汽車拖拉機學（第2版）課件：傳動系統(tǒng)

汽車拖拉機學2024/10/10傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)第一節(jié)傳動系統(tǒng)的功用和類型第二節(jié)離合器第三節(jié)手動變速器第四節(jié)自動變速器第五節(jié)萬向傳動裝置第六節(jié)驅動橋2024/10/101離合器構造原理手動變速器構造原理自動變速器構造原理萬向傳動裝置構造原理驅動橋的構造原理重點、難點掌握摩擦式離合器工作原理掌握手動變速器同步器換擋原理掌握自動變速箱換擋原理掌握拖拉機動力（負載）換擋原理理解液壓機械無級變速箱無級變速原理教學要求1.摩擦式離合器工作原理與實踐2.手動變速器同步器換擋原理與實踐3.自動變速箱換擋原理與實踐4.拖拉機動力（負載）換擋原理與實踐5.液壓機械無級變速箱無級變速原理與實踐課程思政融入點扎根“三農(nóng)”專業(yè)能力科技發(fā)展鄉(xiāng)村振興創(chuàng)新思維課程思政的育人目標“耕讀教育”思政點映射表(1)課程耕讀教育要點耕讀教育映射與融入點教育方法與載體途徑耕讀育人預期成效摩擦式離合器工作原理與實踐1.摩擦式離合器是如何實現(xiàn)動力傳遞與分離的？2.為何膜片彈簧代替了圓柱彈簧？3.為何有的拖拉機采用雙作用離合器？4.離合器自由間隙如何實現(xiàn)自動調節(jié)？5.如何減少離合器的接合沖擊與振動？信息化載體、參觀體驗、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)新思維手動變速器同步器換擋原理與實踐1.為何同步器換擋取代了嚙合套換擋、滑動齒輪換擋？2.同步器是如何實現(xiàn)同步換擋的？3.同步器有哪些類型？如何實現(xiàn)同步的？信息化載體、參觀體驗、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)水準創(chuàng)新思維課程耕讀教育要點耕讀教育映射與融入點教育方法與載體途徑耕讀育人預期成效自動變速箱換擋原理與實踐1.為何自動變速箱越來越多的廣泛應用？2.自動變速箱是如何實現(xiàn)自動升擋、自動降擋的？3.自動變速箱的關鍵技術主要有哪些？4.雙排行星齒輪式自動變速箱是如何實現(xiàn)3速、4速、5速的？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT工匠精神科學精神科技發(fā)展創(chuàng)新思維拖拉機動力（負載）換擋原理與實踐1.拖拉機為何需要采用動力（負載）換擋技術？2.動力（負載）換擋是如何實現(xiàn)的？3.動力（負載）換擋的關鍵技術是什么？如何解決？信息化載體、參觀體驗、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)代化液壓機械無級變速箱無級變速原理與實踐1.拖拉機為何需要采用液壓機械無級變速箱技術？2.液壓機械無級變速箱是如何實現(xiàn)無級變速的？3.液壓機械無級變速箱的關鍵技術是什么？如何解決？信息化載體、參觀體驗、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“耕讀教育”思政點映射表(2)82024/10/10第一節(jié)傳動系統(tǒng)的功用和組成9

傳動系統(tǒng)是汽車拖拉機底盤的重要組成部分，是從發(fā)動機到驅動輪之間的一系列傳動零部件的總稱。

由于活塞式發(fā)動機具有轉速高、輸出轉矩變化范圍小、不能反轉、帶負荷起動困難等特性，而汽車拖拉機車速和驅動力變化范圍大、并要求能倒退行駛、平穩(wěn)起步和停車。為使汽車拖拉機在不同使用條件下都能正常工作，并獲得較好的動力性和經(jīng)濟性，必須設置傳動系統(tǒng)，且令其實現(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、傳動系統(tǒng)的功用2024/10/10第一節(jié)傳動系統(tǒng)的功用和組成10汽車拖拉機傳動系統(tǒng)的型式有：機械式、液力式和電力式。二、傳動系統(tǒng)的類型1.機械式傳動系統(tǒng)

因效率較高結構簡單、工作可靠、成本較低而被廣泛應用于汽車拖拉機。（1）輪式汽車拖拉機傳動系統(tǒng)

輪式拖拉機傳動系統(tǒng)是最常見的一種布置型式（圖11-1）。發(fā)動機縱向安裝在拖拉機前部，后輪為驅動輪。發(fā)動機的動力經(jīng)離合器、聯(lián)軸器、變速器、中央傳動、差速器、最終傳動和半軸傳到驅動輪。其中，變速器與驅動輪之間的所有傳動機構及其殼體又可統(tǒng)稱為后橋。乘用車的轉動系統(tǒng)一般采用發(fā)動機前置、前輪驅動（圖11-2）。2024/10/10第一節(jié)傳動系統(tǒng)的功用和組成112024/10/10圖11-1輪式拖拉機的傳動系統(tǒng)1.離合器2.萬向節(jié)

