《汽車拖拉機(jī)學(xué) 第2版》 課件 第11、12章 傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)

汽車拖拉機(jī)學(xué)2024/7/2第十一章傳動(dòng)系統(tǒng)第十一章傳動(dòng)系統(tǒng)第一節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的功用和類型第二節(jié)離合器第三節(jié)手動(dòng)變速器第四節(jié)自動(dòng)變速器第五節(jié)萬向傳動(dòng)裝置第六節(jié)驅(qū)動(dòng)橋2024/7/21第十一章的教學(xué)內(nèi)容離合器構(gòu)造原理手動(dòng)變速器構(gòu)造原理自動(dòng)變速器構(gòu)造原理萬向傳動(dòng)裝置構(gòu)造原理驅(qū)動(dòng)橋的構(gòu)造原理第十一章的重點(diǎn)、難點(diǎn)掌握摩擦式離合器工作原理掌握手動(dòng)變速器同步器換擋原理掌握自動(dòng)變速箱換擋原理掌握拖拉機(jī)動(dòng)力（負(fù)載）換擋原理理解液壓機(jī)械無級變速箱無級變速原理第十一章的教學(xué)要求1.摩擦式離合器工作原理與實(shí)踐2.手動(dòng)變速器同步器換擋原理與實(shí)踐3.自動(dòng)變速箱換擋原理與實(shí)踐4.拖拉機(jī)動(dòng)力（負(fù)載）換擋原理與實(shí)踐5.液壓機(jī)械無級變速箱無級變速原理與實(shí)踐第十一章的課程思政融入點(diǎn)扎根“三農(nóng)”專業(yè)能力科技發(fā)展鄉(xiāng)村振興創(chuàng)新思維第十一章的課程思政的育人目標(biāo)第十一章的“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表(1)課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效摩擦式離合器工作原理與實(shí)踐1.摩擦式離合器是如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞與分離的？2.為何膜片彈簧代替了圓柱彈簧？3.為何有的拖拉機(jī)采用雙作用離合器？4.離合器自由間隙如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)？5.如何減少離合器的接合沖擊與振動(dòng)？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT扎根“三農(nóng)”專業(yè)能力科技發(fā)展鄉(xiāng)村振興創(chuàng)新思維手動(dòng)變速器同步器換擋原理與實(shí)踐1.為何同步器換擋取代了嚙合套換擋、滑動(dòng)齒輪換擋？2.同步器是如何實(shí)現(xiàn)同步換擋的？3.同步器有哪些類型？如何實(shí)現(xiàn)同步的？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT扎根“三農(nóng)”科技發(fā)展專業(yè)水準(zhǔn)創(chuàng)新思維課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效自動(dòng)變速箱換擋原理與實(shí)踐1.為何自動(dòng)變速箱越來越多的廣泛應(yīng)用？2.自動(dòng)變速箱是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升擋、自動(dòng)降擋的？3.自動(dòng)變速箱的關(guān)鍵技術(shù)主要有哪些？4.雙排行星齒輪式自動(dòng)變速箱是如何實(shí)現(xiàn)3速、4速、5速的？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT工匠精神科學(xué)精神科技發(fā)展創(chuàng)新思維拖拉機(jī)動(dòng)力（負(fù)載）換擋原理與實(shí)踐1.拖拉機(jī)為何需要采用動(dòng)力（負(fù)載）換擋技術(shù)？2.動(dòng)力（負(fù)載）換擋是如何實(shí)現(xiàn)的？3.動(dòng)力（負(fù)載）換擋的關(guān)鍵技術(shù)是什么？如何解決？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT扎根“三農(nóng)”適者生存科技發(fā)展鄉(xiāng)村振興農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化液壓機(jī)械無級變速箱無級變速原理與實(shí)踐1.拖拉機(jī)為何需要采用液壓機(jī)械無級變速箱技術(shù)？2.液壓機(jī)械無級變速箱是如何實(shí)現(xiàn)無級變速的？3.液壓機(jī)械無級變速箱的關(guān)鍵技術(shù)是什么？如何解決？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT適者生存科技發(fā)展鄉(xiāng)村振興農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化第十一章的“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表(2)82024/7/2第一節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的功用和組成9

傳動(dòng)系統(tǒng)是汽車拖拉機(jī)底盤的重要組成部分，是從發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪之間的一系列傳動(dòng)零部件的總稱。

由于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、輸出轉(zhuǎn)矩變化范圍小、不能反轉(zhuǎn)、帶負(fù)荷起動(dòng)困難等特性，而汽車拖拉機(jī)車速和驅(qū)動(dòng)力變化范圍大、并要求能倒退行駛、平穩(wěn)起步和停車。為使汽車拖拉機(jī)在不同使用條件下都能正常工作，并獲得較好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，必須設(shè)置傳動(dòng)系統(tǒng)，且令其實(shí)現(xiàn)的4大基本功能：減速增矩、變速變矩、改變方向、平順離合。一、傳動(dòng)系統(tǒng)的功用2024/7/2第一節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的功用和組成10汽車拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的型式有：機(jī)械式、液力式和電力式。二、傳動(dòng)系統(tǒng)的類型1.機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)

因效率較高結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本較低而被廣泛應(yīng)用于汽車拖拉機(jī)。（1）輪式汽車拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

輪式拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)是最常見的一種布置型式（圖11-1）。發(fā)動(dòng)機(jī)縱向安裝在拖拉機(jī)前部，后輪為驅(qū)動(dòng)輪。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)離合器、聯(lián)軸器、變速器、中央傳動(dòng)、差速器、最終傳動(dòng)和半軸傳到驅(qū)動(dòng)輪。其中，變速器與驅(qū)動(dòng)輪之間的所有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其殼體又可統(tǒng)稱為后橋。乘用車的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)一般采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置、前輪驅(qū)動(dòng)（圖11-2）。2024/7/2第一節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的功用和組成112024/7/2圖11-1輪式拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)1.離合器2.萬向節(jié)

3.變速器4.中央傳動(dòng)5.差速器6.最終傳動(dòng)7.半軸12

發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器都布置在驅(qū)動(dòng)橋（前橋）的前方而且三者與主減速器、差速器裝配成一個(gè)十分緊湊的整體，固定在車架或車身架上。這樣，在變速器和驅(qū)動(dòng)橋之間也就沒有必要設(shè)置萬向節(jié)和傳動(dòng)軸，發(fā)動(dòng)機(jī)可以縱置，也可以橫置。2024/7/2圖11-2乘用車前置前驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)13（2）履帶式拖拉機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)

履帶式拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)如圖11-3所示，與輪式拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的主要差別：離合器與變速器采用傳動(dòng)軸聯(lián)接，后橋中沒有差速器，而在中央傳動(dòng)與最終傳動(dòng)之間設(shè)有左、右轉(zhuǎn)向離合器。2024/7/2圖11-3履帶式拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)1.驅(qū)動(dòng)輪2.最終傳動(dòng)3.轉(zhuǎn)向離合器4.后橋5.中央傳動(dòng)6.變速器7.傳動(dòng)軸8.離合器14（3）后輪驅(qū)動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)

后輪驅(qū)動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)是最常見的一種布置型式（圖11-4），其特點(diǎn)是：離合器直接與變速器聯(lián)接，其萬向節(jié)和傳動(dòng)軸位于變速器與驅(qū)動(dòng)橋（后橋）之間，一般沒有最終傳動(dòng)。2024/7/22024/7/2（4）四輪驅(qū)動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)四輪驅(qū)動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)如圖11-5所示，與后輪驅(qū)動(dòng)汽車相比，其主要差別是：在變速器與后驅(qū)動(dòng)橋之間增設(shè)了分動(dòng)器，其主要功能是將變速器輸出的動(dòng)力分配到各驅(qū)動(dòng)橋上，并進(jìn)一步增大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。分動(dòng)器與變速器結(jié)構(gòu)類似，主要由齒輪變速機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)兩部分組成。同理，前后輪驅(qū)162.液力式傳動(dòng)系統(tǒng)

可分為液力機(jī)械式和靜液壓式兩種。液力機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、造價(jià)較高，但由于其操縱的方便性和檔位選擇的合理性，被廣泛用于轎車和部分重型汽車以及大型拖拉機(jī)。靜液壓式傳動(dòng)系統(tǒng)也是造價(jià)較高，但具有傳動(dòng)系統(tǒng)布置靈活的特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械和軍用車輛（圖11-6）。2024/7/2173.電力式傳動(dòng)系統(tǒng)

可分為純電動(dòng)式、混合動(dòng)力式、燃料電池式等多種類型，詳細(xì)介紹見第十七章。

2024/7/22024/7/218第二節(jié)離合器一、離合器的功用在傳動(dòng)系統(tǒng)中，離合器是與發(fā)動(dòng)機(jī)直接關(guān)聯(lián)的重要部件，主要有3大功能。1．保證發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和車輛起步平穩(wěn)

汽車和拖拉機(jī)起步前應(yīng)使變速器掛空檔，斷開發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的聯(lián)系，待發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并正常怠速運(yùn)轉(zhuǎn)后，再將變速器掛檔然后在緩慢接合離合器的同時(shí)，逐漸踩下加速踏板，致使發(fā)動(dòng)機(jī)傳給驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩逐漸增大當(dāng)驅(qū)動(dòng)力足以克服車輛起步阻力時(shí)，汽車拖拉機(jī)開始行進(jìn)并可逐漸加速，最終實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)安全起步。2024/7/219第二節(jié)離合器2．行進(jìn)中換檔或臨時(shí)停車

汽車和拖拉機(jī)為了適應(yīng)不斷變化的工作條件和要求，變速器經(jīng)常需要換用不同檔位工作。齒輪式變速器的換檔，一般是改變齒輪的嚙合或其它掛檔機(jī)構(gòu)。換檔前必須迅速徹底分離離合器，中斷發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞，以防止換檔時(shí)產(chǎn)生沖擊力而破壞齒輪通過分離離合器，還可使汽車和拖拉機(jī)臨時(shí)性短暫停車2024/7/2203．傳動(dòng)系統(tǒng)的過載保護(hù)

汽車和拖拉機(jī)工作中遇上嚴(yán)重障礙或突然起步和緊急制動(dòng)時(shí)，通過離合器的打滑或切斷，可以減少傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊載荷，避免傳動(dòng)系統(tǒng)零部件損壞。離合器在正常接合狀態(tài)下，均應(yīng)具有可靠傳遞該車輛發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的能力2024/7/221二、離合器類型1.按壓緊彈簧的型式分：可分為膜片彈簧式、周置圓柱彈簧式、中央彈簧式等。（1）膜片彈簧式離合器

