已越来越高。TCS很可能成为续ABS后，在各类车辆上广泛普及的主动安全技术。,TPMS轮胎压力监测系统,技术介绍,TPMS的英文全称是 Tire Pressure Monitoring System，中文意思是“轮胎压力监测系统”。TPMS （轮胎压力监测系统）的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。,目前，轮胎压力监测系统主要分为两种类型：一种为间接式（Wheel-Speed Based TPMS，简称WSB），这种系统是通过汽车ABS 系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的。ABS通过轮速传感器来确定车轮是否抱死，从而决定是否启动防抱死系统。当轮胎压力降低时，车辆的重量会使轮胎直径变小，这就会导致车速发生变化，这种变化即可用于触发警报系统来向司机发出警告。另一种是直接式（Pressure-Sensor Based TPMS，简称PSB），这种系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。,还有一种复合式TPMS，它兼有上述两个系统的优点，它在两个互相成对角的轮胎内装备直接传感器，并装备一个4轮间接系统。与全部使用直接系统相比，这种复合式系统可以降低成本，克服间接系统不能检测出多个轮胎同时出现气压过低的缺点。但是，它仍然不能像直接系统那样提供所有4个轮胎内实际压力的实时数据。,技术应用情况,欧盟对新车提出一系列安全和环保要求。从2012年开始，各类新车必须装配低滚动阻力轮胎(LRRT)并配备轮胎气压监测系统(TPMS)，这将成为强制性法规。,在我国，直到近几年才有少数汽车制造巨头开始考虑将TPMS系统作为标配。中国是另一个潜力巨大的市场。在若干年以前，糟糕的道路状况使得TPMS系统根本无用武之地。但最近几年中国道路状况的巨大改善已经使得TPMS的使用成为可能。目前TPMS主要还是作为一个豪华系统出现在一些高端车型上。,2008年9月，由国家发展和改革委员会提出、全国汽车标准化技术委员会组织起草的标准汽车轮胎气压监测系统已完成征求意见稿。标准规定了TPMS系统的性能要求和试验方法，相信在不久的将来，国家亦必然有规定要求车辆逐步配备这一配置。,目前我国配备了TPMS的车型主要有：朗逸、荣威550、国产奔驰E级、铂锐、奥迪A6、宝马3系、5系等。,ACC自适应巡航控制,技术介绍,ACC的英文全称是“Adaptive Cruise Control”，中文意思是“自适应巡航控制”。,自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器（雷达）持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。自适应巡航控制系统在控制车辆制动时，通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度，当需要更大的减速度时，ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶者主动采取制动操作。当与前车之间的距离增加到安全距离时，ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。,技术应用情况,目前，ACC还属于一项科技含量较高的技术，目前只有像沃尔沃、宝马之类的豪华车配备了ACC。随着汽车底盘零部件集成化和电子化的不断发展，ACC会像如今比较普及的定速巡航系统一样在越来越多的车型中使用，并成为未来主被动安全集成中的重要一环。,EPAS电动助力转向,技术介绍,EPAS的英文全称是 Electrical Power Assisted Steering，中文意思是“电动助力转向”。,动力转向的目的是减少驾驶员操纵车辆转向时作用在方向盘上的力，常用的动力转向有液压式、气压式、电动式。电动助力转向是由电动机提供直接辅助转矩的动力转向系统。