3.變速器4.中央傳動5.差速器6.最終傳動7.半軸12

發(fā)動機、離合器和變速器都布置在驅動橋（前橋）的前方而且三者與主減速器、差速器裝配成一個十分緊湊的整體，固定在車架或車身架上。這樣，在變速器和驅動橋之間也就沒有必要設置萬向節(jié)和傳動軸，發(fā)動機可以縱置，也可以橫置。2024/10/10圖11-2乘用車前置前驅傳動系統(tǒng)13（2）履帶式拖拉機轉動系統(tǒng)

履帶式拖拉機傳動系統(tǒng)如圖11-3所示，與輪式拖拉機傳動系統(tǒng)的主要差別：離合器與變速器采用傳動軸聯(lián)接，后橋中沒有差速器，而在中央傳動與最終傳動之間設有左、右轉向離合器。2024/10/10圖11-3履帶式拖拉機的傳動系統(tǒng)1.驅動輪2.最終傳動3.轉向離合器4.后橋5.中央傳動6.變速器7.傳動軸8.離合器14（3）后輪驅動汽車傳動系統(tǒng)

后輪驅動汽車傳動系統(tǒng)是最常見的一種布置型式（圖11-4），其特點是：離合器直接與變速器聯(lián)接，其萬向節(jié)和傳動軸位于變速器與驅動橋（后橋）之間，一般沒有最終傳動。2024/10/102024/10/10（4）四輪驅動汽車傳動系統(tǒng)四輪驅動汽車傳動系統(tǒng)如圖11-5所示，與后輪驅動汽車相比，其主要差別是：在變速器與后驅動橋之間增設了分動器，其主要功能是將變速器輸出的動力分配到各驅動橋上，并進一步增大驅動轉矩。分動器與變速器結構類似，主要由齒輪變速機構和操縱機構兩部分組成。同理，前后輪驅162.液力式傳動系統(tǒng)

可分為液力機械式和靜液壓式兩種。液力機械式傳動系統(tǒng)結構較復雜、造價較高，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。靜液壓式傳動系統(tǒng)也是造價較高，但具有傳動系統(tǒng)布置靈活的特點，因此廣泛應用于工程機械和軍用車輛（圖11-6）。2024/10/10173.電力式傳動系統(tǒng)

可分為純電動式、混合動力式、燃料電池式等多種類型，詳細介紹見第十七章。

2024/10/102024/10/1018第二節(jié)離合器一、離合器的功用在傳動系統(tǒng)中，離合器是與發(fā)動機直接關聯(lián)的重要部件，主要有3大功能。1．保證發(fā)動機起動和車輛起步平穩(wěn)

汽車和拖拉機起步前應使變速器掛空檔，斷開發(fā)動機與驅動輪之間的聯(lián)系，待發(fā)動機起動并正常怠速運轉后，再將變速器掛檔然后在緩慢接合離合器的同時，逐漸踩下加速踏板，致使發(fā)動機傳給驅動輪的轉矩逐漸增大當驅動力足以克服車輛起步阻力時，汽車拖拉機開始行進并可逐漸加速，最終實現(xiàn)平穩(wěn)安全起步。2024/10/1019第二節(jié)離合器2．行進中換檔或臨時停車

汽車和拖拉機為了適應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構。換檔前必須迅速徹底分離離合器，中斷發(fā)動機與傳動系統(tǒng)的動力傳遞，以防止換檔時產(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臨時性短暫停車2024/10/10203．傳動系統(tǒng)的過載保護

汽車和拖拉機工作中遇上嚴重障礙或突然起步和緊急制動時，通過離合器的打滑或切斷，可以減少傳動系統(tǒng)的沖擊載荷，避免傳動系統(tǒng)零部件損壞。離合器在正常接合狀態(tài)下，均應具有可靠傳遞該車輛發(fā)動機最大轉矩的能力2024/10/1021二、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構的蝶形彈簧，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：2024/10/1022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基本保持不變（從安裝時的工作點b變化到a點），因而離合器工作中能保持傳遞的轉矩大致不變；相對圓柱螺旋彈簧，其壓力大大減?。◤腷點變化到a’點），離合器分離時，彈簧壓力有所下降（從b點變化到c點），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點變化到c’點）。2024/10/1023

②膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結構簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質量小。

③高速旋轉時，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易于實現(xiàn)良好的通風散熱，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。2024/10/1024

但膜片彈簧的制造工藝較復雜，制造成本較高，對材質和尺寸精度要求高，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，制造工藝和設計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造技術已日趨成熟。膜片彈簧離合器不僅在汽車、拖拉機上被廣泛采用，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圓周上。周置圓柱彈簧離合器結構簡單，制造方便，過去廣泛應用于各類汽車上?，F(xiàn)在由于乘用車發(fā)動機轉速的提高（最高轉速可高達7000r/min或更高），在高轉速離心力的作用下，周置彈簧易歪斜甚至嚴重彎曲鼓出而顯著降低壓緊力。2024/10/1025

