最全的汽车基本构造原理.ppt

汽汽 车车 基基 本本 结结 构构 与与 原原 理理讲师：课程目标课程目标普及汽车人的汽车基本结构与原理知识课程大纲课程大纲l概述l发动机l传动系l行驶系l转向系和制动系l汽车车身、仪表、照明及附属装置 概述一、汽车的组成及分类汽车是由上万个零件组成的机动交通工具，基本结构主要由发动机、底盘、车身和电器与电子设备四大部分组成。通常按汽车的用途分为轿车、客车、载货汽车、越野汽车、牵引汽车、自卸汽车、农用汽车、专用汽车和改装车等二、汽车的结构设计特点与发展趋势1、零件标准化、部件通用化、产品系列化2、考虑使用条件的复杂多变3、重视汽车使用中的安全、可靠、经济与环保4、注意外观造型5、在保证可靠性的前提下尽量减小汽车的自身质量6、汽车的结构设计要符合有关标准和法规7、综合考虑人机工程、交通工程、制造工程和管理工程三、汽车的产品型号：企业名称代号一般为汽车厂的汉语拼音缩写。车辆类别代号见下表。主参数代号用两位阿拉伯数字表示。载货汽车、越野汽车、牵引汽车、自卸汽车、专用汽车和半挂车的主参数代号以车辆的总质量（t）表示；客车的主参数代号用车辆长度（m)表示；轿车的主参数代号用发动机排量（L）表示。产品序号指企业发展该产品的顺序号。企业自定代号用汉语拼音字母或阿拉伯数字表示，位数由企业自定。车辆类别代号车辆种类车辆类别代号车辆种类车辆类别代号车辆种类1载货汽车4牵引汽车7轿车2越野汽车5专用汽车83自卸汽车6客车9半挂车及专用半挂车第一篇第一篇 发动机发动机第一章发动机基本知识 汽车的动力源是发动机，发动机是把某一种形式的能量转变成机械能的机器。现代汽车所使用的发动机多为内燃机，内燃机是把燃料燃烧的化学能转变成热能，然后又把热能转变成机械能的机器，并且这种能量转换过程是在发动机气缸内部进行的。内燃机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以把内燃机分成不同的类型。(1)按照所用燃料分类(2)内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机(图1-1-1)。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。图1-1-1(2)按照行程分类 内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机(图1-1-2)。把曲轴转两圈(720)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈(360)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。图1-1-2(3)按照冷却方式分类内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机(图1-1-3)。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。图1-1-3(4)按照气缸数目分类内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机(图1-1-4)。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。图1-1-4(5)按照气缸排列方式分类内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式(图1-1-5)。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角180(一般为90)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180称为对置式发动机。图1-1-5(6)按照进气系统是否采用增压方式分类内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机(图1-1-6)。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。图1-1-6第二章 发动机基本构造发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。(1)曲柄连杆机构(图1-2-1)曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。图1-2-1(2)配气机构（图1-2-2）配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。图1-2-2图1-2-3(3)燃料供给系统（图1-2-3）汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。(4)进排气系统（图1-2-3）进排气系统的功用是将可燃混合器或新鲜空气均匀地分配到各个气缸中，并汇集各个气缸燃烧后地废气，从排气消声器排出。(5)润滑系统（图1-2-4）润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。图1-2-4图1-2-5(6)冷却系统（图1-2-5）冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。