,当转向轴转动时，和转向轴连接在一起的转矩传感器把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动角位移变成电信号传给电子控制单元（ECU），ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号控制电动机的旋转方向和助力大小，实时控制助力转向。因此EPAS可以很容易地实现在车速不同时提供电动机不同的助力效果，保证汽车在低速转向行驶时轻便灵活，高速转向行驶时稳定可靠。,EPAS的电机只有在转向时才工作，不用像液压管路中为了较高的油压，需要油泵经常工作。所以相比较现在车辆中使用较多的液压助力转向，EPAS更经济环保，而且还能省去液压助力这部分油管，减轻重量。,技术应用情况,目前国内市场上使用EPAS和EPS的车型还不多，不过由于EPAS和EPS的技术不断成熟、价格更加合理，那么在将来EPAS和EPS会以很快的速度，在各类新款轿车中普及。,第二章,汽车传动系概述,第一节 汽车传动系的作用与组成,一、汽车传动系的功用,是将发动机发出的动力按需要传给驱动轮,。,二、汽车传动系的类型,按结构和传动介质不同，汽车传动系分为,机械式、,静液式、液力机械式和电力式,等。本书只介绍机械式,和液力机械式。,三、,汽车传动系的组成,汽车传动系的组成与传动系的类型、布置形式及汽车驱动形式等因素有关。,机械式传动系：,离合器、变速器、万向传动装置（万向节和传动轴）、驱动桥（主减速器、差速器和半轴）。,液力机械传动系：,液力机械变速器（液力变矩器和齿轮变速机构）、万向传动装置（万向节和传动轴）、驱动桥（主减速器、差速器和半轴）。,液力变矩器工作原理,到,发动机,通过,离合器,连接到变速器。 如果没有这个连接，汽车在不熄灭发动机的情况下将无法完全停下来。 但是，带有自动变速器的汽车没有离合器，而是使用一种叫做,液力变矩器,的神奇装置，便可以使发动机与变速器分离 。,正如采用手动变速器的汽车一样，配备自动变速器的汽车也需要通过某种方式，让发动机能在车轮和变速器中的,齿轮,停下来时继续工作。 配备手动变速器的汽车使用的是,离合器,，它可将发动机从变速器彻底断开。 配备,自动变速器,的汽车则使用液力变矩器。,液力变矩器是一种,液力耦合器,，它允许发动机在一定程度上独立于变速器运转。 如果发动机转速变慢，如汽车在停车标志灯前处于怠速时，通过液力变矩器的,扭矩,将非常小，这样只需在,制动器,踏板上施加很小的力即可让车辆保持静止。,如果您在汽车停止时踏在油门踏板上，则必须用力踩刹车才能防止汽车移动。 这是因为在您踩油门踏板时，发动机会加速并将更多的油液注入液力变矩器中，从而导致更多扭矩被传送到车轮上。,如下图所示，在液力变矩器的坚固外壳内有四个组件：,泵,涡轮,定子,变速器油液,液力变矩器零件（从左到右）： 涡轮、定子、泵,液力变矩器的外壳通过螺栓固定到发动机的飞轮上，这样液力变矩器的转速将始终等于发动机的转速。 在液力变矩器中，泵的翼片与外壳相连，因此其转速与发动机的转速相同。 下面的剖面图显示了液力变矩器内部各个零部件的连接状况。,液力变矩器的零件如何连接到变速器和发动机,液力变矩器内的泵是一种离心泵。 当它旋转时，油液将被甩到外面，就像,洗衣机,将水和衣物甩到洗涤缸外围一样。 由于油液被甩到外面，因此中心区域会形成真空，进而吸入更多的油液。,液力变矩器的泵部分与外壳相连。,液力变矩器涡轮：请注意中间的齿槽。这是它与变速器的连接点。,之后，油液进入涡轮的叶片，而涡轮又与变速器相连。 这样，涡轮使变速器旋转，而变速器驱动您的汽车。 在下图中，您可以看到涡轮叶片是弯曲的。 这意味着，从外部进入涡轮的油液在从涡轮中心出来之前必须改变方向。 正是这种方向的改变导致了涡轮旋转。,若要改变一个移动物体的方向，必须在该物体上施加一个,作用力,。不管这个物体是一辆汽车还是一滴油。 另一方面，对于导致物体改变方向的力，无论施力方为何物，它都必然会受到此力的反作用力。 因此，在涡轮使油液改变方向的同时，油液也导致涡轮旋转。,油液从涡轮中央流出，移动方向不同于它进入时的方向。 如果您观察上图中的箭头，可以看到从涡轮流出油液的移动方向与泵（以及发动机）的旋转方向相反。 如果允许油液撞击泵，则会降低发动机的转速，从而造成动力的浪费。 