另外，也使彈簧靠到定位座柱上而使接觸部位嚴重磨損甚至出現(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個圓柱螺旋彈簧或用一個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，由于在結構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。2024/10/10262.按從動盤數(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從動盤，乘用車、小型拖拉機上一般都采用單片離合器。近年來，由于摩擦材質的提高在某些重型汽車上的應用也漸多（發(fā)動機的最大轉矩不超過1000N?m時）。單片離合器的特點是：結構簡單，散熱良好，軸向尺寸緊湊，維修調整方便，從動部分轉動慣量小，在使用時能夠保證分離徹底，但是需要在結構上采取適當措施保證接合平順，通常采用軸向有彈性的從動盤來保證接合平順。2024/10/10272024/10/10（2）雙片式離合器

雙片離合器有兩個從動盤，與單片離合器相比，由于摩擦面數(shù)增多，因而傳遞轉矩的能力較大，且接合更加平順、柔和，在傳遞相同轉矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力也較小。但它也存在一些缺點，如中間壓盤通風散熱性差，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，設計時在結構上必須采取相應的措施；軸向尺寸大，結構復雜；從動部分的轉動慣量較大等。這種結構一股用在傳遞轉矩較大且徑向尺寸受到較嚴格限制的場合。282024/10/1029（3）多片式離合器

多片離合器有兩個以上從動盤，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更是如此），軸向尺寸和質量較大，從動部分轉動慣量也很大，這類離合器主要應用于最大質量大于14t的商用車的行星齒輪變速器換檔機構中。2024/10/10303.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

僅僅輸出一股動力的離合器為單作用離合器，它的特點是離合器只有一根輸出軸。汽車上均采用單作用離合器。但拖拉機發(fā)動機的動力要分別傳送給驅動輪和動力輸出軸，對于單作用離合器的拖拉機通常動力從離合器出來傳給變速箱，在變速箱中設計一套機構，從主傳動路線（傳給驅動輪的線路）上分出一股動力給動力輸出軸，其動力傳遞路線如圖11-9所示。2024/10/1031（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，而拖拉機特別是大中型拖拉機上廣泛采用雙作用離合器。所謂雙作用離合器是指將兩個離合器裝在一起，其中一個離合器將動力傳給驅動輪，使拖拉機行駛，稱為主離合器；另一個離合器將動力傳給動力輸出軸，為農(nóng)機具提供動力，稱為副離合器或動力輸出離合器。

這種雙作用離合器的主、副離合器不是同時分離或接合的，而是有一個先后次序。在分離過程中，首先分離主離合器，使拖拉機停車，然后分離副離合器使動力輸出軸及農(nóng)具工作部件停止轉動。接合過程則相反，先接合副離合器，后接合主離合器，即農(nóng)具工作部件先運轉，拖拉機后起步。2024/10/1032

這種先后依次分離和接合的特點，在生產(chǎn)使用中是十分必要的。例如，拖拉機配合收割機作業(yè)，要求收割機割刀先運轉，然后拖拉機起步前進，以免起步時機組慣性矩過大，起步困難。在收割過程中，有時割刀部分堵塞，要求拖拉機停駛，而割刀不停止運轉，以便清除堵塞物。但這種雙作用離合器還不能滿足拖拉機行駛中使農(nóng)具停止運轉的要求。有些拖拉機采用獨立操縱的雙聯(lián)離合器，其特點在于采用兩套完全獨立的操縱機構，分別獨立操縱主離合器和副離合器。這樣離合器給配帶的農(nóng)機具作業(yè)帶來更大方便，有利于改善拖拉機的綜合利用性能和提高生產(chǎn)率。2024/10/10334.按摩擦表面的工作條件分

可分為干式和濕式離合器。干式離合器結構簡單，廣泛用于拖拉機上。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，但結構復雜，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）。2024/10/103434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，具體結構不同，但其基本工作原理相同，即在彈性元件作用下使主動部分與從動部分（帶有摩擦片的從動盤總成）互相壓緊，靠摩擦表面的摩擦力來傳遞轉矩，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，離合器的從動盤被離合器彈簧壓緊在飛輪與壓盤工作表面之間，發(fā)動機轉矩通過摩擦表面間的摩擦作用從飛輪和壓盤經(jīng)從動盤傳到離合器軸（一般也是變速器第一軸）。此時，離合器處于接合狀態(tài)，與主、從動部分形成一個整體。離合器處于接合狀態(tài)時，分離軸承端面與分離杠桿頭部的間隙稱為自由間隙△。2024/10/1035352024/10/10362.分離狀態(tài)