(7)点火系统（图1-2-7）在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。图1-2-7图1-2-8(8)起动系统（图1-2-8）要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。第三章 发动机工作原理发动机是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。要完成这个能量转换必须经过进气，把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸；然后将进入气缸的可燃混合气(或新鲜空气)压缩，压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃)；可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。把这四个过程叫做发动机的一个工作循环，工作循环不断地重复，就实现了能量转换，使发动机能够连续运转。把完成一个工作循环，曲轴转两圈(720)，活塞上下往复运动四次，称为四行程发动机。而把完成一个工作循环，曲轴转一圈(360)，活塞上下往复运动两次，称为二行程发动机。下面介绍一下四行程发动机的工作原理和工作过程。第一节 四行程汽油机的工作原理四行程汽油机的运转是按进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程的顺序不断循环反复的。(1)进气行程（图1-3-1）由于曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动，这时排气门关闭，进气门打开。进气过程开始时，活塞位于上止点，气缸内残存有上一循环未排净的废气，因此，气缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞下移，气缸内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在气缸内产生真空吸力，空气经空气滤清器并与化油器供给的汽油混合成可燃混合气，通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。在进气过程中，受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响，进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为0.0750.09MPa，同时受到残余废气和高温机件加热的影响，温度达到370400K。实际汽油机的进气门是在活塞到达上止点之前打开，并且延迟到下止点之后关闭，以便吸入更多的可燃混合气。图1-3-1图1-3-2图1-3-3图1-3-4(2)压缩行程（图1-3-2）曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。此时气体的压力和温度主要随压缩比的大小而定，可燃混合气压力可达0.61.2MPa，温度可达600700K。压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高，则燃烧速度越快，发动机功率也越大。但压缩比太高，容易引起爆燃。所谓爆燃就是由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃的情况下自行燃烧，且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播，造成尖锐的敲缸声。会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加以及机件损坏。轻微爆燃是允许的，但强烈爆燃对发动机是很有害的，汽油机的压缩比一般为610(3)作功行程（图1-3-3）作功行程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角)位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达35MPa，最高温度可达22002800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。随着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点时，作功行程结束，气体压力降低到0.30.5MPa，气体温度降低到13001600K。(4)排气行程（图1-3-4）可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中排出去以便进行下一个进气行程。当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。实际汽油机的排气行程也是排气门提前打开，延迟关闭，以便排出更多的废气。由于燃烧室容积的存在，不可能将废气全部排出气缸。受排气阻力的影响，排气终止时，气体压力仍高于大气压力，约为0.1050.115MPa，温度约为9001200K。曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。可见四行程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工作循环，这期间活塞在上、下止点往复运动了四个行程，相应地曲轴旋转了两圈。