液力变矩器中设有定子的原因就在于此。,定子将从涡轮返回的油液送到泵中。 这样可以提高液力变矩器的工作效率。 请注意其中的齿槽，它连接到定子内部的一个单向离合器。,位于液力变矩器的正中间， 其作用是迫使从涡轮返回的液流再次到达油泵之前改变方向。 这样可极大地提高液力变矩器的效率。,定子的叶片设计效果极佳，它几乎可以完全使油液的流向倒过来。 单向离合器（位于定子内部）将定子连接到变速器中的一个固定轴上（上图中注明了离合器所允许的定子旋转方向）。 由于这种布置方式，定子的旋转方向将不同于油液，它只能以相反方向旋转，迫使油液在撞击定子叶片时改变方向。,在汽车开始行驶时有一个微妙的问题。 当速度为64公里/小时时，泵和涡轮几乎以相同的速度旋转（泵的转速始终略快一些）。 此时，从涡轮返回的油液在进入泵时的移动方向已经与泵相同，因此便不需要定子了。,尽管涡轮会改变油液的流向并将其甩到后面，油液最终的流向仍然与涡轮的旋转方向相同，因为涡流在一个方向上的转速要比油液在另一个方向上的喷出速度快。 如果您站在车速为96公里/小时的皮卡的后车斗中，然后以64公里/小时的速度从后车斗扔出一个球，则球仍会以32公里/小时的速度向前移动。 这类似于涡轮中发生的情况： 油在一个方向被甩出，但其速度不如另一个方向的开始速度快。,在这样的速度下，油液实际会撞到定子叶片的侧尾部，从而导致定子在其单向离合器上空转，因此不会妨碍油液通过。,除了让汽车可以完全停住而无需停止发动机这一重要作用外，液力变矩器实际上还可以让汽车在从停车状态加速时获得更大的,扭矩,。 新式液力变矩器可以将发动机扭矩提高2-3倍。 只有在发动机转速比变速器快得多的时候才可以实现这种效果。 随着车速的提高，变速器的转速将逐渐接近发动机，甚至几乎与发动机的转速持平。 但在理想情况下，变速器的速度应与发动机完全相同，因为此速度上的差异是由浪费的能量带来的。 这就可以在一定程度上解释为什么与使用手动变速器的汽车相比，配备自动变速器的汽车,每升燃油行驶的公里数,要少一些。,为抵消此效应，有些汽车在液力变矩器上安装了锁定式离合器。 当液力变矩器的两个部分加速时，此离合器便将它们锁在一起，从而消除了打滑现象，提高了效率。,四、传动系各总成的功用,离合器,：按照需要适时地切断或接合发动机与传动系间的动力传递。,变速器：,变速、变扭和变向，并能暂时切断发动机和传动系的动力传递。,万向传动装置：,传递动力并能适应两轴间的距离和夹角的变化。,主减速器：,增扭减速，并能改变动力的传递方向。,差速器：,将动力分配给左右两半轴，并允许两半轴以不同的转速转动。,半轴：,将差速器传来的动力传给驱动轮。,第二节 传动系的布置形式,传动系的布置形式决定于,发动机的安装位置,和,汽车驱动形式,。,一、汽车驱动形式表示方法,全部车轮数驱动轮数,或：全部车桥数驱动桥数,二、传动系布置形式,1、发动机前置、后轮驱动（FR型）：,多用于载重汽车,2、发动机前置、前轮驱动（FF型）：,多用于小轿车,3、发动机后置、后轮驱动（RR型）：,多用于大客车,4、越野汽车传动系的布置形式：,多了一个分动器,第三章 离合器,第一节 概述,一、离合器的功用和要求,1、离合器的功用,1）传递转矩,2）保证汽车平稳起步,3）便于换档,4）防止传动系过载,2、对离合器的要求,1）具有合适的转矩储备能力，在保证能传递发动机输出的最大转矩而不打滑同,时，又能防止传动系过载。,2）分离迅速彻底，结合平顺柔和，以便于换档和保证汽车平稳起步。,3）具有良好的散热能力。,4）离合器从动部分转动惯量要尽可能小，以减轻换档时齿轮的冲击。,5）操纵轻便，以减轻驾驶员的疲劳。,二、摩擦式离合器的工作原理,1、摩擦式离合器的组成,主动部分：,飞轮、离合器盖、压盘,；,从动部分：,从动盘、从动轴,；,压紧装置：,压紧弹簧；,操纵机构：,踏板、拉杆、拉杆调节叉、分离叉、分离套筒、分离轴承、分离杠杆、回位弹簧等。（机械式）,2、离合器的工作原理,接合状态、分离过程 、接合过程,3、离合器的自由间隙和自由行程,三、摩擦式离合器的类型,按从动盘数目可分：,单片式、双片式,和,多片式。