汽車構(gòu)造第15章變速器.ppt

汽車構(gòu)造電子教案 汽車傳動(dòng)系-變速器與分動(dòng)器,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第2頁,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第3頁,前言,功用是： 改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，如起步、加速、上坡等，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下工作； 在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛； 利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起步、怠速，并便于變速器換擋或進(jìn)行動(dòng)力輸出。 變速器有變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成，根據(jù)需要，還可加裝動(dòng)力輸出器。 按傳動(dòng)比變化方式，變速器可分為有級(jí)式、無級(jí)式和綜合式三種。 按操縱方式，變速器可分為強(qiáng)制操縱式、自動(dòng)操縱式和半自動(dòng)操縱式。 在多軸驅(qū)動(dòng)的汽車上，變速器之后還裝有分動(dòng)器，以便把力矩分別輸送給驅(qū)動(dòng)橋。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第4頁,第一節(jié) 變速器的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu),一、普通齒輪式變速器,二、組合式變速器,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第5頁,CA1040系列輕型載貨汽車采用的CAS5-20A型五擋變速器,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第6頁,三軸式變速器,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第7頁,解放CA1040系列汽車變速器的傳動(dòng)示意圖,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第8頁,如圖所示為解放CA1091型汽車六擋變速器結(jié)構(gòu),2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第9頁,變速器的工作過程,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第10頁,變速器的動(dòng)力傳遞,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第11頁,汽車行駛中，變速器在結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證不出現(xiàn)自動(dòng)跳擋的現(xiàn)象。防止自動(dòng)跳擋的結(jié)構(gòu)有多種形式。CA1091型汽車六擋變速器采用的是齒端倒斜面的結(jié)構(gòu) 。 在東風(fēng)EQ1090E型汽車使用的五擋變速器中，采用了減薄齒的結(jié)構(gòu)來防止自動(dòng)跳擋,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第12頁,在發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的轎車和微輕型貨車上，多采用兩軸式變速器，其特點(diǎn)式輸入軸和輸出軸平行，無中間軸。 一汽大眾奧迪100型轎車的012變速器即為這種形式 。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第13頁,組合式變速器,重型貨車的裝載質(zhì)量大，使用條件復(fù)雜。欲保證重型車有良好的動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性和加速性，則必須擴(kuò)大傳動(dòng)比范圍并增多擋數(shù)。為避免變速器結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜和便于系列化生產(chǎn)，多采用組合式變速器，即以12種四擋或五擋變速器為主體，通過更換齒輪和配置不同的副變速器（一般為兩擋），得到一組不同傳動(dòng)比范圍的變速器系列。目前，組合式變速器已成為重型車變速器主要的形式。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第14頁,這種由副變速器高低速兩擋傳動(dòng)比分別與主變速器各擋傳動(dòng)比搭配而組成高、低兩段傳動(dòng)比范圍的配合方式，稱為分段式配擋。它僅在四五擋間換擋時(shí)，不需要操縱副變速器。,當(dāng)主變速器各擋傳動(dòng)比間隔較大而副變速器低擋傳動(dòng)比又較小時(shí)，組合的得到傳動(dòng)比均勻的插入主變速器各擋傳動(dòng)比之間 ，這稱為插入式配擋。它需要主副變速器交替換擋，故換擋操作較分段式復(fù)雜。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第15頁,如圖所示為中國重型汽車集團(tuán)公司生產(chǎn)的斯太爾重型汽車用的ZFS6-90型帶夫變速器的兩種變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。,當(dāng)副變速器傳動(dòng)比較小時(shí)，也可布置在主變速器之前。有的重型貨車為了得到更多的擋位，在主變速器的前后都裝有副變速器。 目前，副變速器多與主變速器制成一體。單獨(dú)布置的副變速器很少應(yīng)用，因?yàn)閮筛兯贄U進(jìn)行操作很不方便。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第16頁,第二節(jié) 同步器,一、無同步器時(shí)變速器的換擋過程,二、同步器的構(gòu)造及原理,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第17頁,為使換擋平順，駕駛員應(yīng)采取合理的換擋操作步驟現(xiàn)以圖示無同步器的五擋變速器中四五擋(四擋為直接擋,五擋為超速擋)互相轉(zhuǎn)換的過程為例，說明其原理。