第二节四行程柴油机的工作原理 四行程柴油机和四行程汽油机的工作过程相同，每一个工作循环同样包括进气、压缩、作功和排气四个行程，但由于柴油机使用的燃料是柴油，柴油与汽油有较大的差别，柴油粘度大，不易蒸发，自燃温度低，故可燃混合气的形成，着火方式，燃烧过程以及气体温度压力的变化都和汽油机不同，下面主要分析一下柴油机和汽油机在工作过程中的不同点。四行程柴油机在进气行程中所不同的是柴油机吸入气缸的是纯空气而不是可燃混合气，在进气通道中没有化油器，进气阻力小，进气终了时气体压力略高于汽油机而气体温度略低于汽油机。进气终了时气体压力约为0.07850.0932MPa，气体温度约为300370K。压缩行程压缩的也是纯空气，在压缩行程接近上止点时，喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室，柴油和空气在气缸内形成可燃混合气并着火燃烧。柴油机的压缩比比汽油机的压缩比大很多(一般为1622)，压缩终了时气体温度和压力都比汽油机高，大大超过了柴油机的自燃温度。压缩终了时，气体压力约为3.54.5MPa，气体温度约为7501000K，柴油机是压缩后自燃着火的，不需要点火，故柴油机又称为压燃机。柴油喷入气缸后，在很短的时间内与空气混合后便立即着火燃烧，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的，而不象汽油机那样，混合气主要是在气缸外部的化油器中形成的。柴油机燃烧过程中气缸内出现的最高压力要比汽油机高得多，可高达69MPa，最高温度也可高达20002500K。作功终了时，气体压力约为0.20.4MPa，气体温度约为12001500K。柴油机的排气行程和汽油机一样，废气同样经排气管排入到大气中去，排气终了时，气缸内气体压力约为0.1050.125MPa，气体温度约为8001000K。柴油机与汽油机比较，柴油机的压缩比高，热效率高，燃油消耗率低，同时柴油价格较低，因此，柴油机的燃料经济性能好，而且柴油机的排气污染少，排放性能较好。但它的主要缺点是转速低，质量大，噪声大，振动大，制造和维修费用高。在其发展过程中，柴油机不断发扬其优点，克服缺点，提高速度，有望得到更广泛地应用。第三节 多缸发动机的工作原理 前面介绍的是单缸发动机的工作过程，而现代汽车发动机都是多缸四行程发动机，那么，多缸四行程发动机与单缸四行程发动机的工作过程有什么区别呢？就能量转换过程，发动机的每一个气缸和单缸机的工作过程是完全一样的，都要经过进气、压缩、作功和排气四个行程。但是单缸发动机的四个行程中只有一个行程作功，其余三个行程不作功，即曲轴转两圈，只有半圈作功，所以运转平稳性较差，功率越大，平稳性就越差。为了使运转平稳，单缸机一般都装有一个大飞轮。而多缸发动机的作功行程是差开的，按照工作顺序作功，即曲轴转两圈交替作功，因此，运转平稳，振动小。缸数越多，作功间隔角越小，同时参与作功的气缸越多，发动机运转越平稳。多缸机使用最多的有四缸发动机，六缸发动机和八缸发动机。第四章发动机编号规则内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下(图1-4-1)：(图1-4-1)型号编制举例:(1)汽油机CA6102：表示六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列符号 1E65F：表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型(2)柴油机CY4102：表示四缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型，CY表示系列代号第二篇第二篇 汽车传动系汽车传动系第一章汽车传动系概述一、传动系的基本功用与组成汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。传动系的组成及其在汽车上的布置形式，取决于发动机的形式和性能、汽车总体结构形式、汽车行驶系及传动系本身的结构形式等许多因素。目前广泛应用于普通双轴货车上并与内燃机配用的机械式传动系的组成及布置形式一般如图2-1-1所示。发动机纵向布置在汽车前部，并且以后轮为驱动轮。图中有标号的部分为传动系。发动机发出的动力依次经过离合器1、变速器2、由万向节3和传动轴8组成的万向传动装置以及安装在驱动桥4中的主减速器7、差速器5和半轴6传到驱动轮。传动系的首要任务是与发动机协同工作，以保证汽车在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性。为此，任何形式的传动系都必须具有以下的功能。1、减速增扭图2-1-12、实现汽车倒驶3、必要时中断传动4、差速作用根据汽车传动系中传动元件的特征，传动系可分为机械式、液力机械式（图2-1-2）、静液式（容积液压式图2-1-3）、电力式(图2-1-4)等。5678图2-1-2图2-1-3图2-1-4第二章第二章 离合器离合器第一节 离合器的功用及摩擦离合器的工作原理一、离合器的功用 离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的部件。1、保证汽车平稳起步是离合器的首要功用 2、保证传动系换档时工作平顺 3、限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系过载 图2-2-1 由上述可知，欲使离合器起到上述作用，它应该是这样一个传动机构；其主动部分和从动部分可以暂时分离，又可逐渐结合，并且在传动过程中还要有可能相对转动。