,按压紧弹簧类型可分：,多簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式,和,膜片弹簧式,，,按操纵机构可分：,机械式、液压式、空气式,和,空气助力式。,第二节 摩擦式离合器的构造,一、单片离合器,二、膜片弹簧离合器,1、结构特点：,压紧装置为膜片式弹簧，同时它又作为分离杠杆，弹簧前后用两个值承圈作支点，借铆钉支,承在离合器盖上。,2、工作原理：,1）未装飞轮时，弹簧处于自由状态。,2）装上飞轮时，弹簧变形，产生压紧力。,3）分离时，弹簧进一步变形，外端将压盘往后拉，使离合器分离。,3、特点：,1）结构紧凑，质量小。,2）压力均匀，磨损均匀。,3）工作可靠，操纵轻便。,4）高速时，离心力对弹簧影响小，压紧可靠。,5）无需进行分离杠杆高度的调整，不存在分离杠杆运动干涉。,6）不宜采用窗口凸块石传力给压盘。,三、从动盘与扭转减震器,1、结构：,1）从动盘：摩擦片、盘毂、钢盘本体等。,2）扭转减震器：减震器盘、阻尼片、减震器弹簧等,2、工作原理：,工作时，动力从从动盘摩擦片从动盘本体减震器盘减震器弹簧从动盘毂从动轴。,3、从动盘安装方向：,对于单片离合器长毂朝后，或减震器朝后；对于双片离合器，两短毂相对或两短毂朝前。,第三节 离合器的操纵机构,一、机械式操纵机构,1、杆式：,踏板、拉杆、拉杆调节叉和分离叉。结构简单，工作可靠；但铰接点多，磨损较大，远距离布置困难。,2、绳索式：,绳索一端与踏板相连，另一端与分离叉相连。可弥补杆式的不足，但寿命短，拉伸刚度小。用于轻、微型汽车。,二、液压式操纵机构,1、组成：,踏板、主缸、工作缸和管路等。,2、原理：,需分离离合器时，踩下离合器踏板，通过推杆使主缸活塞移动，缸内油压升高，经管路进入工作缸，推动推杆移动，使分离叉拨动分离套筒和分离轴承，从而使离合器分离。放松踏板，各部分回位，离合器在压紧弹簧作用下接合。,3、主缸结构与工作情况：,1,）结构：活塞、皮碗、回位弹簧和补偿孔、进油孔。,2）工作情况： 分离时 缓慢松开踏板时 迅速松开踏板,4、液压操纵机构特点：,摩擦阻力小，质量小，布置方便，接合柔和等。在各种车广泛应用。,第四节 离合器的故障与检修,一,、离合器常见故障的诊断与排除,1、离合器打滑,现象：, 当汽车起步时，完全放松踏板，发动机动力不能,完全传至变速器主动轴，使汽车动力下降，油耗增加和起步难。, 汽车加速时，车速不能随发动机转速提高而加,快，以及行驶无力。, 上坡无力，打滑明显，会有焦臭味。,原因：,离合器压不紧, 自由行程太小或没有。, 压盘弹簧过软或折断。, 摩擦片变薄、硬化，铆钉外露或粘有油污。, 离合器盖和飞轮连接螺钉松动。,2、离合器分离不彻底,现象,：,当汽车起步时，将离合器踏到底仍感挂挡困难，随强行,挂入，但不抬踏板汽车就向前驶动或造成发动机熄火。,变速器挂挡困难或挂不进排档，并从变速器端发出齿轮,撞击声。,原因：,离合器不能完全分离,离合器踏板自由行程过大。,分离杠杆内端不在同一平面上，个别分离杠杆或调整螺,钉折断。,离合器从动盘翘曲，铆钉松脱或新换的摩擦片过厚。,双片式摩擦片中间主动盘中间限位螺钉调整不当，及分,离弹簧过软或折断。,从动盘毂键槽与变速器第一轴键齿锈蚀，使从动盘移动,困难。,3、离合器异响,现象：,在使用离合器时，有不正常的响声产生。,原因：,磨损、松旷、破坏,1)分离轴承磨损严重或缺油，轴承复位弹簧过,软、折断或脱落。,2)分离杠杆支撑销孔磨损松旷。,3)从动钢片铆钉松动，钢片碎裂或减震弹簧折,断。,4)踏板复位弹簧过软、脱落或折断。,5）从动盘毂与变速器第一轴花键磨损严重。,4、起步时发抖,现象,汽车起步时，经常不能平稳接合，使车身发生,抖动。,原因：,连接松动、变形、,不能平稳接合,1）分离杠杆内端高低不一。,2）压盘或从动盘翘曲，或从动盘铆钉松动。,3）压紧弹簧力不均。,4）变速器与飞轮固定螺钉松动。,二、离合器主要零部件的检修,1、从动盘检修,常见损伤：,花键齿磨损，铆钉松动，钢片翘曲，摩擦片磨损、烧蚀、硬化、破裂等。,2、压盘的检修,常见损伤：,工作面磨损、擦伤、破裂、翘曲和销孔磨损。,3、弹簧的检修,常见损伤：,应疲劳造成弯曲、磨损、开裂和弹力减弱,。