膜片彈簧是一種由彈簧制成的具有特殊結(jié)構(gòu)的蝶形彈簧，主要由碟簧部分和分離指部分組成。膜片彈簧的形狀如圖11-7所示。

膜片彈簧離合器與其他形式的離合器相比具有如下一系列優(yōu)點(diǎn)：2024/7/222第二節(jié)離合器

①膜片彈簧具有較理想的非線性特性，如圖11-8所示。彈簧壓力在摩擦片的允許磨損范圍內(nèi)基本保持不變（從安裝時(shí)的工作點(diǎn)b變化到a點(diǎn)），因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；相對圓柱螺旋彈簧，其壓力大大減小（從b點(diǎn)變化到a’點(diǎn)），離合器分離時(shí)，彈簧壓力有所下降（從b點(diǎn)變化到c點(diǎn)），從而減小了壓緊力。對于圓柱螺旋彈簧，其壓力則大大增加（從b點(diǎn)變化到c’點(diǎn)）。2024/7/223

②膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小。

③高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低的程度較周置圓柱彈簧離合器明顯減小，所以摩擦力矩降低很少，性能穩(wěn)定。

④膜片彈簧以整個(gè)圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻。

⑤易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長。

⑥膜片彈簧中心線與離合器中心線重合，平衡性好。2024/7/224

但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，制造成本較高，對材質(zhì)和尺寸精度要求高，其非線性彈性特性在生產(chǎn)中不易控制，開口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。近年來，由于材料性性能的提高，制造工藝和設(shè)計(jì)方法的逐步完善，膜片彈簧的制造技術(shù)已日趨成熟。膜片彈簧離合器不僅在汽車、拖拉機(jī)上被廣泛采用，而且在各種形式的商用車上也被大量采用。（2）周置圓柱彈簧式離合器

周置圓柱彈簧離合器的壓緊彈簧采用圓柱螺旋彈簧并均勻布置在一個(gè)圓周上。周置圓柱彈簧離合器結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，過去廣泛應(yīng)用于各類汽車上。現(xiàn)在由于乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高（最高轉(zhuǎn)速可高達(dá)7000r/min或更高），在高轉(zhuǎn)速離心力的作用下，周置彈簧易歪斜甚至嚴(yán)重彎曲鼓出而顯著降低壓緊力。2024/7/225

另外，也使彈簧靠到定位座柱上而使接觸部位嚴(yán)重磨損甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。因此，現(xiàn)代乘用車多改用膜片彈簧離合器。但在拖拉機(jī)上，周置彈簧離合器仍得到廣泛采用。（3）中央彈簧式離合器

中央彈簧離合器采用1～2個(gè)圓柱螺旋彈簧或用一個(gè)圓錐螺旋彈簧作為壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心，壓緊彈簧與從動(dòng)盤的軸線相同，中央彈簧有用圓柱彈簧的，也有用矩形斷面的圓錐彈簧的，而采用后者可以縮短軸向尺寸。中央彈簧的壓緊力是通過杠桿放大而作用在壓盤上，由于在結(jié)構(gòu)上可選較大的杠桿比，所以采用剛度較小的彈簧即可獲得較大的壓緊力，這也有利于減輕踏板力。2024/7/2262.按從動(dòng)盤數(shù)分

可分為單片式、雙片式、多片式。（1）單片式離合器

單片離合器只有一個(gè)從動(dòng)盤，乘用車、小型拖拉機(jī)上一般都采用單片離合器。近年來，由于摩擦材質(zhì)的提高在某些重型汽車上的應(yīng)用也漸多（發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩不超過1000N?m時(shí)）。單片離合器的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，散熱良好，軸向尺寸緊湊，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)能夠保證分離徹底，但是需要在結(jié)構(gòu)上采取適當(dāng)措施保證接合平順，通常采用軸向有彈性的從動(dòng)盤來保證接合平順。2024/7/2272024/7/2（2）雙片式離合器

雙片離合器有兩個(gè)從動(dòng)盤，與單片離合器相比，由于摩擦面數(shù)增多，因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大，且接合更加平順、柔和，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力也較小。但它也存在一些缺點(diǎn)，如中間壓盤通風(fēng)散熱性差，容易引起摩擦片過熱；加快其磨損甚至燒壞；分離行程較大，不易分離徹底，設(shè)計(jì)時(shí)在結(jié)構(gòu)上必須采取相應(yīng)的措施；軸向尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大等。這種結(jié)構(gòu)一股用在傳遞轉(zhuǎn)矩較大且徑向尺寸受到較嚴(yán)格限制的場合。282024/7/229（3）多片式離合器

多片離合器有兩個(gè)以上從動(dòng)盤，多為濕式，接合平順柔和，由于在油中工作，摩擦表面溫度低、磨損小，使用壽命長。但是分離行程大，分離不徹底（特別是在冬季油黏度增加時(shí)更是如此），軸向尺寸和質(zhì)量較大，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也很大，這類離合器主要應(yīng)用于最大質(zhì)量大于14t的商用車的行星齒輪變速器換檔機(jī)構(gòu)中。2024/7/2303.按離合器的作用分可分為單作用式、雙作用式。（1）單作用式離合器

僅僅輸出一股動(dòng)力的離合器為單作用離合器，它的特點(diǎn)是離合器只有一根輸出軸。汽車上均采用單作用離合器。但拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力要分別傳送給驅(qū)動(dòng)輪和動(dòng)力輸出軸，對于單作用離合器的拖拉機(jī)通常動(dòng)力從離合器出來傳給變速箱，在變速箱中設(shè)計(jì)一套機(jī)構(gòu)，從主傳動(dòng)路線（傳給驅(qū)動(dòng)輪的線路）上分出一股動(dòng)力給動(dòng)力輸出軸，其動(dòng)力傳遞路線如圖11-9所示。2024/7/231（2）雙作用式離合器

汽車和一般的工程車輛不使用雙作用離合器，而拖拉機(jī)特別是大中型拖拉機(jī)上廣泛采用雙作用離合器。所謂雙作用離合器是指將兩個(gè)離合器裝在一起，其中一個(gè)離合器將動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪，使拖拉機(jī)行駛，稱為主離合器；另一個(gè)離合器將動(dòng)力傳給動(dòng)力輸出軸，為農(nóng)機(jī)具提供動(dòng)力，稱為副離合器或動(dòng)力輸出離合器。

這種雙作用離合器的主、副離合器不是同時(shí)分離或接合的，而是有一個(gè)先后次序。在分離過程中，首先分離主離合器，使拖拉機(jī)停車，然后分離副離合器使動(dòng)力輸出軸及農(nóng)具工作部件停止轉(zhuǎn)動(dòng)。接合過程則相反，先接合副離合器，后接合主離合器，即農(nóng)具工作部件先運(yùn)轉(zhuǎn)，拖拉機(jī)后起步。2024/7/232

這種先后依次分離和接合的特點(diǎn)，在生產(chǎn)使用中是十分必要的。例如，拖拉機(jī)配合收割機(jī)作業(yè)，要求收割機(jī)割刀先運(yùn)轉(zhuǎn)，然后拖拉機(jī)起步前進(jìn)，以免起步時(shí)機(jī)組慣性矩過大，起步困難。在收割過程中，有時(shí)割刀部分堵塞，要求拖拉機(jī)停駛，而割刀不停止運(yùn)轉(zhuǎn)，以便清除堵塞物。但這種雙作用離合器還不能滿足拖拉機(jī)行駛中使農(nóng)具停止運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。有些拖拉機(jī)采用獨(dú)立操縱的雙聯(lián)離合器，其特點(diǎn)在于采用兩套完全獨(dú)立的操縱機(jī)構(gòu)，分別獨(dú)立操縱主離合器和副離合器。這樣離合器給配帶的農(nóng)機(jī)具作業(yè)帶來更大方便，有利于改善拖拉機(jī)的綜合利用性能和提高生產(chǎn)率。2024/7/2334.按摩擦表面的工作條件分

可分為干式和濕式離合器。干式離合器結(jié)構(gòu)簡單，廣泛用于拖拉機(jī)上。濕式離合器的摩擦表面一般浸泡在油中，用油液冷卻和沖洗摩擦表面，散熱良好，摩擦表面工作性能穩(wěn)定，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，成本高。5.按壓緊方式分

可分為彈簧壓緊、杠桿壓緊、液壓壓緊、電磁力壓緊離合器。6.按工作原理分

可分為摩擦式離合器、液壓式離合器（液力偶合器、液力變矩器）、電磁式器離合器（磁粉離合器）。2024/7/23434第二節(jié)離合器三、離合器的工作原理

雖然摩擦式離合器有不同型式，具體結(jié)構(gòu)不同，但其基本工作原理相同，即在彈性元件作用下使主動(dòng)部分與從動(dòng)部分（帶有摩擦片的從動(dòng)盤總成）互相壓緊，靠摩擦表面的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩，所以又稱為摩擦式離合器。1.接合狀態(tài)

如圖11-10a所示，在不踩下離合器踏板的自由狀態(tài)時(shí)，離合器的從動(dòng)盤被離合器彈簧壓緊在飛輪與壓盤工作表面之間，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過摩擦表面間的摩擦作用從飛輪和壓盤經(jīng)從動(dòng)盤傳到離合器軸（一般也是變速器第一軸）。此時(shí)，離合器處于接合狀態(tài)，與主、從動(dòng)部分形成一個(gè)整體。離合器處于接合狀態(tài)時(shí)，分離軸承端面與分離杠桿頭部的間隙稱為自由間隙△。2024/7/235352024/7/2362.分離狀態(tài)

當(dāng)踩下離合器踏板時(shí)，通過拉桿帶動(dòng)分離撥叉，分離軸承座在撥叉的撥動(dòng)下向左移動(dòng)，首先消除分離軸承端面與分離杠桿頭部的自由間隙△，接著推壓分離杠桿頭部，使分離杠桿繞支點(diǎn)擺動(dòng)，分離杠桿的另一端通過分離拉桿帶動(dòng)壓盤右移，進(jìn)一步壓縮離合器彈簧并在飛輪與從動(dòng)盤摩擦表面、壓盤與從動(dòng)盤摩擦表面之間產(chǎn)生分離間隙△1+△2，切斷了發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的動(dòng)力傳遞，離合器處于分離狀態(tài)（圖11-10b）。2024/7/2

當(dāng)踏板逐漸松開時(shí)，被壓縮的離合器彈簧隨之逐漸伸展，在其作用下將壓盤向左推動(dòng)，并將從動(dòng)盤重新壓緊在飛輪工作表面上，離合器又恢復(fù)到接合狀態(tài)。與此同時(shí)，在回位彈簧作用下，分離杠桿頭部與分離軸承端面又出現(xiàn)應(yīng)有的自由間隙△。這種離合器經(jīng)常處于接合狀態(tài)，故稱為常接合式離合器。372024/7/238