所以，离合器的主动部件与从动部件之间不可采用刚性连接，应借两者接触面之间的摩擦作用来传动转矩（摩擦离合器），或者利用液体作为传动介质（液力耦合器），或是利用磁力传动（电磁离合器）。在离合器中，为产生摩擦所需的压紧力，可以是弹簧力、液压作用力或电磁力。目前汽车上采用比较广泛的是用弹簧压紧的摩擦离合器。二、摩擦离合器的结构及工作原理（图2-2-1）离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。摩擦离合器基本上由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于结合状态并能传递动力的基本结构，而离合器的操纵机构主要是使离合器分离的装置。离合器的具体结构，首先应在保证传递发动机最大转矩的前提下，满足两个基本要求：1、分离彻底；2、接合柔和。其次，离合器从动部分的转动惯量要尽可能小；离合器散热良好。第二节 摩擦离合器 对于摩擦离合器，随着所用摩擦面的数目（从动盘的数目）、压紧弹簧的形式及安装位置以及操纵机构形式的不同，其总体构造也有差异。按摩擦面的数目分：单盘离合器，多盘离合器。按压紧弹簧的形式分：周布弹簧离合器（图2-2-2），中央弹簧离合器（图2-2-3），膜片弹簧离合器（图2-2-4）图2-2-4 图2-2-3 图2-2-2一、周布弹簧离合器：突出优点是工作性能十分稳定，彻底分离所需踏板力较小。二、中央弹簧离合器：轴向尺寸较大。三、膜片弹簧离合器：由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀，与摩擦片的接触良好，磨损均匀，摩擦片的使用寿命长；此外，膜片弹簧离合器还有高速性能好，操作运转时冲击、噪声小等优点。缺点：主要是制造工艺（加工和热处理条件）和尺寸精度（板材厚度和离合器与压盘高度公差）等要求严格。四、从动盘和扭转减振器（图2-2-5）从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成，它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。从动盘由从动盘本体，摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。为了避免转动方向的共振，缓和传动系受到的冲击载荷，大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器。为了使汽车能平稳起步，离合器应能柔和接合，这就需要从动盘在轴向具有一定弹性。为此，往往在动盘本体园周部分，沿径向和周向切槽。再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形，两侧的两片摩擦片分别与其对应的凸起部分相铆接，这样从动盘被压缩时，压紧力随翘曲的扇形部分被压平而逐渐增大，从而达到接合柔和的效果。离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了动盘两侧的摩擦片，带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动，夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来。（图2-2-5）捷达轿车的从动盘有两级减振装置。第一级为预减振装置，第二级为减振弹簧，其扭转特性为变刚度特性（图2-2-6）。1第一级特性 2第二级特性 3第三级特性 M扭转减振器所受转矩 减振器相对转角 Mj减振器极限力矩 相对转角变化范围 图2-2-6 变刚度扭转减振器及其特性第三节 离合器操纵机构 离合器操纵机构是驾驶员借以使离合器分离，而后又使之柔和接合的一套机构。它起始于离合器踏板，终止于离合器壳内的分离轴承。本节讨论的主要是其中位于离合器壳外面的部分。按照分离离合器所需的操纵能源，有人力式和助力式。捷达轿车钢丝绳索传动离合器操纵示意图（图2-2-7）液压式离合器操纵机构具有摩擦阻力小，传递效图2-2-7率高，接合平顺等优点，它结构比较简单，便于布置，1-离合器分离踏板2-偏心弹簧3-支承A4-离合器拉线自动调整机构不受车身和车架的变形的影响，是比较普遍采用的一5-传动器壳体上的支承B6-离合器操纵臂7-离合器分离臂种操纵型式。8-离合器分离轴承9-离合器分离推杆第三章变速器与分动器现代汽车广泛使用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化，所以在传动系中设有变速器。它的功用：1、改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；2、在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；3、利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。变速器由变速传动机构和操纵机构组成，根据需要，还可加装动力输出器。按传动比变化方式，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。1）有级式变速器应用广泛。采用齿轮传动。具有若干个定值传动比。所谓变速器挡数，均指前进挡位数。