,4、操纵机构检修,常见损伤：,主要是磨损,三、离合器的装配与调整,1、离合器的装配,应采用专用工具，注意安装标记，注意从动盘的,安装方向，装合后应进行动平衡试验。,2、离合器的调整,1）分离杠杆高度的调整：各杠杆内端高度差不得大于0.2mm。,2）双片离合器中间压盘行程的调整：,3）离合器踏板高度的调整：国产轿车高度一般为180190mm。,4）离合器踏板自由行程的调整：轿车一般为1525mm，货车为3040mm。,第四章 手动变速器,第一节 概述,一、变速器的功用,变速（变扭）、变向和暂时中断动力传递（如空档滑行、短暂停车时）,二、变速器类型,目前多按操纵方式分：手动变速器和自动变速器,三、手动变速器的工作原理,1、变速（变扭）原理,一对不同齿数的齿轮啮合即可变速。减速则增扭，增速则减扭,2、换档原理,改变啮合齿轮的大小，即可改变传动比，也就是改变了档位。,3、变向原理,一对齿轮啮合传动，动力改变了一次方向，要使方向改变多一次，,只要增加一个惰轮即可。,第二节 手动变速器的变速传动机构,一、三轴式变速器（用于发动机前置，后轮驱动的汽车）,1、基本结构,三根主要的轴：,第一轴,（动力输入轴），其上有一主动齿轮；,第二轴,（动力输出轴），其上支承有各档位齿轮；,中间轴，,其上固定有各档齿轮。,2、各档的传动过程,1）一档；20右移接上21,123830332221202826,2）二档：20左移接上18、19,123830341718202826,3）三档：将12右移接上14、15,123830351615121326,4）四档：12右移接上10、11,12383036910121326,5）五档：5右移接上7,123830378754026,6）六档：5左移接上3,12354026,7）倒档：23右移接上24,12383029322524232726,二、两轴式变速器,用于发动机前置前轮驱动和发动机后置后轮驱动的汽车上，其特点是只有输入轴和输出轴，没有中间轴。,输入轴：,其上固装有各档齿轮；,输出轴：,其上支承有各档齿轮和主减速器主动齿轮。,第三节 同步器,一、无同步器的换档过程（图412）,1、由低速档换到高速档：,2、由高速档换到低速档：,二、同步器的构造及其工作原理,同步器的功用是,接合套与待啮合齿圈二者迅速达到同步，并阻止二者在同步前啮合。,1、锁环式惯性同步器,（广泛用于轿车和中、轻型汽车）,1）构造,（图414）：由花键毂、接合套、锁环（两个）滑块（三块）、定位销、弹簧等构成。,2）工作原理：(图4-15,),当锁环4与齿圈3接触时,由于两者转速不等,故在其锥面产生,摩擦力矩M,1,，,使锁环相对于接合套和花键毂朝前转过一个角度，其齿的倒角与接合套内齿的倒角相抵触，起锁止作用。在齿圈3和锁环4未同步前，齿圈等零件的惯性对锁环作用于摩擦锥面的,惯性力矩在数值上就等于M1。,驾驶员对接合套施加的力F1作用于锁环齿端倒角上，产生切向分力F2，形成一个力图拨动锁环后转的,拨环力矩M2。,在齿圈3和锁环4,未同步前，M1M2，,保证锁止；在齿圈3和锁环4,同步后，惯性力矩消失（M10）,，在拨环力矩M2作用下，锁环和齿圈等相对于接合套后转一个角度，使接合套顺利挂入相应的锁环和齿圈，完成换档。,2、锁销式惯性同步器,（用于大、中型汽车）,1)构造:,由花键毂、接合套摩擦锥环（两个）、锁销（三个）、定位销（三个）等构成。,2）工作原理：,换档时，,当转速不同的的摩擦锥环和锥盘接触，就产生M1使得锥环和锁销相对于接合套转过一个角度，锁止角相对起锁止作用；,同步后，,M1为0，拨环力矩M2使得锥环和锁销相对于接合套向后转过一个角度，锁销于接合套孔对正，接合套挂上相应齿圈完成换档。,第四节 变速器操纵机构,变速器有,直接操纵式,和,远距离操纵式,。,一、换档拨叉机构,包括拨叉轴、拨叉、拨快和操纵杆等。,二、定位锁止装置,1、自锁装置,1）功用：,用于防止自动挂挡和自动脱档，并保证传动齿轮全齿长啮合。,2）结构及工作原理：（图419）,2、互锁装置,1）功用：,保证不同时挂上两个档。,2）结构及工作原理（图420）,3、倒档锁装置,1）功用：,防止误挂倒档。