當踩下離合器踏板時，通過拉桿帶動分離撥叉，分離軸承座在撥叉的撥動下向左移動，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，使分離杠桿繞支點擺動，分離杠桿的另一端通過分離拉桿帶動壓盤右移，進一步壓縮離合器彈簧并在飛輪與從動盤摩擦表面、壓盤與從動盤摩擦表面之間產(chǎn)生分離間隙△1+△2，切斷了發(fā)動機和變速器的動力傳遞，離合器處于分離狀態(tài)（圖11-10b）。2024/10/10

當踏板逐漸松開時，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，并將從動盤重新壓緊在飛輪工作表面上，離合器又恢復到接合狀態(tài)。與此同時，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。372024/10/1038

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動副的間隙和自由間隙的踏板行程稱為踏板自由行程；對應于產(chǎn)生離合器分離間隙（△1+△2）的踏板行程稱為踏板工作行程。當從動盤摩擦襯片磨損變薄時，自由間隙△減小，踏板的自由行程也隨之減小，應及時進行調整。2024/10/10

自由間隙過小時，當摩擦襯片稍有磨損，分離杠桿的頭部將向右移動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，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，應有適當?shù)淖杂砷g隙。此外，在安裝時各個分離杠桿的端頭應保持在同一回轉平面上，否則也會影響離合器徹底分離。為了保證有適當和均勻的自由間隙，離合器上設有自動調整機構進行調整自由間隙。392024/10/1040第二節(jié)離合器四、離合器的構造

離合器主要由主動部分、從動部分、壓緊裝置和分離操縱機構4部分組成。主動部分是動力輸入部件；從動部分是動力輸出部件；壓緊裝置是使主、從動兩部分接觸表面間壓緊而產(chǎn)生摩擦作用的裝置；分離操縱機構是操縱離合器分離或結合的機構。1.主動部分主要包括壓盤、離合器蓋、飛輪。2024/10/1041（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，且自身還應該能作軸向移動。當傳遞發(fā)動機轉矩時，壓盤和飛輪共同帶動從動盤轉動。通常飛輪或離合器蓋驅動壓盤的方式主要有凸臺驅動、鍵銷驅動等。

為了保證壓盤一定的熱容量，壓盤應具有足夠質量。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。為了加強通風散熱，壓盤上開有徑向通風孔。2024/10/1042（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)動機的部分轉矩，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效果。汽車和拖拉機的離合器蓋常用3mm～5mm厚的低碳鋼板沖制成比較復雜的形狀。為加強離合器的冷卻，離合器蓋上開有許多通風窗口。2024/10/10432.從動部分

主要包括從動盤和離合器軸。（1）從動盤圖11-11所示為帶扭轉減振器的從動盤,圖11-12所示為不帶扭轉減振器的從動盤。不論是哪種從動盤,一般都由從動片、摩擦片和從動盤轂組成。擦片和從動盤轂組成。2024/10/1044

①從動片。從動片的質量應盡可能小，并使其質量分布盡可能靠近旋轉中心，以減小從動盤轉速變化時引起的慣性力。從動片通常用1.3mm～2.0mm厚的鋼板沖壓而成。為使離合器結合平順，車輛起步平穩(wěn)，從動片的結構應使其具有軸向彈性，使主動盤（飛輪和壓盤）和從動片之間的壓力逐漸增長。具有軸向彈性的從動片有整體式，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，一般與從動片鉚接。為了充分利用摩擦片的面積和厚度，摩擦片與從動片的聯(lián)接越來越多地采用黏結方式。2024/10/1045

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

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

在減振盤和從動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系統(tǒng)扭轉振動能量。（2）離合器軸

離合器軸通常是帶有花鍵的傳動軸，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。2024/10/10463.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。汽車和拖拉機的離合器廣泛采用膜片彈簧壓緊式壓緊裝置，其結構型式和布置方式有多種。

4.操縱裝置

常用的離合器操縱機構主要有機械式、液壓式和助力式等。2024/10/10（1）機械式操縱機構

有桿系和繩索兩種形式。桿系操縱機構結構簡單、制造容易、工作可靠，廣泛用于各種類型的汽車上（圖11-13）。但質量及摩擦損耗都較大。傳動效率低，發(fā)動機的振動和車架或駕駛室的變形都會影響其正常工作。在遠距離操縱時，則桿系的結構復雜、布置困難，踏板的自由行程將加大，剛度及可靠性也會變差。繩索操縱機構可消除上述缺點，且可采用適宜駕駛人操縱的吊掛式踏板結構，但其壽命較短，機械傳動效率也不高，多用于某些輕型轎車中。472024/10/1048a.接合狀態(tài)

b.分離狀態(tài)圖11-13機械式操縱機構2024/10/1049（2）液壓式操縱機構

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，傳動效率高，質量小，布置方便，便于采用吊掛踏板，駕駛室容易密封，發(fā)動機的振動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，所以它廣泛應用于各種型式的汽車中。圖11-14液壓式操縱機構2024/10/10（3）助力式操縱機構