離合器分離過程中，踏板總行程由自由行程和工作行程兩部分組成。用以消除各連接桿件運(yùn)動(dòng)副的間隙和自由間隙的踏板行程稱為踏板自由行程；對應(yīng)于產(chǎn)生離合器分離間隙（△1+△2）的踏板行程稱為踏板工作行程。當(dāng)從動(dòng)盤摩擦襯片磨損變薄時(shí)，自由間隙△減小，踏板的自由行程也隨之減小，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。2024/7/2

自由間隙過小時(shí)，當(dāng)摩擦襯片稍有磨損，分離杠桿的頭部將向右移動(dòng)與分離軸承端面接觸，使離合器彈簧壓緊力減小而造成離合器打滑；自由間隙過大時(shí)，離合器踏板自由行程變大，使工作行程減小，造成離合器分離不徹底。因此，應(yīng)有適當(dāng)?shù)淖杂砷g隙。此外，在安裝時(shí)各個(gè)分離杠桿的端頭應(yīng)保持在同一回轉(zhuǎn)平面上，否則也會影響離合器徹底分離。為了保證有適當(dāng)和均勻的自由間隙，離合器上設(shè)有自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整自由間隙。392024/7/240第二節(jié)離合器四、離合器的構(gòu)造

離合器主要由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊裝置和分離操縱機(jī)構(gòu)4部分組成。主動(dòng)部分是動(dòng)力輸入部件；從動(dòng)部分是動(dòng)力輸出部件；壓緊裝置是使主、從動(dòng)兩部分接觸表面間壓緊而產(chǎn)生摩擦作用的裝置；分離操縱機(jī)構(gòu)是操縱離合器分離或結(jié)合的機(jī)構(gòu)。1.主動(dòng)部分主要包括壓盤、離合器蓋、飛輪。2024/7/241（1）壓盤

無論離合器接合還是分離，壓盤都必須通過一定的連接方式和飛輪一起旋轉(zhuǎn)，且自身還應(yīng)該能作軸向移動(dòng)。當(dāng)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，壓盤和飛輪共同帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。通常飛輪或離合器蓋驅(qū)動(dòng)壓盤的方式主要有凸臺驅(qū)動(dòng)、鍵銷驅(qū)動(dòng)等。

為了保證壓盤一定的熱容量，壓盤應(yīng)具有足夠質(zhì)量。其摩擦表面要有較低粗糙度，以減少摩擦片磨損。壓盤一般用灰鑄鐵制成，并保證有足夠的剛度。為了加強(qiáng)通風(fēng)散熱，壓盤上開有徑向通風(fēng)孔。2024/7/242（2）離合器蓋和飛輪

離合器蓋常采用定位銷和螺釘與飛輪固定在一起，并保持良好的對中。它不僅可以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的部分轉(zhuǎn)矩，而且用來支撐離合器壓緊彈簧和分離杠桿。因此，要求它有足夠的剛度，保證操縱部分的傳動(dòng)效果。汽車和拖拉機(jī)的離合器蓋常用3mm～5mm厚的低碳鋼板沖制成比較復(fù)雜的形狀。為加強(qiáng)離合器的冷卻，離合器蓋上開有許多通風(fēng)窗口。2024/7/2432.從動(dòng)部分

主要包括從動(dòng)盤和離合器軸。（1）從動(dòng)盤圖11-11所示為帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤,圖11-12所示為不帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤。不論是哪種從動(dòng)盤,一般都由從動(dòng)片、摩擦片和從動(dòng)盤轂組成。擦片和從動(dòng)盤轂組成。2024/7/244

①從動(dòng)片。從動(dòng)片的質(zhì)量應(yīng)盡可能小，并使其質(zhì)量分布盡可能靠近旋轉(zhuǎn)中心，以減小從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速變化時(shí)引起的慣性力。從動(dòng)片通常用1.3mm～2.0mm厚的鋼板沖壓而成。為使離合器結(jié)合平順，車輛起步平穩(wěn)，從動(dòng)片的結(jié)構(gòu)應(yīng)使其具有軸向彈性，使主動(dòng)盤（飛輪和壓盤）和從動(dòng)片之間的壓力逐漸增長。具有軸向彈性的從動(dòng)片有整體式，分開式和組合式3種。

②摩擦片。摩擦片因所用材料及其成份的差異，分為石棉塑料摩擦片、金屬摩擦片、金屬陶瓷摩擦片等多種。傳統(tǒng)的摩擦片為圓環(huán)形，一般與從動(dòng)片鉚接。為了充分利用摩擦片的面積和厚度，摩擦片與從動(dòng)片的聯(lián)接越來越多地采用黏結(jié)方式。2024/7/245

③從動(dòng)盤轂和扭轉(zhuǎn)減振器。一般從動(dòng)盤轂通過其內(nèi)花鍵孔與離合器花鍵軸聯(lián)接，并能使從動(dòng)盤作軸向移動(dòng)，從動(dòng)片與從動(dòng)盤轂常用鉚接。

為了避免傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生共振，并使汽車拖拉機(jī)起步平穩(wěn)，愈來愈多地采用帶有扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤，其從動(dòng)片和從動(dòng)盤轂之間通過減振彈簧傳遞轉(zhuǎn)矩。

在減振盤和從動(dòng)盤轂之間還裝有減振摩擦片，依靠減振摩擦片與它們之間的摩擦吸收傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)能量。（2）離合器軸

離合器軸通常是帶有花鍵的傳動(dòng)軸，其前端支承在飛輪中心的軸承上；后端支撐在離合器殼體上的軸承中。2024/7/2463.壓緊裝置

離合器壓緊裝置有彈簧壓緊式、杠桿壓緊式和液壓壓緊式3類。汽車和拖拉機(jī)的離合器廣泛采用膜片彈簧壓緊式壓緊裝置，其結(jié)構(gòu)型式和布置方式有多種。

4.操縱裝置

常用的離合器操縱機(jī)構(gòu)主要有機(jī)械式、液壓式和助力式等。2024/7/2（1）機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)

有桿系和繩索兩種形式。桿系操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠，廣泛用于各種類型的汽車上（圖11-13）。但質(zhì)量及摩擦損耗都較大。傳動(dòng)效率低，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和車架或駕駛室的變形都會影響其正常工作。在遠(yuǎn)距離操縱時(shí)，則桿系的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、布置困難，踏板的自由行程將加大，剛度及可靠性也會變差。繩索操縱機(jī)構(gòu)可消除上述缺點(diǎn)，且可采用適宜駕駛?cè)瞬倏v的吊掛式踏板結(jié)構(gòu)，但其壽命較短，機(jī)械傳動(dòng)效率也不高，多用于某些輕型轎車中。472024/7/248a.接合狀態(tài)

b.分離狀態(tài)圖11-13機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)2024/7/249（2）液壓式操縱機(jī)構(gòu)

主要由吊掛式離合器踏板、主缸、工作缸、管路系統(tǒng)和回位彈簧等部分組成（圖11-14），具有摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，質(zhì)量小，布置方便，便于采用吊掛踏板，駕駛室容易密封，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和車架或駕駛室的變形不會影響其正常工作，離合器接合柔和等優(yōu)點(diǎn)，所以它廣泛應(yīng)用于各種型式的汽車中。圖11-14液壓式操縱機(jī)構(gòu)2024/7/2（3）助力式操縱機(jī)構(gòu)

在中型以上的汽車上，為減輕離合器踏板力，在機(jī)械式和液壓式操縱機(jī)構(gòu)中常采用各種助力器。其助力器主要有彈簧式助力器和氣壓式助力器。氣壓式助力器多用于大型客車和重型貨車上并與離合器液壓操縱系組合。它由踏板、操縱閥、工作缸、儲氣簡和管路等組成。操縱輕便是其突出優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)必須保證其隨動(dòng)作用，即工作缸活塞桿的行程與踏板行程成一定比例，而與作用時(shí)間的長短無關(guān)。這樣就能保證當(dāng)逐漸放松離合器踏板時(shí)，離合器能平穩(wěn)而柔和地接合。502024/7/2第三節(jié)手動(dòng)變速器一、變速器的功用和類型1.變速器的功用

①在保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速不變的情況下，通過變速器改變傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比，使汽車拖拉機(jī)獲得所需的驅(qū)動(dòng)力和行駛速度。

②在發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)不變的前提下，通過變速器能使汽車拖拉機(jī)前進(jìn)或后退。

③在發(fā)動(dòng)機(jī)不停機(jī)的情況下，通過變速器能使汽車拖拉機(jī)較長時(shí)間停車或?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力輸出。

④通過變速器還能使汽車拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在無負(fù)載情況下起動(dòng)或怠速。變速器通常由變速機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)兩大部分組成。512024/7/2522.變速器的類型（1）根據(jù)傳動(dòng)比分：變速器可分為有級式、無級式和綜合式3類。①有級式變速器。是由若干個(gè)定值傳動(dòng)比組成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，通常稱為手動(dòng)變速器。按輪系結(jié)構(gòu)形式的不同，分為普通齒輪變速器（軸線固定式）和行星齒輪變速器（軸線旋轉(zhuǎn)式）兩種。按變速過程中動(dòng)力傳遞是否中斷，又有傳統(tǒng)齒輪變速器和負(fù)載換檔變速器之分。變速器定值傳動(dòng)比的個(gè)數(shù)等于變速器或汽車拖拉機(jī)的前進(jìn)檔位數(shù)。2024/7/2

②無級式變速器。是傳動(dòng)比在一定范圍內(nèi)能無限連續(xù)變化的變速器。通常又可分為液力式（動(dòng)液式）和電力式兩種。液力式的變速傳動(dòng)部件為液力變矩器；電力式的變速傳動(dòng)部件為直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。

③綜合式變速器。由有級齒輪變速器和無級液力變矩器組成，故又可稱為液力手動(dòng)變速器，其傳動(dòng)比可在若干間斷范圍內(nèi)進(jìn)行無級變化。532024/7/254（2）根據(jù)操縱方式分：變速器可分為手動(dòng)式、自動(dòng)式和半自動(dòng)式3類。①手動(dòng)操縱式變速器。依靠駕駛?cè)酥苯硬倏v變速桿進(jìn)行換檔。②自動(dòng)操縱式變速器。只需要駕駛?cè)送ㄟ^加速踏板控制車速。③半自動(dòng)操縱式變速器。又可分為兩種形式：一種是常用的幾個(gè)檔位自動(dòng)操縱，其余檔位由駕駛?cè)酥苯硬倏v；另一種是駕駛?cè)祟A(yù)先用按鈕選定所需檔位，再通過加速踏板接通電磁裝置或液壓裝置實(shí)現(xiàn)換檔。本節(jié)主要介紹手動(dòng)操縱式的普通齒輪變速器（以下簡稱手動(dòng)變速器），因?yàn)檫@種機(jī)械式的變速器具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)效率高、制造成本低、工作可靠和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，目前仍在汽車拖拉機(jī)上廣泛應(yīng)用。2024/7/255二、手動(dòng)變速器的工作原理2024/7/2562024/7/22024/7/2582024/7/2593.變向原理