2）无极式变速器的传动比在一定的范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式。电力式的传动部件为直流串励电动机。液力式的传动部件是液力变矩器。3）综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值和最小值之间的几个间断范围内做无极变化。按操纵方式，变速器又可分为强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式三种。1）强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换挡。2）自动操纵式变速器的传动比选择（换档）是自动进行的，驾驶员只需操纵加速踏板，即可控制车速。3）半自动操纵式变速器有两种形式。一种是常见的几个挡位自动操纵，其余挡位则由驾驶员操纵；另一总是预选式，即驾驶员预先用按钮选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。在多轴驱动的汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把转矩分别传输给驱动桥。第一节变速器的变速传动机构一、普通齿轮式变速器图2-3-1三轴五挡变速器传动简图图2-3-2两轴五挡变速器传动简图1-输入轴2-轴承3-接合齿圈4-同步环5-输出轴6-中间轴1-输入轴2-接合套3-里程表齿轮4-同步环5-半轴6-主减速器被动齿轮7-接合套8-中间轴常啮合齿轮7-差速器壳8-半轴齿轮9-行星齿轮10、11-输出轴12-主减速器主动齿轮13-花键毂三轴五挡变速器（图2-3-1）有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴（输入轴）、中间轴、第二轴（输出轴）、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。在变速器中利用了同步器和结合套换挡，可把中间轴上与第二轴上相啮合的传动齿轮制成常啮合的斜齿轮，从而减小变速器工作时的噪声，减小变速器尺寸及提高齿轮使用寿命。为了减少内摩擦引起的零件磨损及功率消耗，需在壳体内注入润滑油，采用飞溅式润滑方式润滑各齿轮副、轴与轴承等零件的工作表面。因此，壳体一侧有加油口，底部有放油塞，油面高度即由加油口位置控制。轴承盖内孔有回油槽，可以防止漏油。为防止变速器工作时由于油温升高气压增大而造成润滑油渗漏现象，在变速机构及变速器后轴承盖上装有通气塞。汽车行驶中，变速器在结构上应保证不出现自动跳挡现象。防止自动跳挡的结构有多种形式。1、齿端倒斜面的结构（图2-3-3）；2、减薄齿结构（图2-3-4）。三轴五挡变速器适用于传统的发动机前置、后轮驱动的布置形式。在发动机前置、前轮驱动或发动机后置、后轮驱动的轿车和微、轻型货车上，多采用两轴式变速器，其特点是输入轴和输出轴平行，无中间轴。两轴五挡变速器与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，从输入轴到输出轴只通过一对齿轮传动，倒挡传动路线中也只有一个中间齿轮，因而机械效率高，噪声小。但由于它不可能有直接挡，因而最高挡的机械效率比直接挡低。二、组合式变速器 重型货车的装载质量大，使用条件复杂。欲保证重型车有良好的动力性、经济性和加速性，则必须扩大传动比范围并增加挡数。为避免变速器结构过于复杂和便于系列化生产，多采用组合式变速器，即以12种四挡或五挡变速器为主体，通过更换齿轮副和配置不同的副变速器，得到一组不同传动比范围的变速器系列。图2-3-3齿端倒斜面的结构 图2-3-4减薄齿结构。1、4接合齿圈 2接合套 3花键毂 F-圆周力 1、4接合齿圈 2接合套 3花键毂 F-圆周力F=F FN倒锥齿面正压力 FQ防止跳挡的轴向力 FN凸台对接合套的总阻力 FQ防止跳挡的轴向力第二节同步器变速器在换挡过程中，必须使所选挡位的一对待啮合齿轮轮齿的圆周速度相等，才能使之平顺的进入啮合而挂上挡。如两齿轮轮齿不同步时即强制挂挡，势必因两轮齿间存在速度差而发生冲击和噪声。影响轮齿寿命，使齿端部磨损加剧，甚至使轮齿折断。同步器有常压式，惯性式和自行增力式等种类。这里仅介绍目前广泛采用的惯性式同步器。惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。其工作原理型汽车三档变速器中的二、三档同步器（见图2-3-5）为例说明。花键毂7与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。在花键毂两端与齿轮1和4之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）9和5。锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮 1，4及花键毂 7上的外花键齿均相同。在两个锁环上，花键齿对着接合套8的一端都有倒角 图2-3-5（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。锁环具有与齿轮1和4上的摩擦面锥度相同的内锥面，内锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。三个滑块2分别嵌合在花键毂的三个轴向槽11内，并可沿槽轴向滑动。