在中型以上的汽車上，為減輕離合器踏板力，在機械式和液壓式操縱機構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。設計時必須保證其隨動作用，即工作缸活塞桿的行程與踏板行程成一定比例，而與作用時間的長短無關。這樣就能保證當逐漸放松離合器踏板時，離合器能平穩(wěn)而柔和地接合。502024/10/10第三節(jié)手動變速器一、變速器的功用和類型1.變速器的功用

①在保持發(fā)動機轉矩和轉速不變的情況下，通過變速器改變傳動系統(tǒng)的傳動比，使汽車拖拉機獲得所需的驅動力和行駛速度。

②在發(fā)動機狀態(tài)不變的前提下，通過變速器能使汽車拖拉機前進或后退。

③在發(fā)動機不停機的情況下，通過變速器能使汽車拖拉機較長時間停車或實現(xiàn)動力輸出。

④通過變速器還能使汽車拖拉機發(fā)動機在無負載情況下起動或怠速。變速器通常由變速機構和操縱機構兩大部分組成。512024/10/10522.變速器的類型（1）根據(jù)傳動比分：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。是由若干個定值傳動比組成的齒輪傳動系統(tǒng)，通常稱為手動變速器。按輪系結構形式的不同，分為普通齒輪變速器（軸線固定式）和行星齒輪變速器（軸線旋轉式）兩種。按變速過程中動力傳遞是否中斷，又有傳統(tǒng)齒輪變速器和負載換檔變速器之分。變速器定值傳動比的個數(shù)等于變速器或汽車拖拉機的前進檔位數(shù)。2024/10/10

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

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變速器，其傳動比可在若干間斷范圍內進行無級變化。532024/10/1054（2）根據(jù)操縱方式分：變速器可分為手動式、自動式和半自動式3類。①手動操縱式變速器。依靠駕駛人直接操縱變速桿進行換檔。②自動操縱式變速器。只需要駕駛人通過加速踏板控制車速。③半自動操縱式變速器。又可分為兩種形式：一種是常用的幾個檔位自動操縱，其余檔位由駕駛人直接操縱；另一種是駕駛人預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現(xiàn)換檔。本節(jié)主要介紹手動操縱式的普通齒輪變速器（以下簡稱手動變速器），因為這種機械式的變速器具有結構簡單、傳動效率高、制造成本低、工作可靠和維修方便等優(yōu)點，目前仍在汽車拖拉機上廣泛應用。2024/10/1055二、手動變速器的工作原理2024/10/10562024/10/102024/10/10582024/10/10593.變向原理

由齒輪傳動原理可知，一對外嚙合齒輪旋向相反，每經(jīng)過一個傳動副，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，增加一次變向實現(xiàn)倒檔，如圖11-17所示。2024/10/1060第三節(jié)手動變速器三、變速轉動機構

普通齒輪變速器由變速器殼體、變速傳動機構、同步器、變速操縱機構等組成。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，變速傳動機構用來改變傳動比、轉矩和旋轉方向，變速操縱機構用來實現(xiàn)換檔。

變速轉動機構有兩軸式、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。2024/10/10611.兩軸式變速器

如圖11-18a所示，一根軸上的齒輪是固定不能軸向移動的，另一根軸上的齒輪則可軸向滑動。軸向移動滑動齒輪使不同對的齒輪嚙合就可得到不同的傳動比。為了得到倒檔，需要在主動軸與從動軸之間加上一根倒檔軸，上面裝有倒檔齒輪。主動軸上的齒輪與倒檔軸上的齒輪嚙合，再與從動軸上的齒輪嚙合即可使從動軸反轉而得到倒檔。2024/10/10622.三軸式變速器

如圖11-18b所示，第一軸上的齒輪與中間軸上的一個齒輪經(jīng)常嚙合，移動第二軸上的各滑動齒輪使之與中間軸上相應的齒輪嚙合，就可得到不同的傳動比。移動第二軸上最前面的滑動齒輪，使齒輪上前端的嚙合套與第一軸齒輪的內齒嚙合，就可由第一軸直接驅動第二軸，不經(jīng)齒輪傳動。為了得到倒檔，在中間軸與第二軸之間設有倒檔軸，在這兩根軸上均有對應的齒輪供倒檔選用。2024/10/10633.組合式變速器

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，要求拖拉機作業(yè)項目愈來愈多，不同的作業(yè)對拖拉機的速度有不同的要求，目前一臺農(nóng)用拖拉機一般至少要有6個前進檔，國外拖拉機一般有12個以上的前進檔。如果采用上述兩軸或三軸變速器，必然使變速器結構非常笨重。為此，目前多采用由兩個簡單變速器構成的組合式變速器，如圖11-18c所示。這樣用5對齒輪就可以得到6種傳動比。但這種結構在工作時由于齒輪對數(shù)多、效率低，且結構較復雜，操縱桿件一般設兩根變速桿。2024/10/1064第三節(jié)手動變速器四、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。小型拖拉機采用滑齒輪式，大中型拖拉機采用嚙合套式，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，待嚙合的一對齒輪的輪齒（或嚙合套與接合齒圈上相應的內、外花鍵齒）的圓周速度必須相等（同步），才能平順地進入嚙合而掛上檔。如果輪齒不同步而強制掛檔，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，駕駛人應采用合理的換檔操作步驟。2024/10/1065