由齒輪傳動(dòng)原理可知，一對外嚙合齒輪旋向相反，每經(jīng)過一個(gè)傳動(dòng)副，軸的旋向改變一次。汽車的倒檔就是在中間軸和輸出軸之間再加上一根倒檔軸，增加一次變向?qū)崿F(xiàn)倒檔，如圖11-17所示。2024/7/260第三節(jié)手動(dòng)變速器三、變速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

普通齒輪變速器由變速器殼體、變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、同步器、變速操縱機(jī)構(gòu)等組成。按工作軸的數(shù)量可分為三軸式和兩軸式變速器。變速器殼體是變速器其他部件的安裝基礎(chǔ)，變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用來改變傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向，變速操縱機(jī)構(gòu)用來實(shí)現(xiàn)換檔。

變速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有兩軸式、三軸式、組合式3類。分別稱為兩軸式變速器、三軸式變速器、組合式變速器。2024/7/2611.兩軸式變速器

如圖11-18a所示，一根軸上的齒輪是固定不能軸向移動(dòng)的，另一根軸上的齒輪則可軸向滑動(dòng)。軸向移動(dòng)滑動(dòng)齒輪使不同對的齒輪嚙合就可得到不同的傳動(dòng)比。為了得到倒檔，需要在主動(dòng)軸與從動(dòng)軸之間加上一根倒檔軸，上面裝有倒檔齒輪。主動(dòng)軸上的齒輪與倒檔軸上的齒輪嚙合，再與從動(dòng)軸上的齒輪嚙合即可使從動(dòng)軸反轉(zhuǎn)而得到倒檔。2024/7/2622.三軸式變速器

如圖11-18b所示，第一軸上的齒輪與中間軸上的一個(gè)齒輪經(jīng)常嚙合，移動(dòng)第二軸上的各滑動(dòng)齒輪使之與中間軸上相應(yīng)的齒輪嚙合，就可得到不同的傳動(dòng)比。移動(dòng)第二軸上最前面的滑動(dòng)齒輪，使齒輪上前端的嚙合套與第一軸齒輪的內(nèi)齒嚙合，就可由第一軸直接驅(qū)動(dòng)第二軸，不經(jīng)齒輪傳動(dòng)。為了得到倒檔，在中間軸與第二軸之間設(shè)有倒檔軸，在這兩根軸上均有對應(yīng)的齒輪供倒檔選用。2024/7/2633.組合式變速器

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，要求拖拉機(jī)作業(yè)項(xiàng)目愈來愈多，不同的作業(yè)對拖拉機(jī)的速度有不同的要求，目前一臺農(nóng)用拖拉機(jī)一般至少要有6個(gè)前進(jìn)檔，國外拖拉機(jī)一般有12個(gè)以上的前進(jìn)檔。如果采用上述兩軸或三軸變速器，必然使變速器結(jié)構(gòu)非常笨重。為此，目前多采用由兩個(gè)簡單變速器構(gòu)成的組合式變速器，如圖11-18c所示。這樣用5對齒輪就可以得到6種傳動(dòng)比。但這種結(jié)構(gòu)在工作時(shí)由于齒輪對數(shù)多、效率低，且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，操縱桿件一般設(shè)兩根變速桿。2024/7/264第三節(jié)手動(dòng)變速器四、變速器換檔方式

變速器換檔方式有3種：滑移齒輪式、接合套式、同步器式。小型拖拉機(jī)采用滑齒輪式，大中型拖拉機(jī)采用嚙合套式，汽車采用同步器式。1.滑移齒輪式和嚙合套式的換檔原理

采用滑移齒輪或接合套換檔時(shí)，待嚙合的一對齒輪的輪齒（或嚙合套與接合齒圈上相應(yīng)的內(nèi)、外花鍵齒）的圓周速度必須相等（同步），才能平順地進(jìn)入嚙合而掛上檔。如果輪齒不同步而強(qiáng)制掛檔，將使兩齒輪發(fā)生沖擊、產(chǎn)生噪聲，影響齒輪的工作壽命，甚至使齒輪折斷。為使掛檔平順，駕駛?cè)藨?yīng)采用合理的換檔操作步驟。2024/7/265

圖11-19所示為無同步器的五檔變速器中Ⅳ（直接檔）和Ⅴ檔（超速檔）相互轉(zhuǎn)換的接合套式換檔裝置。它是通過操縱機(jī)構(gòu)軸向移動(dòng)套在花鍵轂（固聯(lián)在第二軸上）4上的接合套3，使其內(nèi)齒圈與齒輪5或齒輪2端面上的外接合齒圈嚙合，從而獲得高速檔或低速檔。2024/7/266（1）從低速檔（Ⅳ檔）換入高速檔（Ⅴ檔）

變速器在低速檔工作時(shí)，接合套3與齒輪2上的接合齒圈嚙合，二者嚙合齒的圓周速度V3=V2。若從此低速檔換入高速檔，駕駛?cè)藨?yīng)先踩下離合器踏板使離合器分離，接著采用變速操縱機(jī)構(gòu)將接合套右移，使其處在空檔位置。當(dāng)接合套3與齒輪2上的接合齒圈剛剛脫離嚙合時(shí)，視V3與V2仍相等。由于齒輪2的轉(zhuǎn)速小于齒輪5的轉(zhuǎn)速，所以圓周速度V2<V5，即由低速檔換入空檔的瞬間，V3<V5。為使輪齒免受沖擊，此時(shí)不應(yīng)立即將接合套右移至與齒輪5上的接合齒圈嚙合而掛上高速檔，即讓空檔短時(shí)保留。此時(shí)，因離合器分離而使變速器第一軸上傳動(dòng)件與發(fā)動(dòng)機(jī)中斷了動(dòng)力傳遞，加上與第二軸相比，第一軸乃至相關(guān)傳動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，所以V5下降較快；接合套通過花鍵轂和第二軸直至與整個(gè)車輛聯(lián)系在一起，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，所以V3下降很慢。2024/7/267如圖11-20a所示，因V5和V3下降速率不等，隨著空檔停留時(shí)間的推移，V5和V3終將在時(shí)刻

達(dá)到相等，此交點(diǎn)即為自然同步狀態(tài)。此時(shí)通過操縱機(jī)構(gòu)將接合套3右移至與齒輪5上的接合齒圈嚙合而掛入高速檔，則不會產(chǎn)生輪齒間沖擊。因此，由低速檔換入高速檔時(shí)，駕駛?cè)税盐兆罴褧r(shí)機(jī)尤為重要。2024/7/268（2）從高速檔（V檔）換入低速檔（IV檔）

變速器在高速檔工作時(shí)，嚙合套3與齒輪5上的接合齒圈嚙合。參照低速檔換高速檔的分析，無論是高速檔工作時(shí)，還是高速檔換入空檔的瞬間，接合套3與齒輪5上的接合齒圈的圓周速度均相等，即V3=V5。又因V5>V2，所以V3>V2，如圖11-20b所示，此時(shí)同樣不宜立刻由空檔換入低速檔。但在空檔停留時(shí)，由于V2下降比V3快，不可能出現(xiàn)V3=V2的情況，且空檔停留時(shí)間愈長，V3與V2的差距愈大，根本不可能達(dá)到自然同步狀態(tài)，表明在任何時(shí)刻換檔都會產(chǎn)生沖擊。對此，駕駛?cè)藨?yīng)采用“兩腳離合器”的換檔步驟。2024/7/269

2024/7/2702.同步器的換檔原理（1）同步器的功用

如上所述，若接合套與接合齒圈的圓周速度不等，則二者不可能進(jìn)入嚙合。因此，同步器的功用可以概括為兩點(diǎn)：一是嚙合套與接合齒圈尚未達(dá)到同步時(shí)，鎖住嚙合套，使其不能與接合齒圈進(jìn)入嚙合，防止齒間沖擊；二是促使嚙合套與接合齒圈盡快達(dá)到同步，縮短變速器換檔時(shí)間。（2）同步器的類型

同步器可以分為常壓式、慣性式和自行增力式等多種類型。目前，汽車拖拉機(jī)變速器中應(yīng)用最廣泛的是慣性式同步器。根據(jù)所采用的鎖止機(jī)構(gòu)的不同，常見的慣性式同步器又可分為鎖環(huán)式和鎖銷式兩種。其中，其中，鎖環(huán)式慣性同步器應(yīng)用廣泛。2024/7/271（3）鎖環(huán)式同步器

①結(jié)構(gòu)。鎖環(huán)同步器主要由接合套、花鍵轂、鎖環(huán)、滑塊、定位銷和彈簧等組成。

圖11-21所示為鎖環(huán)式同步器的基本結(jié)構(gòu)。鎖環(huán)式同步器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是同步器的摩擦元件位于鎖環(huán)1或4和齒輪5或8凸肩部分的錐形斜面上。鎖止元件是做在鎖環(huán)1或4上的齒和做在嚙合套7上齒的端部，且端部均為斜面，稱為鎖止面。彈性元件是位于嚙合套座兩側(cè)的彈簧圈3。彈簧圈將置于嚙合套座花鍵上中部呈凸起狀的滑塊壓向嚙合套。在不換檔的中間位置，滑塊凸起部分嵌入嚙合套中部的內(nèi)環(huán)槽中，使同步器用來換檔的零件保持在中立位置上?；瑝K兩端伸入鎖環(huán)缺口內(nèi)，而缺口的尺寸要比滑塊寬一個(gè)接合齒。2024/7/2722024/7/273

2024/7/2

換檔力將鎖環(huán)繼續(xù)壓靠在錐面上，并使摩擦力矩增大，與此同時(shí)在鎖止面處作用有與之方向相反的撥環(huán)力矩。齒輪與鎖環(huán)的角速度逐漸接近，在角速度相等的瞬間，同步過程結(jié)束，完成了換檔過程的第二階段工作。之后，摩擦力矩隨之消失，而撥環(huán)力矩使鎖環(huán)回位，兩鎖止面分開，同步器解除鎖止?fàn)顟B(tài)，嚙合套上的接合齒在換檔力作用下通過鎖環(huán)與齒輪上的接合齒嚙合如圖11-22b所示，完成同步換檔。742024/7/2752024/7/276第三節(jié)手動(dòng)變速器五、變速器操縱機(jī)構(gòu)