,2）结构及工作原理（图423）,第五节 手动变速器故障诊断与检修,一、变速器常见故障与诊断,1、变速器异响,1）空档发响,（1）现象：,发动机低速运转，变速器处于空档位置有异响，踏下离合器板时响声消失。,（2）原因：,常啮合齿轮、轴承、拨叉与接合套磨损松旷或损坏。,2）挂挡后发响,（1）现象,变速器挂入档位后发响,且车速越高声响越大。.,（2）原因：,花键与齿轮毂磨损松旷、操纵机构磨损或变形,。,2、变速器跳档,（1）现象,变速器自动跳回空档。,（2）原因,齿轮齿长方向磨成锥形。,自锁装置失效,轴、轴承磨损松旷。,操纵机构变形松旷，使齿轮在齿长方向啮合不足。,3、挂挡困难,（1）现象,不能顺利挂入档位,（2）原因,拨叉轴变形。,自锁和互锁装置卡滞,变速杆损坏,同步器耗损或有缺陷,变速轴弯曲或花键损坏,4、变速器乱档,（1）现象,所挂挡位于所需档位不符，或一次挂入两个档,（2）原因,换档杆与拨块磨损、互锁装置失效,5、变速器发热,（,1）现象,汽车行驶一段路后，用手摸变速器，有烫手感觉。,（2）原因,间隙过小、润滑不良。,6、变速器漏油,原因,密封垫损坏、紧固螺栓松动、变速器壳破裂。,二、变速器零件的检修,1、齿轮与花键的检修,常见损伤：,磨损、齿面疲劳脱落及斑点、轮齿断裂及破碎。,检修：,齿面小斑点可用油石修磨，损伤严重应更换；齿轮端面磨损长度超过齿长的15应更换；啮合面应在齿高中部，接触面积应大于齿轮工作面的60；各部分间隙应符合规定。,2、轴的检修,常见损伤：,磨损、变形、破裂。,检修：,用百分表测量弯曲变形，超标更换；用千分尺检查轴颈磨损程度，超标可焊修、镀铬或更换；轴上定位凹槽磨损、轴齿、花键齿损伤超标应更换。,3、同步器检修,1）锁环式同步器的检修,常见损伤：,各部分的磨损。,检修：,用厚薄规测量锁环和换档齿轮端面间的间隙，超限应更换；滑块、接合套与花键齿磨损应更换。,2）锁销式同步器的检修,常见损伤：,锥盘变形和各部分磨损。,检修：,锥环的螺纹槽磨损深度小于0.1 mm时应更换同步器总成。,4、变速器壳体的检修,常见损伤：,变形、裂纹，销孔、轴承孔、螺纹孔磨损等。,检修：,对于不大的裂纹可粘结或焊修，重要部位裂纹应更换；变形,应检查两轴的轴线间的距离、平行度，上孔轴线与上平面的距离，前后,两端面的平面度，平面变形可刨、铣、锉、铲修复，孔可镗削、镶套、,刷镀修复；螺纹损伤超过2牙可换加粗螺栓或焊补后重新钻孔。,5、盖的检修,常见损伤：,裂纹、变形、拨叉轴孔磨损。,检修：,同壳体。,6、轴承的检修,常见损伤；,滚动体与内外圈磨损、麻点、斑疤和烧灼，保持架变,形。,检修：,更换。,7、操纵机构检修,常见损伤：,磨损、变形、连接松动、弹簧失效。,检修：,紧固、校正、更换。,三、变速器装配与调整,1、装配前应对零件进行清洗。,2、轴承应涂润滑脂。,3、零件工作表面不能用硬金属锤击。,4、注意同步器锁环与锥环的装配位置。,5、安装轴承时只允许用压套垂直压在内圈上，禁止施加冲击载荷，内圈园角最,大的一侧应朝向齿轮。,6、油封刃口应涂润滑脂并注意方向。,7、装配后要检查各齿轮的轴向间隙和各齿轮副的啮合间隙。,8、密封垫应涂密封胶。,9、安装盖时，各齿轮和拨叉应处于空档位置。,10、螺栓按规定力矩拧紧。,四、变速器的磨合与试验,1、磨合应在试验台上进行，按规定进行无负荷和有负荷下各种转速的运转。,2、磨合时，第一轴转速1200200r/min，各档磨合时间总和不得小于1小,时。,3、有负荷试验时，其负荷为最大传递转矩的30。,4、磨合过程中，油温在15C65C。,5、磨合试验后，应进行清洗，并按规定加注润滑油。,第五章 自动变速器,第一节 概 述,一、手动变速器特点：,效率高，结构简单，制造容易，工作可靠，维修方便，成本低，但常换档，劳动强度大，动力、经济性较低（因换档时刻难掌握），通过性较差（如换档不及时可能打滑、熄火等），平顺性较低（因换档冲击）。,二、自动变速器特点：,1）,操作轻便，提高汽车行驶的安全性；,2）提高发动机和传动系的使用寿命；,3）提高汽车通过性；,4）具有良好的自动适应性；（液力变矩器当行驶阻力增大时，能自动减速增扭；反之自动减扭）,5）减轻空气污染；,6）结构复杂，精度高的零件多，制造困难，成本高，维修不便，传动效率低（8286），故耗油多。