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）相互轉換的接合套式換檔裝置。它是通過操縱機構軸向移動套在花鍵轂（固聯(lián)在第二軸上）4上的接合套3，使其內齒圈與齒輪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。2024/10/1066（1）從低速檔（Ⅳ檔）換入高速檔（Ⅴ檔）

變速器在低速檔工作時，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，駕駛人應先踩下離合器踏板使離合器分離，接著采用變速操縱機構將接合套右移，使其處在空檔位置。當接合套3與齒輪2上的接合齒圈剛剛脫離嚙合時，視V3與V2仍相等。由于齒輪2的轉速小于齒輪5的轉速，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，此時不應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，即讓空檔短時保留。此時，因離合器分離而使變速器第一軸上傳動件與發(fā)動機中斷了動力傳遞，加上與第二軸相比，第一軸乃至相關傳動件轉動慣量很小，所以V5下降較快；接合套通過花鍵轂和第二軸直至與整個車輛聯(lián)系在一起，轉動慣量很大，所以V3下降很慢。2024/10/1067如圖11-20a所示，因V5和V3下降速率不等，隨著空檔停留時間的推移，V5和V3終將在時刻

達到相等，此交點即為自然同步狀態(tài)。此時通過操縱機構將接合套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，駕駛人把握最佳時機尤為重要。2024/10/1068（2）從高速檔（V檔）換入低速檔（IV檔）

變速器在高速檔工作時，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，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，此時同樣不宜立刻由空檔換入低速檔。但在空檔停留時，由于V2下降比V3快，不可能出現(xiàn)V3=V2的情況，且空檔停留時間愈長，V3與V2的差距愈大，根本不可能達到自然同步狀態(tài)，表明在任何時刻換檔都會產(chǎn)生沖擊。對此，駕駛人應采用“兩腳離合器”的換檔步驟。2024/10/1069

2024/10/10702.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，則二者不可能進入嚙合。因此，同步器的功用可以概括為兩點：一是嚙合套與接合齒圈尚未達到同步時，鎖住嚙合套，使其不能與接合齒圈進入嚙合，防止齒間沖擊；二是促使嚙合套與接合齒圈盡快達到同步，縮短變速器換檔時間。（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，汽車拖拉機變速器中應用最廣泛的是慣性式同步器。根據(jù)所采用的鎖止機構的不同，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)式慣性同步器應用廣泛。2024/10/1071（3）鎖環(huán)式同步器

①結構。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)式同步器的基本結構。鎖環(huán)式同步器的結構特點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，而缺口的尺寸要比滑塊寬一個接合齒。2024/10/10722024/10/1073

2024/10/10

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，同步器解除鎖止狀態(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。742024/10/10752024/10/1076第三節(jié)手動變速器五、變速器操縱機構

根據(jù)汽車拖拉機使用條件，變速器操縱機構用以保證駕駛人準確可靠地使變速器掛上需要的任一檔位工作，并可隨時使之退回到空檔。手動變速器的操縱機構通常由換檔機構和鎖止機構兩大部分組成。1.換檔機構

該機構的功用是撥動滑移齒輪（或嚙合套），使其與相應的齒輪（或接合套）嚙合或分離，實現(xiàn)掛檔或換檔。

換檔機構分為直接操縱式和遠距離操縱式。2024/10/10

①接操縱式操縱機構。變速器布置在駕駛人座位附近，變速桿及所有換檔操縱裝置都設置在變速器殼體上，駕駛人可直接操縱變速桿來撥動變速器殼內的換檔操縱裝置換檔。

②遠距離操縱式操縱機構。有的汽車變速器的安裝位置離駕駛人座位較遠，為此在變速器與變速桿之間加裝了一套傳動元件，構成遠距離操縱的形式。772024/10/1078

鎖止裝置包括自鎖機構、互鎖機構和倒檔鎖止機構，一些拖拉機上還設有聯(lián)鎖機構。（1）自鎖機構

該機構的功用是保證滑移齒輪或接合套齒圈工作時處于全齒寬嚙合，不工作時徹底脫開，并在工作中不產(chǎn)生自動掛檔或脫檔現(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能與自鎖鋼球嵌合的凹槽。當任何一根撥叉軸連同撥叉被軸向移動到空檔或某一工作檔位置時，必有一個凹槽正好對準自鎖鋼球，此時在自鎖彈簧的作用下，該鋼球即被嵌入該凹槽內，撥叉軸連同撥叉的軸向位置亦被固定，該撥叉帶動下的滑移齒輪（或接合套）被固定在空檔或某一工作檔位置，而不會因振動等原因自行脫檔。2024/10/1079