根據(jù)汽車拖拉機(jī)使用條件，變速器操縱機(jī)構(gòu)用以保證駕駛?cè)藴?zhǔn)確可靠地使變速器掛上需要的任一檔位工作，并可隨時(shí)使之退回到空檔。手動(dòng)變速器的操縱機(jī)構(gòu)通常由換檔機(jī)構(gòu)和鎖止機(jī)構(gòu)兩大部分組成。1.換檔機(jī)構(gòu)

該機(jī)構(gòu)的功用是撥動(dòng)滑移齒輪（或嚙合套），使其與相應(yīng)的齒輪（或接合套）嚙合或分離，實(shí)現(xiàn)掛檔或換檔。

換檔機(jī)構(gòu)分為直接操縱式和遠(yuǎn)距離操縱式。2024/7/2

①接操縱式操縱機(jī)構(gòu)。變速器布置在駕駛?cè)俗桓浇?，變速桿及所有換檔操縱裝置都設(shè)置在變速器殼體上，駕駛?cè)丝芍苯硬倏v變速桿來撥動(dòng)變速器殼內(nèi)的換檔操縱裝置換檔。

②遠(yuǎn)距離操縱式操縱機(jī)構(gòu)。有的汽車變速器的安裝位置離駕駛?cè)俗惠^遠(yuǎn)，為此在變速器與變速桿之間加裝了一套傳動(dòng)元件，構(gòu)成遠(yuǎn)距離操縱的形式。772024/7/278

鎖止裝置包括自鎖機(jī)構(gòu)、互鎖機(jī)構(gòu)和倒檔鎖止機(jī)構(gòu)，一些拖拉機(jī)上還設(shè)有聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)。（1）自鎖機(jī)構(gòu)

該機(jī)構(gòu)的功用是保證滑移齒輪或接合套齒圈工作時(shí)處于全齒寬嚙合，不工作時(shí)徹底脫開，并在工作中不產(chǎn)生自動(dòng)掛檔或脫檔現(xiàn)象。

如圖11-23所示，多數(shù)變速器的自鎖裝置由自鎖鋼球和自鎖彈簧組成。一般每根撥叉軸端部表面沿軸向分布三個(gè)能與自鎖鋼球嵌合的凹槽。當(dāng)任何一根撥叉軸連同撥叉被軸向移動(dòng)到空檔或某一工作檔位置時(shí)，必有一個(gè)凹槽正好對準(zhǔn)自鎖鋼球，此時(shí)在自鎖彈簧的作用下，該鋼球即被嵌入該凹槽內(nèi)，撥叉軸連同撥叉的軸向位置亦被固定，該撥叉帶動(dòng)下的滑移齒輪（或接合套）被固定在空檔或某一工作檔位置，而不會因振動(dòng)等原因自行脫檔。2024/7/279

當(dāng)需要掛檔或換檔時(shí)，駕駛?cè)吮匦柰ㄟ^變速桿對撥叉軸施加軸向力直至克服自鎖彈簧的壓力，將自鎖鋼球從凹槽中擠出，撥叉軸連同撥叉才能被軸向移動(dòng)到所需位置?？梢姡瑩懿孑S上相鄰凹槽之間的距離，等于保證全齒寬嚙合或完全退出嚙合所需的撥叉軸應(yīng)該移動(dòng)的距離。

目前，在有的拖拉機(jī)上，還采用鎖銷式自鎖機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)和工作原理與上述鋼球式相似。2024/7/280（2）互鎖機(jī)構(gòu)

該機(jī)構(gòu)的功用是防止變速桿同時(shí)撥動(dòng)兩根撥叉軸及撥叉，即防止同時(shí)掛上兩個(gè)檔位，造成齒輪傳動(dòng)間的干涉，導(dǎo)致變速器無法工作甚至嚴(yán)重?fù)p壞?；ユi裝置的工作情況如圖11-24所示。當(dāng)變速器處于空檔位置時(shí)，所有撥叉軸的側(cè)面凹槽同鋼球、互鎖銷都在一條直線上。當(dāng)移動(dòng)中間撥叉軸時(shí)（圖11-24a），其兩側(cè)的內(nèi)鋼球從側(cè)凹槽中被擠出，而兩外鋼球2和4則分別嵌入撥叉軸1和5的側(cè)面凹槽中，因而將撥叉軸1和5剛性地鎖止在其空檔位置。2024/7/2

若欲移動(dòng)撥叉軸5，則應(yīng)先將撥叉軸6退回到空檔位置（見圖11-24b）。于是，在移動(dòng)撥叉軸5時(shí)，互鎖鋼球4便從撥叉軸5的凹槽中被擠出，同時(shí)通過互鎖頂銷3和其他鋼球?qū)懿孑S6和1均鎖止在空檔位置。同理，當(dāng)移動(dòng)撥叉軸1時(shí)，撥叉軸6和5被鎖止在空檔位置（圖11-24c）。由此可知，互鎖裝置的作用是當(dāng)駕駛?cè)擞米兯贄U推動(dòng)某一撥叉軸時(shí)，自動(dòng)鎖止其他所有撥叉軸。812024/7/282（3）倒檔鎖止機(jī)構(gòu)

該機(jī)構(gòu)的功用是避免因車輛在起步時(shí)或在前進(jìn)行使中誤掛倒檔，而造成人機(jī)安全事故。駕駛?cè)艘獟斓箼n時(shí)，必須花費(fèi)較大的力使變速桿的下端壓縮彈簧，將鎖銷推向右方后，才能使變速桿下端進(jìn)入撥塊的凹槽中，以撥動(dòng)倒檔撥叉而掛入倒檔。由此可見，它對駕駛?cè)司哂刑嵝炎⒁獾淖饔谩?024/7/283（4）聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)

有的拖拉機(jī)上為了保證換檔時(shí)必須首先徹底分離離合器，故在離合器操縱機(jī)構(gòu)與變速器操縱機(jī)構(gòu)之間設(shè)置了聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)。拖拉機(jī)的聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)見圖11-25。

在離合器踏板（或操縱桿）上用拉桿聯(lián)接著擺動(dòng)杠桿，擺動(dòng)杠桿固定在可以轉(zhuǎn)動(dòng)的聯(lián)鎖軸上，聯(lián)鎖軸上沿軸向制有鎖定槽。當(dāng)離合器踏板完全踩下，也就是離合器徹底分離時(shí)，通過拉桿推動(dòng)聯(lián)鎖軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使其上的鎖定槽正好對準(zhǔn)鎖定銷的上端。此時(shí)鎖定銷才有可能被頂起，撥叉軸連同拔叉才有可能被撥動(dòng)，實(shí)現(xiàn)換檔（圖11-25a）。2024/7/284

當(dāng)離合器接合時(shí)（圖11-25b），聯(lián)鎖軸上的鎖定槽將轉(zhuǎn)到圖示位置，而用其圓柱面頂住鎖定銷的上端，使之插入撥叉軸上V形槽的鎖定銷不能向上移動(dòng)，這是撥叉軸連同撥叉也就不能被撥動(dòng)，自然就不能換檔。2024/7/2第四節(jié)自動(dòng)變速器852024/7/286

自動(dòng)變速器是指在汽車、拖拉機(jī)行駛過程中，變速器的操縱和換檔全部或者部分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的變速器。自動(dòng)變速器可根據(jù)汽車、拖拉機(jī)行駛速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、路面狀況和駕駛?cè)说囊庠?，自?dòng)改變傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比，使汽車、拖拉機(jī)獲得良好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

自動(dòng)變速器的種類很多，主要有液力自動(dòng)變速器（AT）、電控機(jī)械式變速器（AMT）、機(jī)械式無級變速器（CVT）和雙離合變速器（DSG）等。以及負(fù)換檔變速器、液壓機(jī)械式無級變速器（HMCVT）。2024/7/287第四節(jié)自動(dòng)變速器一、液壓式自動(dòng)變速器（AT）

液力自動(dòng)變速器是以液體動(dòng)能傳遞能量的葉片傳動(dòng)機(jī)械，主要由液力變矩器行星齒輪變速器機(jī)構(gòu)、液壓操縱系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)4部分組成（圖11-26）2024/7/2881.液力變矩器（1）組成

液力變矩器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的后端。它將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給自動(dòng)變速器的輸入軸，并具有一定的自動(dòng)變速和變矩功能。

液力變矩器的結(jié)構(gòu)如圖11-27所示，泵輪與變矩器殼體連為一體，渦輪通過軸承支承在變矩器殼體上并與自動(dòng)變速器的輸入軸相連，導(dǎo)輪內(nèi)圈固定且內(nèi)圈與外圈之間有一單向離合器約束導(dǎo)輪單方向轉(zhuǎn)動(dòng)。泵輪、渦輪和導(dǎo)輪上都有特定角度的葉片和導(dǎo)流槽，泵輪與渦輪之間有約3mm的間隙。有的液力變矩器內(nèi)設(shè)有鎖止離合器，當(dāng)鎖止離合器接合時(shí)，就將泵輪、渦輪聯(lián)為一體，以提高傳動(dòng)效率。2024/7/2892024/7/290（2）工作原理

泵輪、渦輪及導(dǎo)輪工作時(shí)均封閉在一個(gè)殼體里，里面充滿著油液（工作介質(zhì)）。

液力變矩器正常工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸帶動(dòng)變矩器殼體旋轉(zhuǎn)，變矩器殼體帶動(dòng)泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)，泵輪3（圖11-28）的葉片將油液帶動(dòng)起來，在油液動(dòng)能的作用下，油液沖擊渦輪1葉片；儲存在液力變矩器循環(huán)圓內(nèi)腔的油液除了繞其軸線做圓周運(yùn)動(dòng)外，還在循環(huán)圓中循環(huán)流動(dòng)（帶箭頭的實(shí)線為液流方向）。當(dāng)作用在渦輪上的油液沖擊力大于作用在渦輪上的阻力時(shí)，渦輪將開始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)變速器輸入軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在液體循環(huán)流動(dòng)過程中，固定不動(dòng)的導(dǎo)輪2給渦輪一個(gè)反作用力矩，從而使渦輪的輸出轉(zhuǎn)矩不同于泵輪的輸入轉(zhuǎn)矩，因而具有“變矩”的功能。2024/7/2912024/7/2922.行星齒輪變速機(jī)構(gòu)