在两个弹簧圈6的作用下，滑块压向接合套，使滑块中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中，起到空档定位作用。滑块2的两端伸入锁环9和5的三个缺口12中。只有当滑块位于缺口12的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。第三节变速器操纵机构变速器布置在驾驶员座位附近，变速器杆由驾驶室地板伸出，驾驶员可直接操纵，为直接操纵式（图2-3-6）；不能直接操纵的，称为间接操纵式（图2-3-7）。图2-3-6直接操纵式图2-3-6间接操纵式 为保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠的工作，变速器操纵机构要求：1、保证变速器不自行脱挡或调挡，在操纵机构中应设有自锁装置。2、保证变速器不同时挂入两个挡位，在操纵机构中设互锁装置。3、防止误挂倒挡，在操纵机构中设倒挡锁。（1）自锁装置（图2-3-8）挂档后应保证结合套于与结合齿圈的全部套合（或滑动齿轮换档时，全齿长都进入啮合）。在振动等条件影响下，操纵机构应保证变速器不自行挂档或自行脱档。为此在操纵机构中设有自锁装置。如图所示，换档拨叉轴上方有三凹坑，上面有被弹簧压紧的钢珠。当拨叉轴位置处于空档或某一档位置时，钢珠压在凹坑内。起到了自锁的作用。图2-3-8自锁装置 图2-3-8互锁装置 图2-3-8 倒档锁装置（2）互锁装置（图2-3-9）当中间换档拨叉轴移动挂档时，另外两个拨叉轴被钢球琐住。防止同时挂上两个档而使变速器卡死或损坏，起到了互锁作用。（3）倒档锁装置（图2-3-10）当换档杆下端(红色的长方块部分)向倒档拨叉轴移动时，必须压缩弹簧才能进入倒档拨叉轴上的拨块槽中。防止了在汽车前进时误挂倒档，而导致零件损坏，起到了倒档锁的作用。当倒档拨叉轴移动挂档时，另外两个拨叉轴被钢球琐住。第四章万向传动装置 在汽车传动系及其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置（图2-4-1）。万向传动装置一般由万向节和传动轴(图2-4-2)组成，有时还要有中间支承。万向节按其在扭转方向上是否有明显的弹性，可分为刚性万向节和挠性万向节（图2-4-3）。刚性万向节又可以分为不等速万向节（常用的为十字轴式图2-4-4）、准等速万向节（双联式图2-4-5、三销轴式等）和等速万向节（球叉式、球笼式图2-4-6等）。十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为1520。该万向节具有结构简单，传动效率高的优点，但在两轴夹角不为零的情况下，不能传递等角速转动。双万向节传动的等速条件（图2-4-7）：tg1=tg2cos1；tg4=tg2cos2；若有12，则有41只要满足上述条件，利用双万向节可以实现输出轴和输入轴的等速旋转。图2-4-1 图2-4-2 传动轴 图2-4-3 挠性万向节 图2-4-4十字轴万向节 图2-4-5双联式万向节图2-4-6球笼式等速万向节 图2-4-7双万向节传动布置第五章驱动桥 驱动桥功用：1、降速增扭；2、通过主减速器改变转矩的传递方向；3、通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外车轮以不同转速转向。驱动桥的类型有断开式和非断开式驱动桥两种（1）非断开式驱动桥（图2-5-1）也称为整体式驱动桥，它由驱动桥壳1，主减速器（图中包括6、7），差速器（图中包括2、3、4）和半轴7组成。（2）断开式驱动桥（图2-5-2）为了与独立悬架相配合，将主减速器壳固定在车架（或车身）上，驱动桥壳分段并通过铰链连接，或除主减速器壳外不再有驱动桥壳的其它部分。为了适应驱动轮独立上下跳动的需要，差速器与车轮之间的半轴各段之间用万向节连接。图2-5-1 非断开式驱动桥 图2-5-2 断开式驱动桥第一节 主减速器（图2-5-3）主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。按参加减速运动的齿轮副数目分，有单级式和双级式；按主减速器传动比挡数分，有单级式和双级式。前者的传动比是固定的，后者有两个传动比；按齿轮副结构形式分，有圆柱齿轮式、圆锥齿轮式和准双曲面齿轮式。第二节 差速器（图2-5-3）差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动车轮以不同的转速滚动，即保证两侧驱动车轮做纯滚动运动。当遇到左、右或前后驱动轮与路面之间的附着条件相差较大时，简单的齿轮式差速器不能保证汽车得到足够的牵引力，这时应当采用抗滑差速器。抗滑差速器常见的形式有强制锁止式齿轮差速器、高摩擦自锁差速器（包括摩擦片式、滑块凸轮式）、牙嵌式自由轮差速器、托森差速器及粘性联轴（差速）器等。差速器运动原理(图2-5-4）：左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍，这就是两半轴齿轮直径相等的对称式锥齿轮差速器的运动特性关系式。n1+n2=2n0 图2-5-3 差速器扭矩分配：设输入差速器壳的转矩为M0，输出给左、右两半轴齿轮的转矩为M1和M2，Mf为折合到半轴齿轮上总的内摩擦力矩，则：M1=0.5（M0Mf）M2=0.5（M0+Mf）托森差速器又称蜗轮蜗杆式差速器,由差速器壳，左半轴蜗杆、右半轴蜗杆、蜗轮轴和蜗轮等组成。蜗轮通过蜗轮轴固定在差速器壳上，三对蜗轮分别与左、右半轴蜗杆相啮合，每个蜗轮两端固定有两个圆柱直齿轮。