當需要掛檔或換檔時，駕駛人必需通過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到所需位置?？梢?，撥叉軸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該移動的距離。

目前，在有的拖拉機上，還采用鎖銷式自鎖機構，其結構和工作原理與上述鋼球式相似。2024/10/1080（2）互鎖機構

該機構的功用是防止變速桿同時撥動兩根撥叉軸及撥叉，即防止同時掛上兩個檔位，造成齒輪傳動間的干涉，導致變速器無法工作甚至嚴重損壞?；ユi裝置的工作情況如圖11-24所示。當變速器處于空檔位置時，所有撥叉軸的側面凹槽同鋼球、互鎖銷都在一條直線上。當移動中間撥叉軸時（圖11-24a），其兩側的內鋼球從側凹槽中被擠出，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。2024/10/10

若欲移動撥叉軸5，則應先將撥叉軸6退回到空檔位置（見圖11-24b）。于是，在移動撥叉軸5時，互鎖鋼球4便從撥叉軸5的凹槽中被擠出，同時通過互鎖頂銷3和其他鋼球將撥叉軸6和1均鎖止在空檔位置。同理，當移動撥叉軸1時，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駕駛人用變速桿推動某一撥叉軸時，自動鎖止其他所有撥叉軸。812024/10/1082（3）倒檔鎖止機構

該機構的功用是避免因車輛在起步時或在前進行使中誤掛倒檔，而造成人機安全事故。駕駛人要掛倒檔時，必須花費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入撥塊的凹槽中，以撥動倒檔撥叉而掛入倒檔。由此可見，它對駕駛人具有提醒注意的作用。2024/10/1083（4）聯(lián)鎖機構

有的拖拉機上為了保證換檔時必須首先徹底分離離合器，故在離合器操縱機構與變速器操縱機構之間設置了聯(lián)鎖機構。拖拉機的聯(lián)鎖機構見圖11-25。

在離合器踏板（或操縱桿）上用拉桿聯(lián)接著擺動杠桿，擺動杠桿固定在可以轉動的聯(lián)鎖軸上，聯(lián)鎖軸上沿軸向制有鎖定槽。當離合器踏板完全踩下，也就是離合器徹底分離時，通過拉桿推動聯(lián)鎖軸轉動一定角度，使其上的鎖定槽正好對準鎖定銷的上端。此時鎖定銷才有可能被頂起，撥叉軸連同拔叉才有可能被撥動，實現(xiàn)換檔（圖11-25a）。2024/10/1084

當離合器接合時（圖11-25b），聯(lián)鎖軸上的鎖定槽將轉到圖示位置，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，這是撥叉軸連同撥叉也就不能被撥動，自然就不能換檔。2024/10/10第四節(jié)自動變速器852024/10/1086

自動變速器是指在汽車、拖拉機行駛過程中，變速器的操縱和換檔全部或者部分實現(xiàn)自動化控制的變速器。自動變速器可根據(jù)汽車、拖拉機行駛速度和發(fā)動機轉速、負荷、路面狀況和駕駛人的意愿，自動改變傳動系統(tǒng)傳動比，使汽車、拖拉機獲得良好的動力性和經(jīng)濟性。

自動變速器的種類很多，主要有液力自動變速器（AT）、電控機械式變速器（AMT）、機械式無級變速器（CVT）和雙離合變速器（DSG）等。以及負換檔變速器、液壓機械式無級變速器（HMCVT）。2024/10/1087第四節(jié)自動變速器一、液壓式自動變速器（AT）

液力自動變速器是以液體動能傳遞能量的葉片傳動機械，主要由液力變矩器行星齒輪變速器機構、液壓操縱系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)4部分組成（圖11-26）2024/10/10881.液力變矩器（1）組成

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

液力變矩器的結構如圖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變速器的輸入軸相連，導輪內圈固定且內圈與外圈之間有一單向離合器約束導輪單方向轉動。泵輪、渦輪和導輪上都有特定角度的葉片和導流槽，泵輪與渦輪之間有約3mm的間隙。有的液力變矩器內設有鎖止離合器，當鎖止離合器接合時，就將泵輪、渦輪聯(lián)為一體，以提高傳動效率。2024/10/10892024/10/1090（2）工作原理