在自動(dòng)變速器中，液力變矩器雖然能傳遞和增大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，但增加的轉(zhuǎn)矩不夠大（一般只能增加2～4倍），增大的轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了汽車的使用要求。為了進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩，擴(kuò)大自動(dòng)變速器的變速范圍，通常在液力變矩器的后端裝有一個(gè)有級式齒輪變速器，該齒輪變速器多采用行星齒輪變速器（少數(shù)采用平行軸式變速器）。

最簡單的單排行星齒輪機(jī)構(gòu)如圖11-29所示，它主要由太陽輪、行星架、內(nèi)齒圈及行星齒輪等組成。2024/7/2932024/7/22024/7/2952024/7/296

在液力自動(dòng)變速器中，一般采用2～3排行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，其各檔傳動(dòng)比根據(jù)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行合理組合而得。

目前，應(yīng)用較多的是辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)，由2個(gè)行星排列組合而成，且前、后太陽輪作為一體，前行星架與后齒圈為一體。圖11-30為辛普森3檔行星齒輪變速器的簡圖。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由2個(gè)離合器，2個(gè)制動(dòng)器和1個(gè)單向離合器組成，其不同組合可實(shí)現(xiàn)3個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒檔。辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)的檔位見表11-2。2024/7/2972024/7/2983.液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)由液壓油泵、換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓控制機(jī)構(gòu)3部分組成。（1）液壓油泵

液壓油泵分為齒輪泵、轉(zhuǎn)子泵和葉片泵3類，其中齒輪泵又可分為內(nèi)嚙合和外嚙合兩種。它的作用是向液力變矩器提供工作油液，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)提供壓力油，以及向行星齒輪變速器提供潤滑油。2024/7/299（2）換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)

主要有換檔離合器、換檔制動(dòng)器、單向離合器。

①換檔離合器。將行星齒輪機(jī)構(gòu)中某一組件與輸入部分相連或?qū)⑿行驱X輪機(jī)構(gòu)中任意兩組件連鎖為一體，使三個(gè)組件具有相同的轉(zhuǎn)速，這時(shí)行星齒輪機(jī)構(gòu)作為一個(gè)剛性整體，實(shí)現(xiàn)直接傳動(dòng)。2024/7/2

換檔離合器為濕式多片離合器。當(dāng)需要某一離合器接合工作時(shí)，自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng)將液壓油通過離合器鼓進(jìn)油道送到活塞后方，給活塞施加壓力，同時(shí)壓力油將單向閥關(guān)閉，活塞受力克服回位彈簧的彈力，逐漸將壓板與摩擦片壓緊并產(chǎn)生摩擦力。離合器的接合過程要求平穩(wěn)柔和。

當(dāng)離合器分離時(shí)缸體內(nèi)主要油壓由原油道泄出，同時(shí)單向閥打開幫助泄出殘余油壓，活塞在回位彈簧的作用下迅速回位，離合器摩擦片與壓板分離。離合器的分離過程要求迅速徹底。1002024/7/2101

②換檔制動(dòng)器。制動(dòng)器的作用是將行星齒輪機(jī)構(gòu)中某一組件與變速器殼體相連，使該組件受約束而固定。制動(dòng)器有片式制動(dòng)器和帶式制動(dòng)器，片式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和工作原理與離合器的完全相同。制動(dòng)器連接的是運(yùn)動(dòng)組件與變速器殼體，而離合器連接的是兩個(gè)運(yùn)動(dòng)組件。

③單向離合器。單向離合器可限制一些運(yùn)動(dòng)組件只能作單方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，或限制兩個(gè)組件在某一方向的自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在相反的方向相互制約。單向離合器目前在自動(dòng)變速器中應(yīng)用的有滾柱式單向離合器和楔塊式單向離合器兩種。2024/7/2102（3）液壓控制機(jī)構(gòu)

液壓控制機(jī)構(gòu)的作用是按照駕駛?cè)撕透鞣N傳感器發(fā)出的信號，將液壓泵輸出的壓力油加以精確調(diào)節(jié)，并輸出換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

閥體是由許多階梯式滑閥、油道、儲能器等組成。滑閥主要有：主油路回油閥、換檔閥、輔助回油閥、鎖止閥、減壓閥。2024/7/21034.電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)的作用是，利用各種傳感器將反映節(jié)氣門位置、汽車行駛速度及影響發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器工作的各個(gè)非電量參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號，送至變速器ECU，再由ECU對輸入信號進(jìn)行處理，并與ECU內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，然后發(fā)出正確的操作指令控制液壓系統(tǒng)的電磁閥動(dòng)作，改變換檔閥液壓油路的液體壓力，控制離合器和制動(dòng)器的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔、壓力控制和自動(dòng)變速器鎖止。

電控液壓式操縱系統(tǒng)主要由變速器ECU、各種傳感器和執(zhí)行元件（電磁閥等）3部分組成（圖11-31）。2024/7/21041—電液控制裝置2—自動(dòng)變速器3—電磁閥4—變速桿互鎖器

5—繼電器6—變速桿全程指示燈7—變速器檔位指示器(驅(qū)動(dòng)模式指示器、故障指示燈)8—空調(diào)系統(tǒng)開關(guān)9—診斷插座

10—ABS/TCSECU11—燃油噴射控制器12—點(diǎn)火正時(shí)控制器13—發(fā)動(dòng)機(jī)ECU14—發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、加速踏板位置傳感器)15—制動(dòng)燈開關(guān)16—變速器油溫傳感器17—車速傳感器18—變速器輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器19—變速器模式開關(guān)

20—變速器手控?fù)Q檔開關(guān)21—變速桿位置開關(guān)22—變速桿23—變速器ECU2024/7/2105ECU具有換檔控制、鎖止離合器控制、油壓控制、故障診斷和失效保護(hù)等功能。傳感器把各個(gè)非電量參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號，送至ECU。傳感器主要包括：節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器及加速踏板行程傳感器、車速傳感器、變速器油溫傳感器、制動(dòng)燈開關(guān)、變速器模式開關(guān)等。

執(zhí)行元件包括換檔電磁閥、鎖止電磁閥、油壓電磁閥和故障指示燈等。2024/7/2106

電控機(jī)械變速器既有手動(dòng)變速器成本低、機(jī)械效率高的特點(diǎn)，又具備液力自動(dòng)變速器的功能。它是在平行軸式手動(dòng)變速器的基礎(chǔ)上加裝自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔的。1.組成

電控機(jī)械式變速器主要由干式離合器、帶同步器的齒輪變速器、ECU和電控系統(tǒng)組成。2024/7/2ECU接收各傳感器發(fā)來的反映車輛狀態(tài)的信號（發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、離合器從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速、車速等）及駕駛?cè)艘庠笭顟B(tài)的信號（加速踏板開度、制動(dòng)踏板高度及檔位等），并按換檔規(guī)律實(shí)時(shí)地做出控制決策及發(fā)出控制指令，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地完成節(jié)氣門開度的調(diào)整、離合器的分離與接合、變速器的自動(dòng)換檔過程。由于在電控機(jī)械式變速器上采用ECU控制，故取消了離合器踏板和手動(dòng)變速桿，只保留了加速踏板。加速踏板可向ECU發(fā)出要控制車輛的信息。

第四節(jié)自動(dòng)變速器二、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器1072024/7/2108

電控系統(tǒng)由傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。

傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛運(yùn)行狀態(tài)，提供ECU所需的各種信息，并將采集的各種信號轉(zhuǎn)變成電壓（或電流）提供給ECU。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括離合器分離與接合執(zhí)行機(jī)構(gòu)、變速器選換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)和節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。

離合器分離與接合執(zhí)行機(jī)構(gòu)由直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過控制減速機(jī)構(gòu)完成離合器的分離和接合；變速器選換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別由兩個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，完成變速器的摘檔、選檔和掛檔功能；節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)也由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對加速踏板位置的跟蹤和調(diào)節(jié)換檔過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。以上這些動(dòng)作都是自動(dòng)控制的。2024/7/21092.工作過程（1）汽車起步控制

接通起動(dòng)按鈕，ECU將變速器置于空檔位置，同時(shí)使離合器分離，接著起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到某一個(gè)指定轉(zhuǎn)速時(shí)，離合器開始接合，待變速器輸入軸開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，ECU將此時(shí)的離合器位置視為離合器控制的基準(zhǔn)。

當(dāng)駕駛?cè)诉x擇變速器某一個(gè)選檔開關(guān)使汽車起步時(shí)，離合器分離，變速器處于一個(gè)相應(yīng)檔位，在駕駛?cè)宋床燃铀偬ぐ逯?，離合器始終處于分離狀態(tài)的控制基準(zhǔn)點(diǎn)之前的位置。

駕駛?cè)瞬认录铀偬ぐ鍟r(shí)，ECU根據(jù)加速踏板的位置，按離合器最佳規(guī)律確定離合器的接合；與此同時(shí)，節(jié)氣門做相應(yīng)的供油量調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率足以使汽車順利起步時(shí)，汽車開始起步。2024/7/2110（2）離合器控制

在離合器控制機(jī)構(gòu)中，高速開關(guān)閥有兩個(gè)狀態(tài)：全關(guān)、全開，其控制方式是脈寬調(diào)制和脈頻調(diào)制。脈寬調(diào)制使高速開關(guān)閥打開的頻率不變，但其打開的時(shí)間變化；脈頻調(diào)制正好相反。

對離合器的接合控制采用脈寬調(diào)制法。把整個(gè)控制過程分為若干個(gè)周期，每一個(gè)周期要檢查上一個(gè)周期的誤差和誤差值的變化，據(jù)此來決定本周期高速開關(guān)閥打開時(shí)間的長短。這樣，每個(gè)周期都有開、關(guān)和誤差修訂過程，使離合器的控制更加平順。對離合器的分離控制是在駕駛?cè)颂鸺铀偬ぐ迨蛊囂幱诨袝r(shí)，在以下這些情況中，ECU控制離合器使其處于分離狀態(tài)：變速器換檔、汽車制動(dòng)、選擇空檔開關(guān)、車速低于選擇開關(guān)所設(shè)定的車速。2024/7/2（3）變速器換檔控制

操作換檔步驟是：抬起加速踏板→分離離合器→摘至空檔→掛上新檔位→接合離合器→踩下加速踏板→使離合器主從動(dòng)片轉(zhuǎn)速相同。1112024/7/2112三、機(jī)械式無級變速器（CVT）

第四節(jié)自動(dòng)變速器

機(jī)械式無級自動(dòng)變速器（ContinuouslyVariableTransmission,CVT）是根據(jù)車速和節(jié)氣門開度來改變機(jī)械式V帶輪的作用半徑，實(shí)現(xiàn)無級變速。目前CVT以金屬帶式無級變速器為主。