成对的蜗轮通过两端相互啮合的直齿圆柱齿轮发生联系。它利用蜗杆传动的不可逆性原理和齿面高摩擦条件，使差速器根据其内部差动转矩（差速器的内摩擦力矩）大小而自动锁死或松开，即在差速器内差动转矩较小时起差速作用，而过大时自动将差速器锁死，有效的提高了汽车的通过性。图2-5-4差速器运动原理 图2-5-5 差速器扭矩分配 图2-5-6 托森差速器第三节 半轴与桥壳一、半轴 半轴是在差速器与驱动轮之间传递动力的实心轴，其内端与差速器的半轴齿轮连接，而外端则与驱动轮的轮毂相连，半轴与驱动轮的轮毂在桥壳上的支撑形式，决定了半轴的受力状况。现代汽车基本上采用全浮式半轴支承（图2-5-7）和半浮式半轴支承（图2-5-8）两种主要支承形式。1、全浮式半轴支承。使两端都不受弯矩的半轴支承型式叫作全浮式半轴支承。所谓浮即指卸除半轴的弯曲载荷而言。它易于拆装，只需拧下半轴凸缘上的螺钉，即可将半轴从半轴套管中抽出，而车轮与桥壳照样能支持住汽车。2、半浮式半轴支承。其半轴内端不受弯矩，而外端却要承受全部弯矩，所以称为半浮式支承。图2-5-7 全浮式半轴支承 图2-5-8半浮式半轴支承二、桥壳 驱动桥壳的功用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等，使左右驱动车轮的轴向相对位置固定；与从动桥一起，支承车架及其上各总成的重量；汽车行驶时，承受由车轮传来的路面反作用力和力矩，并经悬架传给车架。驱动桥壳应有足够的强度和刚度，质量小，并便于主减速器的拆装和调整。驱动桥壳从结构上可分为整体式桥壳和分段式桥壳两类。整体式桥壳因强度和刚度性能好，便于主减速器的安装、调整和维修，而得到广泛应用。整体式桥壳因制造方法不同，分为整体铸造、钢板冲压焊接、中段铸造压入钢管等形式。分段式驱动桥壳（图2-5-9）一般分为两段，分段式桥壳比较易于铸造和加工。但维修保养不便。图2-5-9分段式驱动桥壳第三篇汽车行驶系 汽车行驶系的功用是：1）接受由发动机经传动系传来的转矩，并通过驱动轮与路面间的附着作用。产生路面对驱动轮的牵引力，以保证汽车正常行驶。2）传递并承受路面作用于车轮上的各向反力及其所形成的力矩。3）应尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击，并衰减其振动，保证汽车行驶平顺性。4）与汽车转向系协调的配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车的操纵稳定性。汽车行驶系的结构形式：轮式、半履带式、全履带式、车轮履带式等。轮式汽车行驶系一般由车架、车桥、车轮和悬架等组成。第一章 车架 车架是整个汽车的基体，车架的功用是支承连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。车架的结构形式首先应满足汽车总布置的要求。车架应具有足够的强度和适当的刚度。为了提高整车的轻量化，要求车架质量尽可能小。此外车架应布置得离地面近一些，以使汽车重心降低。有利于提高汽车得行驶稳定性。目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架和综合式车架。边梁式车架（图3-1-1）由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，两种者之间采用铆接或焊接连接。中梁式车架（图3-1-2）只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，中梁式车架重量轻，重心低，行驶稳定性好，其结构使车轮跳动空间比较大，便于采用独立悬架系统。车架刚度和强度较大，中梁还能对传动轴有防尘作用。但这种车架制造工艺复杂，精度要求高，使维护保养不方便。综合式车架和承载式车身。综合式车架同时具有中梁式车架和边梁式车架的特点。大多数轿车采用承载式车身，车身兼起车架的作用，所有的力也由车身来承受。图3-1-1边梁式车架 图3-1-2中梁式车架 第二章 车桥和车轮第一节 车桥 车桥通过悬架和车架（或承载式车身）相连，它的两端安装车轮，其功用是传递车架（或承载式车身）与车轮之间各方向的作用力及其力矩。根据悬架结构的不同，车桥分为整体式（图3-2-1）和断开式（图3-2-2）两种；根据车桥上车轮的作用，车桥又可以分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥。一、转向桥 转向桥是利用车桥中的转向节使车轮可以偏转一定角度，以实现汽车的转向，它除承受垂直载荷外，还承受纵向力和侧向力及这些力造成的力矩。转向桥通常位于汽车前部，因此也称为前桥。前桥组成：前轴、左右转向节、转向节臂、左右梯形臂、横直拉杆总成、主销、制动器和轮毂制动鼓总成等。断开式转向桥的作用与非断开式转向桥一样，所不同的是断开式转向桥与独立悬架匹配，断开式车桥为活动关节式结构。图3-2-1整体式转向桥 图3-2-2断开式转向桥二、转向轮定位参数 转向桥在保证汽车转向功能的同时，应使转向轮有自动回正作用，以保证汽车稳定直线行驶。即当转向轮在偶遇外力作用发生偏转时，一旦作用的外力消失后，应能立即自动回到原来直线行驶的位置。这种自动回正作用是由转向轮的定位参数（图3-2-3）来保证的，也就是转向轮、主销和前轴之间的安装应具有一定的相应位置。这些转向轮的定位参数有主销内倾、主销后倾、车轮外倾、前束。现代汽车不仅前转向轮有外倾角和前束，有些汽车的后轮也有外倾角前束。如发动机前置前驱