,三、自动变速器的类型：,1）按控制原理分,液控液动式（由液力变矩器和齿轮传动，液压油控制）；,电控液动式（由液力变矩器和齿轮传动，电子控制）；,电控机械式（由金属三角带和可变半径的带轮传动，电子控制）,2）按传动方式分,普通齿轮式、行星齿轮式、金属皮带型。,3）按汽车驱动方式分,FR车用变速器、FF车用变速器,四、自动变速器的组成：,1）变矩器：,将发动机动力传给变速器，并具有增扭减速的作用，在一定范围内无级变速。,2）变速齿轮机构：,由齿轮机构和换档执行机构组成。,齿轮机构多用行星齿轮机构。,用于提供不同的传动比。由,太阳轮、行星齿轮架、行星齿轮,和,齿圈,构成。,换档执行机构,由,制动器,和,离合器,组成。用于固定行星齿轮机构中的某一部件或连接某两个部件以改变传动比。,3）液压控制系统：,用于控制换档执行机构，从而控制行星齿轮排进行自动换档。由,各种滑阀,构成。,4）电子控制系统：,用于控制变速器自动换档。由,电子控制单元、各种电磁阀,和,各种传感器,组成。,五、自动变速器的 控制原理,第二节 液力变矩器,一、变矩器的作用与组成,1、作用：,将发动机动力传给变速器，并具有增扭减速的作用，能根据汽车行驶,阻力的变化，在一定范围内自动地无级变速。,2、组成：,1）泵轮：,主动件，通过壳体与曲轴相连。,2）涡轮：,从动件，通过花键与变速器输入轴相连。,3）导轮：,位于泵轮与涡轮间，安装于导轮轴上并通过单向离合器固定在壳体,上。起增扭作用。,二、变矩器的工作原理,1、传力原理：,发动机运转时带动变矩器的壳体和泵轮一起转动，泵轮内的油液在离心力作用下，由泵轮叶片外缘冲向涡轮，使蜗轮得到力矩而转动，并将力矩输出。,2、变扭原理：,当油液由涡轮叶片流出后冲向导轮，对导轮有一个冲击力矩，由于导轮固定不动，故产生一个反作用力矩作用在泵轮上。此时，涡轮输出的扭矩等于泵轮的输入,扭矩与导轮反作用力矩之和。,可见，,变矩器扭距增大的部分就是导轮的反作用力矩。此力矩的大小取决于冲向导轮的液流速度和液流方向与导轮叶片之间的夹角。,在汽车起步时，,涡轮还未转动，液流与导轮叶片间的夹角最大，涡轮输出扭矩也最大，刚好适应汽车起步时需要大扭矩的要求。,汽车起步后，,涡轮开始转动，液流与导轮叶片间的夹角减小，液流对导轮的冲击力也减小，反作用力就小，变矩器的增扭作用也减小。,当车速高到一定时，,液流与导轮叶片间的夹角为零，变矩器不再起增扭作用，此时导轮开始空转，这就是,耦合点,。此后,液力变矩器相当于耦合器，只传力不增扭。如果汽车行驶阻力增大，涡轮转速下降，变矩器又起增扭作用。,三、变矩器的性能,转矩比（K）涡轮输出转矩/泵轮输入转矩Mw /MB,转速比（i）涡轮转速/泵轮转速nw / nB1,传动效率（）涡轮输出功率/泵轮输入功率Nw / NB1,第三节 变速齿轮机构,一、简单行星齿轮机构,1、单排行星齿轮机构的组成：,一个太阳轮、若干个行星齿轮、一个行星齿轮架和一个齿圈。,2、行星齿轮系统运动规律：,n,1,-太阳轮转速，齿数为Z,1,n,2,-齿圈转速，齿数为Z,2,n,3,-行星架转速，齿数为Z,3,行星齿轮机构一般运动规律为：,n1+an2=(1+a)n3,a=Z,2,/Z,1,1,3、行星齿轮机构的变速原理：,单排行星齿轮机构有两个自由度，没有固定的传动比。只有将行星排的三个基本元件中的一个固定，一个作为主动件，一个作为从动件或将其中的两个元件连在一起才有固定的传动比。,1）降速档：, 齿圈固定（n,2,=0），行星架被动，太阳轮,主动。,n,1,=(1+a)n,3,i= n,1,/ n,3,=1+a1, 太阳轮固定（n,1,0），行星架被动，齿,圈主动。,an,2,=(1+a)n,3,i= n,2,/ n,3,=(1+a)/ a1, 行星架固定（n,3,0），太阳轮主动，齿,圈被动。,n,1,+an,2,=0 i= n,1,/ n,2,a,2)超速档, 齿圈固定（n,2,=0），行星架主动，太阳轮被动。,n,1,=(1+a)n,3,i= n,3,/ n,1,=1/(1+ a)1, 太阳轮固定（n,1,0），行星架主动，齿圈被动。