,因?yàn)橐挂话阕兯倨鲹Q擋時(shí)不產(chǎn)生輪齒或花鍵齒間的沖擊，需要進(jìn)行較復(fù)雜的操作，并應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)迅速而準(zhǔn)確地完成。這對于即使是技術(shù)很熟練的駕駛員，也易造成疲勞。因此，要求在變速器結(jié)構(gòu)上采取措施，既保證掛擋平順又使操作簡化，減輕駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度。同步器即是在這樣的要求下產(chǎn)生。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第18頁,同步器的構(gòu)造及原理,同步器是在接合套換擋機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其中除有接合套、花鍵轂、對應(yīng)齒輪上的接合齒圈外，還增設(shè)了使接合套與對應(yīng)接合齒圈的圓周速度迅速達(dá)到并保持一致（同步）的機(jī)構(gòu)，以及阻止兩者在達(dá)到同步之前接合以防止沖擊的結(jié)構(gòu)。 同步器有常壓式、慣性式、自行增壓式等種類。目前，廣泛采用的是慣性式同步器。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第19頁,常壓式 同步器 的構(gòu)造 及原理,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第20頁,慣性同步器,慣性同步器依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的。但它可以從結(jié)構(gòu)上保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，以避免齒間沖擊和發(fā)生噪聲。 轎車和輕中型貨車廣泛采用鎖環(huán)式慣性同步器。 以鎖環(huán)式同步器為例。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第21頁,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第22頁,鎖環(huán)式同步器,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第23頁,變速器由低速擋掛入高速擋時(shí)，同步器的工作過程。,考慮結(jié)構(gòu)布置上的合理性緊湊性及錐面間產(chǎn)生的摩擦力巨大等因素，鎖環(huán)式同步器多用于轎車和輕型貨車上；但近年來在中型貨車變速器的中高擋中也開始被采用。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第24頁,在中型及大型載貨汽車的變速器中，目前較多地采用鎖銷式慣性同步器。當(dāng)變速器第二軸上的長嚙齒輪及其接合齒圈直徑較大時(shí)，裝用鎖銷式同步器不僅使齒輪的結(jié)構(gòu)行駛合理，而且還可在摩擦錐面間產(chǎn)生較大的摩擦力矩，縮短了同步時(shí)間。 鎖銷式同步器的工作原理與上述鎖環(huán)式慣性同步器基本相同。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第25頁,自行增力式同步器,這種同步器與常壓式和慣性式同步器一樣，也是利用摩擦原理實(shí)現(xiàn)同步，主要區(qū)別在于同步環(huán)產(chǎn)生的摩擦力矩由于同步環(huán)內(nèi)的彈簧片作用而得到成倍增長。如圖所示為波爾舍自行增力式同步器。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第26頁,東風(fēng)EQ2080型三軸越野汽車的兩擋分動(dòng)器示意圖。分動(dòng)器單獨(dú)安裝在車架上，其輸入軸通過萬向傳動(dòng)裝置與變速器第二軸連接。輸出軸共有三根，即通往后驅(qū)動(dòng)橋的輸出軸、通往中驅(qū)動(dòng)橋的輸出軸和通往前驅(qū)動(dòng)橋的輸出軸。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第27頁,變速器的操縱機(jī)構(gòu),變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)保證駕駛員能準(zhǔn)確可靠地使變速器掛如所需要的任一擋位工作，并可隨時(shí)使之退到空擋。大多數(shù)汽車變速器布置在駕駛員作為附近，變速桿由駕駛室底板伸出，駕駛員可直接操縱。這種操縱機(jī)構(gòu)稱為直接操縱式變速器操縱機(jī)構(gòu)。一般由變速桿、撥塊、撥叉、撥叉軸以及安全裝置等組成，多集裝于上蓋或側(cè)內(nèi)蓋，結(jié)構(gòu)簡單，操縱方便。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第28頁,如圖所示為一汽-大眾奧迪100型轎車變速器的操縱機(jī)構(gòu)。 由于其變速器安裝在前驅(qū)動(dòng)橋處，不在駕駛員的座位附近，變速器不能直接操縱，因此它是間接操縱式變速器操縱機(jī)構(gòu)。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第29頁,為保證變速器在任何情況下都能準(zhǔn)確、安全、可靠的工作，對變速器操縱機(jī)構(gòu)提出如下要求：保證變速器不自行脫擋或掛擋，在操縱機(jī)構(gòu)中應(yīng)設(shè)有自鎖裝置。保證變速器不同時(shí)掛入兩個(gè)擋位，在操縱機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)互鎖裝置。防止誤掛倒擋,在變速器操縱機(jī)構(gòu)中應(yīng)設(shè)有倒擋鎖。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第30頁,自鎖裝置,掛擋過程中，若操縱變速桿推動(dòng)撥叉前移或后移的距離不足時(shí)，齒輪將不能在全齒寬上嚙合而影響齒輪的壽命。即使達(dá)到全齒寬嚙合，也可能由于汽車振動(dòng)等原因，齒輪產(chǎn)生軸向移動(dòng)而減少了齒的嚙合長度，甚至完全脫離嚙合。為防止上述情況,應(yīng)設(shè)置自鎖裝置。,2019/7/16,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）,第31頁,互鎖裝置的工作情況如圖所示。 互鎖裝置的作用是當(dāng)駕駛員用變速桿推動(dòng)某一撥叉軸時(shí)，自動(dòng)鎖止