金屬帶傳動(dòng)裝置的變速原理如圖11-32所示，通過同時(shí)改變主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪的作用半徑來改變傳動(dòng)比。

CVT使用的金屬帶是用多層鉬合金薄鋼帶串上V形的鋼片制成,這種金屬帶可承受很大的拉力和側(cè)向壓力，鋼帶裝在工作半徑可變的帶輪上，靠液壓力改變帶輪的半徑來改變傳動(dòng)比。2024/7/2113

CVT的控制系統(tǒng)由電磁離合器控制系統(tǒng)和變速控制系統(tǒng)兩部分組成（圖11-33）。

電磁離合器控制原理是,當(dāng)汽車起步、換檔或停車時(shí)，由微型計(jì)算機(jī)控制離合器實(shí)現(xiàn)分離和接合。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、變速桿位置、加速踏板位置等信息輸入微型計(jì)算機(jī)，經(jīng)過運(yùn)算處理后，可以確定當(dāng)前所處的運(yùn)行工況，然后從微型計(jì)算機(jī)的只讀存儲器中讀取相應(yīng)的控制參數(shù)，輸出給電磁離合器，使之處于預(yù)先設(shè)定的工作狀態(tài)。電子控制系統(tǒng)還具有失效保險(xiǎn)和故障自診斷等功能。2024/7/2114

變速控制是采用液壓系統(tǒng)控制金屬傳動(dòng)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，即通過主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪V形槽寬度的變化，來控制帶輪可動(dòng)錐面盤的軸向位置。液壓控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比等輸入信號來控制供給主從動(dòng)帶輪液壓室的油壓，調(diào)整液壓室油壓分別用換檔控制閥和壓力調(diào)節(jié)閥來進(jìn)行。2024/7/21152024/7/2116

第四節(jié)自動(dòng)變速器四、雙離合器式自動(dòng)變速器

雙離合器式自動(dòng)變速器，在德國大眾汽車公司稱為DSG。

雙離合變速器，有兩組離合器和一個(gè)三軸式齒輪變速器，進(jìn)一步說，它是由兩個(gè)離合器集合而成的雙離合裝置、基于手動(dòng)變速器的三軸式齒輪變速系統(tǒng)、自動(dòng)換檔機(jī)構(gòu)、電控液壓控制系統(tǒng)組成（圖11-34）。一個(gè)離合器控制單數(shù)檔位齒輪，另外一個(gè)離合器控制雙數(shù)檔位齒輪。2024/7/2117

汽車起步時(shí)，負(fù)責(zé)單數(shù)檔位的離合器一掛在一檔并處于嚙合狀態(tài)，負(fù)責(zé)雙數(shù)檔位的離合器二掛在二檔并處于時(shí)刻準(zhǔn)備嚙合的狀態(tài)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升，從一檔換至二檔時(shí)，一檔離合器開始分離，此時(shí)二檔離合器同步進(jìn)行嚙合，于是一檔和二檔之間的轉(zhuǎn)換就在悄無聲息的情況下沒有任何中斷地完成了。一檔離合器在分離后將處于和三檔齒輪準(zhǔn)備嚙合的狀態(tài)，而再次換檔時(shí)，二檔離合器分開，三檔離合器同步與三檔齒輪嚙合，二檔離合器又處于和四檔齒輪準(zhǔn)備嚙合的狀態(tài)。如此循環(huán)，即雙離合變速器所處的每一個(gè)工作檔位都在為下一個(gè)更換檔位做好準(zhǔn)備，時(shí)刻能夠完成無中斷的檔位切換。雙離合變速器工作時(shí)，總有兩個(gè)檔位是同時(shí)結(jié)合的，一個(gè)正在工作，另一個(gè)為下一個(gè)換檔做準(zhǔn)備。2024/7/2

雙離合變速箱結(jié)合了手動(dòng)變速箱和自動(dòng)變速箱的優(yōu)點(diǎn)，沒有使用液力變矩器，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力可以完全發(fā)揮出來，同時(shí)兩組離合器相互交替工作，使得換檔時(shí)間極短，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力斷層也就非常有限，切換檔動(dòng)作極其迅速而且平順，動(dòng)力傳輸過程幾乎沒有間斷，車輛動(dòng)力性能可以得到完全的發(fā)揮。2024/7/2119五、負(fù)載換檔自動(dòng)變速器

第四節(jié)自動(dòng)變速器

負(fù)載換檔自動(dòng)變速器是指不中斷動(dòng)力傳遞下，進(jìn)行換檔，在一些拖拉機(jī)得到應(yīng)用。負(fù)載換檔可分為部分負(fù)載換檔和全負(fù)載換檔。

部分負(fù)載換檔時(shí)是在傳統(tǒng)齒輪變速箱基礎(chǔ)增加一個(gè)負(fù)載換檔裝置（又稱為增矩器），以實(shí)現(xiàn)幾個(gè)速度區(qū)段內(nèi)的負(fù)載換檔。

負(fù)載換檔裝置有多種類型，主要有：雙離合器式、離合器-自由輪式、離合器-制動(dòng)器-行星齒輪式、離合器-自由輪-行星輪式等。

圖11-35為美國迪爾4020型拖拉機(jī)的全負(fù)載換檔變速箱，它由三組離合器C1、C2、C3，四組制動(dòng)器B1、B2、B3、B4，和三排行星機(jī)構(gòu)構(gòu)成。該變速箱離合器和制動(dòng)器為液壓操縱，工作油壓為1.2MPa。2024/7/2120

三排行星機(jī)構(gòu)的行星輪都安裝在同一行星架上，第一排、第二排行星機(jī)構(gòu)與單列內(nèi)外嚙合行星齒輪機(jī)構(gòu)相同，第三排行星機(jī)構(gòu)由前后兩個(gè)太陽輪、前后兩個(gè)行星輪和一個(gè)齒圈組成，為內(nèi)外嚙合行星齒輪機(jī)構(gòu)。

負(fù)載換檔看起來與汽車自動(dòng)變速箱相似，但由于汽車行駛工況簡單，以節(jié)氣門開度、汽車速度為主要參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速，而拖拉機(jī)作業(yè)工況復(fù)雜，目前還只能靠駕駛?cè)艘罁?jù)拖拉機(jī)工作需要以負(fù)載換檔方式手工換檔，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。2024/7/21212024/7/2第五節(jié)萬向傳動(dòng)裝置六、液壓機(jī)械式無級變速器（HMCVT）

液壓機(jī)械式無級變速器（HMCVT）是將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力分成機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩股動(dòng)力，經(jīng)行星機(jī)構(gòu)合成一股動(dòng)力輸出，通過變量泵和液壓馬達(dá)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速，實(shí)現(xiàn)變速箱的無級變速。液壓機(jī)械式無級變速器分為行星齒輪機(jī)構(gòu)輸入?yún)R流型和行星齒輪機(jī)構(gòu)輸出匯流型兩大類型。圖11-36為一種四段HMCVT，這種HMCVT可以實(shí)現(xiàn)4個(gè)前進(jìn)行段、4個(gè)倒退段，每段均可以實(shí)現(xiàn)無級變速。2024/7/2123第五節(jié)萬向傳動(dòng)裝置一、萬向傳動(dòng)裝置的應(yīng)用

萬向傳動(dòng)裝置的功用是在軸線相交且相對位置經(jīng)常發(fā)生變化的兩軸間傳遞動(dòng)力，一般由萬向節(jié)和傳動(dòng)軸組成。1.在汽車上應(yīng)用

主要可應(yīng)用于連接變速器與驅(qū)動(dòng)橋、連接離合器與驅(qū)動(dòng)橋、連接分動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)橋、連接轉(zhuǎn)向操縱杠桿等。（圖11-37）2.在拖拉機(jī)上的應(yīng)用

主要用于動(dòng)力輸出軸與農(nóng)機(jī)具（如旋耕機(jī)、開溝機(jī)、割草機(jī)等）之間的動(dòng)力傳遞。2024/7/21242024/7/2125第五節(jié)萬向傳動(dòng)裝置二、萬向節(jié)

萬向節(jié)的功用是能夠在相互位置及軸間夾角不斷變化的兩轉(zhuǎn)軸之間傳遞動(dòng)力。按扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性，可將萬向節(jié)分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。前者是靠零件的剛性鉸鏈?zhǔn)竭B接傳遞動(dòng)力，后者則是靠彈性元件傳遞動(dòng)力且具有緩沖減振作用。剛性萬向節(jié)又分為不等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)。1.不等速萬向節(jié)

不等速萬向節(jié)主要有十字軸式萬向節(jié)，在汽車、拖拉機(jī)應(yīng)用較廣。它結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)可靠、效率較高，一般允許兩傳動(dòng)軸之有15°～20°的交角。但單個(gè)十字軸式剛性萬向節(jié)的使用不能保證兩軸間的等角速傳動(dòng)，故在傳動(dòng)系統(tǒng)中常成對使用。2024/7/2126（1）十字軸式萬向節(jié)的基本組成

如圖11-38所示，兩萬向節(jié)叉2和6上的兩對孔分別活套在十字軸4的兩對軸頸上。主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸既可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，又可繞十字軸中心在任意方向擺動(dòng)。為減少磨擦損失，提高傳動(dòng)效率，在十字軸軸頸和萬向節(jié)叉孔間裝有滾針8和套筒9組成的滾針軸承，軸承靠軸承蓋1軸向定位。為了軸承的潤滑，十字軸做成中空，并有相應(yīng)油路通向軸頸。為避免潤滑油泄漏和灰塵進(jìn)入軸承，在十字軸軸頸內(nèi)端套有帶金屬座圈的毛氈油封7。如果十字軸內(nèi)腔潤滑壓力超過允許值時(shí)，帶彈簧的安全閥5被頂開而使?jié)櫥屯庖?，避免油封因油壓過高而損壞。2024/7/2127第五節(jié)萬向傳動(dòng)裝置二、萬向節(jié)(2)雙十字軸式萬向節(jié)的等速條件欲使具有一定交角的兩軸實(shí)現(xiàn)等角速度傳動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析得知,可將兩個(gè)十字軸式萬向節(jié)按圖11-39所示的方式予以組合,即使第一個(gè)萬向節(jié)兩軸間夾角α1與第二個(gè)萬向節(jié)兩軸間夾角α2相等,第一個(gè)萬向節(jié)的從動(dòng)叉2與第二個(gè)萬向節(jié)的主動(dòng)叉3處于同一平面內(nèi)。這樣使第一個(gè)萬向節(jié)的不等速效應(yīng)可被第二個(gè)萬向節(jié)的不等速效應(yīng)抵消,從而可使傳動(dòng)輸出叉軸與輸入叉軸的角速度相等。2024/7/2但車輛驅(qū)動(dòng)輪采用非獨(dú)立懸架時(shí),由于彈性懸架的振動(dòng),使變速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸的相對位置不斷變化,以致不可能保證任何時(shí)候α1=α2,因而兩軸間傳動(dòng)等速性只能是近似的。2024/7/21292.等速萬向節(jié)等速萬向節(jié)傳動(dòng)的基本原理是從結(jié)構(gòu)上保證萬向節(jié)在工作過程中,其傳力點(diǎn)始終位于兩軸交點(diǎn)的平分面上。如同圖11-40所示的一對大小相同的錐齒輪傳動(dòng),其兩軸線交角為α,接觸點(diǎn)P位于α平分面上,且點(diǎn)P到兩軸的垂直距離均為r。因P點(diǎn)處兩齒輪的圓周速度相等,故兩齒輪旋轉(zhuǎn)角速度相等。若萬向節(jié)傳力點(diǎn)在相關(guān)兩軸交角變化時(shí)始終位于角平分面內(nèi),則可保持兩萬向節(jié)叉等角速度傳動(dòng)。目前,較廣泛使用的等速萬向節(jié)有球叉式萬向節(jié)和球籠式萬向節(jié)兩種。2024/7/2130（1）球叉式萬向節(jié)