,an,2,=(1+a)n,3,i= n,3,/ n,2,a/(1+a)1, 行星架固定（n,3,0），太阳轮被动，齿圈主动。,n,1,+an,2,=0 i= n,2,/ n,1,1/a,3)直接档,任意两个元件连接时，机构为直接传动。i=1,4）空档,各个元件均不受约束时 机构为空档,。,二、复合式行星齿轮机构,由于单排行星齿轮机构不能满足汽车行驶中变速变矩的需要。为了增加传动比的数目， 可以通过增加行星齿轮机构来实现。在自动变速器中，两排或多排行星齿轮机构组合在一起， 用以满足汽车行驶需要的多种传动比。目前，常见的复合式行星齿轮机构有：,辛普森式齿轮机构、拉威娜式行星齿轮机构,等。,1、辛普森式行星齿轮机构,辛普森式行星齿轮机构是双排行星齿轮机构，它由一个公用的太阳轮、两组行星齿轮、两个齿圈和两个行星架组合而成，能提供三个前进挡和一个倒挡。目前应用最广泛。,(1) D位1挡,前进离合器,C2,结合，前排齿圈成为输入元件，单向离合器使后行星架无法逆时针旋转。动力传递路线是,第一轴 C2 前排齿圈前行星齿轮太阳轮后行星齿轮后排齿圈第二轴。,(2) D位2挡,前进离合器,C2,结合，使前排齿圈成为输入元件，二挡制动器,B1,将太阳轮固定。动力经,第一轴前排齿圈前行星齿轮行星架输出给第二轴。,(3) D位3挡,（直接挡）,前进离合器,C2,和直接挡离合器,C1,工作，此时，前排太阳轮和齿圈均与第一轴相连，因此，行星架也与它们同速转动，形成直接挡，将第一轴的动力直接传给第二轴。,(,4) R位,直接挡离合器,C1,结合，前排太阳轮成为输入元件，低、倒挡制动器,B2,固定后排行星架。动力经,第一轴太阳轮后排行星齿轮后排齿圈第二轴。,由于行星架是固定元件，使第二轴的旋转方向与第一轴相反，变速器得到倒挡。,2、拉威娜式齿轮机构,拉威娜式齿轮机构由,一大一小两个太阳轮、三个长行星齿轮、三个短行星齿轮一个公用行星架和一个公用齿圈,组成。它结构紧凑，啮合齿数较多，传递扭矩较大。但结构复杂，工作原理难理解。,三、丰田A340E自动变速器行星齿轮机构,1、结构,三组行星齿轮：,超速排、前排、后排；,三根轴：,输入轴、中间轴和输出轴；,三个多片离合器：,C,0,、C,1,、C,2,；,四个制动器：,B,0,、B,1,、B,2,、B,3,；,三个单向离合器：,F,0,、F,1,、F,2,。,2、各当动力传递路线, D1档：,C0、F0、C1、F2,运作,动力从,输入轴超速行星架超速行星齿轮超速齿圈,中间轴 C1前齿圈前行星齿轮前行星架输出轴,太阳轮后行星齿轮后齿圈,输出轴, D2档：,C0、F0、C1、F1、B2,运作,动力从,输入轴超速行星架超速行星齿轮超速齿圈中间轴C1前齿圈前行星齿轮前行星架输出轴, D3档（直接档）：,C0、F0、C1、C2,运作,动力从,输入轴,中间轴,输出轴,D4档（超速档）：,B0、C1、C2,运作,动力从,输入轴超速行星架超速行星齿轮超速齿圈中间轴输出轴, “2”位各档传动路线：,C0、F0、C1、F1、B2、,B1,运作,21档动力传动路线与D1档完全相同。,22档传动路线与D2档基本相同，但此时,B1、B2和F1共同作用,使太阳轮固定，即保证2档的传动路线，有保证在下坡时利用发动机起制动作用。, “L”位传动路线：,C0、F0、C1、F2、,B3,运作,路线与D1基本相同，但,B3和F2作用,固定了后行星架，既保证了1档的传动路线，又保证下坡时利用发动机起制动作用。, “R”传动路线：,C0、F0、C2 、B3,运作,动力从,输入轴中间轴C2太阳轮后行星齿轮后齿圈输出轴,四、换挡执行机构,1、多片离合器,1）作用,用于连接某两部分。,2）结构与工作原理,由壳体、油缸活塞、摩擦片、钢片和回位弹簧构成。,摩擦片和钢片分别与需要连接的两部分相连，当在油压作用下，两者压紧时，即可把两部分连接在一起；当油压解除时两者就分开。,2、制动器,1）作用,用于固定行星齿轮机构中的某一元件。,2）结构与工作原理,多片式：,与多片式离合器相同。接合平顺但轴向尺寸较大。广泛采用。,带式：,由制动带、油缸、活塞和调整件构成。轴向尺寸小，但平顺性差。,