球叉式萬向節(jié)一般應(yīng)用在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，允許相關(guān)兩軸交角達(dá)32°～33°。

圖11-41所示球叉式萬向節(jié)，主、從動(dòng)叉5和1分別與轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的內(nèi)、外半軸制成一體。兩叉各有四個(gè)曲面凹槽，組裝后構(gòu)成的兩個(gè)相交環(huán)槽成為四個(gè)傳動(dòng)鋼球4的滾道。兩叉中心的凹槽內(nèi)放置中心定心鋼球6。2024/7/2131

由圖11-42可見，兩叉凹槽中心線分別是以O(shè)1和O2為圓心的半徑相等的圓，且兩圓心分別與萬向節(jié)中心O的距離相等。則在主動(dòng)軸和從動(dòng)軸任意交角的情況下，傳動(dòng)鋼球中心始終位于兩圓交點(diǎn)上，亦即所有傳動(dòng)鋼球始終位于兩軸交角平分面內(nèi)，從而保證了兩軸等角速度傳動(dòng)。

球叉式萬向節(jié)工作時(shí)，正、反轉(zhuǎn)各靠兩個(gè)傳力鋼球傳力，故球面與凹槽間單位壓力較大，磨損較快而影響使用壽命。

近些年來，因采用壓力裝備工藝，有些球叉式萬向節(jié)省去了定位鎖和鎖止銷，雖結(jié)構(gòu)更簡化，但裝拆不便。2024/7/2132（2）球籠式萬向節(jié)

球籠式萬向節(jié)相關(guān)兩軸最大交角可達(dá)47°，且無論傳動(dòng)方向如何，所有鋼球全部傳力，故其承載力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便。4.撓性聯(lián)軸器

撓性聯(lián)軸器依靠其中彈性元件的彈性變形來保證相交兩軸間傳動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生干涉。常用的彈性元件有橡膠盤、橡膠金屬套管、六邊形橡膠圈等多種。撓性聯(lián)軸器一般用于兩軸交角3°～5°和有微量軸向位移的傳動(dòng)之中。2024/7/21331.傳動(dòng)軸

傳動(dòng)軸是萬向傳動(dòng)裝置中的主要傳力部件。通常用來連接變速器和驅(qū)動(dòng)橋，在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和斷開式驅(qū)動(dòng)橋中，則用來連接差速器和驅(qū)動(dòng)輪。傳動(dòng)軸有實(shí)心軸和空心軸之分。為了減輕傳動(dòng)軸的質(zhì)量，節(jié)省材料，提高軸的強(qiáng)度、剛度，傳動(dòng)軸多為空心軸。2.中間支承

當(dāng)傳動(dòng)軸過長時(shí)，因自振頻率降低，易產(chǎn)生共振，故將其分成兩段并加中間支承，通常中間支承安裝在車架橫梁上。2024/7/2134第五節(jié)萬向傳動(dòng)裝置三、傳動(dòng)軸與中間支承

圖11-43所示為蜂窩軟墊式汽車傳動(dòng)軸中間支承。軸承3可在軸承座2內(nèi)軸向滑動(dòng)。軸承座裝在蜂窩形橡膠墊5內(nèi)，通過U形支架6固定在車架橫梁上。由于采用彈性支承，傳動(dòng)軸可在一定范圍內(nèi)向任意方向擺動(dòng)，并能隨軸承一起作適當(dāng)?shù)妮S向移動(dòng)，因此能有效地補(bǔ)償安裝誤差及軸向位移。此外，還可以吸收振動(dòng)、減少噪聲傳導(dǎo)。這種支承結(jié)構(gòu)簡單，效果良好，應(yīng)用較廣泛。2024/7/2135第六節(jié)驅(qū)動(dòng)橋2024/7/21361.驅(qū)動(dòng)橋及其功用

汽車拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋是指變速器與驅(qū)動(dòng)輪之間除萬向節(jié)及傳動(dòng)軸以外的所有傳動(dòng)部件和殼體的總稱。驅(qū)動(dòng)橋的主要功用：一是將萬向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過主減速器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動(dòng)輪，并實(shí)現(xiàn)減速增矩；二是通過主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩傳遞方向，使其與車輛行駛方向相符；三是通過差速器保證內(nèi)、外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向。有關(guān)差速器的內(nèi)容將放在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中詳述。一、驅(qū)動(dòng)橋的功用與類型第六節(jié)驅(qū)動(dòng)橋2024/7/22.驅(qū)動(dòng)橋的類型（1）汽車驅(qū)動(dòng)橋

如圖11-44所示，一般汽車的驅(qū)動(dòng)橋有主減速器5、差速器4、半軸3和橋殼2等組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器（或分動(dòng)器）及萬向傳動(dòng)裝置輸入驅(qū)動(dòng)橋。即首先傳到主減速器；由此減速增矩后，經(jīng)差速器分配給左右半軸；最后通過半軸外端法蘭盤傳至驅(qū)動(dòng)輪轂1。1372024/7/2138

可見，此種驅(qū)動(dòng)橋的橋殼為整體剛性結(jié)構(gòu)，其兩側(cè)半軸和驅(qū)動(dòng)橋不能在橫向平面內(nèi)作相對運(yùn)動(dòng)，當(dāng)某一側(cè)車輪通過地面凸出物或凹坑時(shí)，整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋及車身都要隨之發(fā)生傾斜和波動(dòng)。故被稱為非獨(dú)立懸架的整體式驅(qū)動(dòng)橋。反之，有些汽車采用的獨(dú)立懸架，即驅(qū)動(dòng)輪可各自獨(dú)立地相對于車架或車身上下起伏。主減速器可固定在車架或車身上；橋殼分段并采用鉸鏈聯(lián)接，或除主減速器殼外，不再有其它相關(guān)殼體，故被稱為獨(dú)立懸架的斷開式驅(qū)動(dòng)橋，如圖11-45所示。2024/7/2139（2）拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)橋

如圖11-46所示，拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋常稱為后橋，它由中央傳動(dòng)1（視同汽車的主減速器）、差速器2、最終傳動(dòng)3、半軸和橋殼等組成。輪式拖拉機(jī)后橋分為內(nèi)置式和外置式兩種。前者的左、右最終傳動(dòng)與中央傳動(dòng)和差速器寓于同一后橋殼體內(nèi)（圖11-46a）。此種后橋結(jié)構(gòu)緊湊，因驅(qū)動(dòng)輪可在半軸上移動(dòng)，故能無級調(diào)節(jié)輪距，但加大了橋殼尺寸，使離地間隙減小。后者的左、右最終傳動(dòng)具有各自獨(dú)立的殼體，并分置在左右驅(qū)動(dòng)輪處（圖11-46b）。2024/7/22024/7/2

此種后橋殼既能獲得較大的離地間隙，改變最終傳動(dòng)殼體與后橋殼體的相對位置，還可同時(shí)改變離地間隙和拖拉機(jī)軸距，但不能無級調(diào)節(jié)輪距。如圖11-47所示，履帶式拖拉機(jī)后橋由中央傳動(dòng)1、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)2和最終傳動(dòng)3等組成。中央傳動(dòng)和轉(zhuǎn)向離合器寓于后橋殼體中，左、右最終傳動(dòng)及其殼體位于左、右驅(qū)動(dòng)輪附近。轉(zhuǎn)向離合器既是傳動(dòng)部件，又是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成部分。1412024/7/2142第六節(jié)驅(qū)動(dòng)橋二、主減速器

主減速器的功用是將輸入轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低其轉(zhuǎn)速。對于縱向布置的發(fā)動(dòng)機(jī)，還須通過其改變轉(zhuǎn)矩的方向，滿足車輛行駛要求。分為定軸輪系和行星輪系，適用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的汽車和拖拉機(jī)。對于大多發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車和拖拉機(jī)，其主減速器采用螺旋圓錐齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪。與螺旋圓錐齒輪比較，準(zhǔn)雙曲面齒輪工作穩(wěn)定性更好，機(jī)械強(qiáng)度更高，同時(shí)允許主動(dòng)齒輪軸線相對從動(dòng)齒輪軸線偏移，如圖11-48所示。若主動(dòng)齒輪軸線向下偏移，在保證必須離地間隙的情況下，可使車輛質(zhì)心降低，提高行駛穩(wěn)定性。但為了減少摩擦、提高效率，必須采用含防刮傷添加劑的準(zhǔn)雙曲面齒輪油及合理可靠的潤滑油路。2024/7/21432024/7/21441.單級主減速器

單級主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。主傳動(dòng)比一般小于7.0。

單級主減器有弧齒錐齒輪傳動(dòng)、雙曲面齒輪傳動(dòng)、圓柱齒輪傳動(dòng)和蝸桿蝸輪傳動(dòng)等形式，如圖11-49所示。運(yùn)用最為廣泛的是弧齒錐齒輪傳動(dòng)和雙曲面齒輪傳動(dòng)。2024/7/21452.雙級主減速器

與單級主減速器相比，采用雙級主減速器可以在保證離地間隙相同的情況下得到更大的傳動(dòng)比（i0=7～12）；但是其尺寸較大，質(zhì)量較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，傳動(dòng)效率低。雙級主減速器主要用于中、重型貨車、越野車、大客車上、拖拉機(jī)上。整體式雙級主減速器的結(jié)構(gòu)方案如圖