泵輪、渦輪及導輪工作時均封閉在一個殼體里，里面充滿著油液（工作介質）。

液力變矩器正常工作時，發(fā)動機曲軸帶動變矩器殼體旋轉，變矩器殼體帶動泵輪轉動，泵輪3（圖11-28）的葉片將油液帶動起來，在油液動能的作用下，油液沖擊渦輪1葉片；儲存在液力變矩器循環(huán)圓內腔的油液除了繞其軸線做圓周運動外，還在循環(huán)圓中循環(huán)流動（帶箭頭的實線為液流方向）。當作用在渦輪上的油液沖擊力大于作用在渦輪上的阻力時，渦輪將開始轉動，帶動變速器輸入軸一起轉動。在液體循環(huán)流動過程中，固定不動的導輪2給渦輪一個反作用力矩，從而使渦輪的輸出轉矩不同于泵輪的輸入轉矩，因而具有“變矩”的功能。2024/10/10912024/10/10922.行星齒輪變速機構

在自動變速器中，液力變矩器雖然能傳遞和增大發(fā)動機輸出的轉矩，但增加的轉矩不夠大（一般只能增加2～4倍），增大的轉矩遠遠滿足不了汽車的使用要求。為了進一步增大轉矩，擴大自動變速器的變速范圍，通常在液力變矩器的后端裝有一個有級式齒輪變速器，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構如圖11-29所示，它主要由太陽輪、行星架、內齒圈及行星齒輪等組成。2024/10/10932024/10/102024/10/10952024/10/1096

在液力自動變速器中，一般采用2～3排行星齒輪機構傳動，其各檔傳動比根據(jù)單排行星齒輪機構傳動特點進行合理組合而得。

目前，應用較多的是辛普森行星齒輪機構，由2個行星排列組合而成，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)行機構由2個離合器，2個制動器和1個單向離合器組成，其不同組合可實現(xiàn)3個前進檔和1個倒檔。辛普森式行星齒輪機構的檔位見表11-2。2024/10/10972024/10/10983.液壓系統(tǒng)

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

液壓油泵分為齒輪泵、轉子泵和葉片泵3類，其中齒輪泵又可分為內嚙合和外嚙合兩種。它的作用是向液力變矩器提供工作油液，向執(zhí)行機構和控制機構提供壓力油，以及向行星齒輪變速器提供潤滑油。2024/10/1099（2）換檔執(zhí)行機構

主要有換檔離合器、換檔制動器、單向離合器。

①換檔離合器。將行星齒輪機構中某一組件與輸入部分相連或將行星齒輪機構中任意兩組件連鎖為一體，使三個組件具有相同的轉速，這時行星齒輪機構作為一個剛性整體，實現(xiàn)直接傳動。2024/10/10

換檔離合器為濕式多片離合器。當需要某一離合器接合工作時，自動變速器液壓控制系統(tǒng)將液壓油通過離合器鼓進油道送到活塞后方，給活塞施加壓力，同時壓力油將單向閥關閉，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。

當離合器分離時缸體內主要油壓由原油道泄出，同時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。1002024/10/10101

②換檔制動器。制動器的作用是將行星齒輪機構中某一組件與變速器殼體相連，使該組件受約束而固定。制動器有片式制動器和帶式制動器，片式制動器的結構和工作原理與離合器的完全相同。制動器連接的是運動組件與變速器殼體，而離合器連接的是兩個運動組件。

③單向離合器。單向離合器可限制一些運動組件只能作單方向的轉動，或限制兩個組件在某一方向的自由轉動，在相反的方向相互制約。單向離合器目前在自動變速器中應用的有滾柱式單向離合器和楔塊式單向離合器兩種。2024/10/10102（3）液壓控制機構

液壓控制機構的作用是按照駕駛人和各種傳感器發(fā)出的信號，將液壓泵輸出的壓力油加以精確調節(jié)，并輸出換檔執(zhí)行機構。

閥體是由許多階梯式滑閥、油道、儲能器等組成?；y主要有：主油路回油閥、換檔閥、輔助回油閥、鎖止閥、減壓閥。2024/10/101034.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)動機、變速器工作的各個非電量參數(shù)轉換成電信號，送至變速器ECU，再由ECU對輸入信號進行處理，并與ECU內儲存的數(shù)據(jù)進行比較，然后發(fā)出正確的操作指令控制液壓系統(tǒng)的電磁閥動作，改變換檔閥液壓油路的液體壓力，控制離合器和制動器的動作，實現(xiàn)自動換檔、壓力控制和自動變速器鎖止。

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）。2024/10/101041—電液控制裝置2—自動變速器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(驅動模式指示器、故障指示燈)8—空調系統(tǒng)開關9—診斷插座

10—ABS/TCSECU11—燃油噴射控制器12—點火正時控制器13—發(fā)動機ECU14—發(fā)動機傳感器(發(fā)動機轉速、發(fā)動機冷卻液溫度、加速踏板位置傳感器)15—制動燈開關16—變速器油溫傳感器17—車速傳感器18—變速器輸入軸轉速傳感器19—變速器模式開關

20—變速器手控換檔開關21—變速桿位置開關22—變速桿23—變速器ECU2024/10/10105ECU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等功能。傳感器把各個非電量參數(shù)轉換成電信號，送至ECU。傳感器主要包括：節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機轉速傳感器、發(fā)動機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、制動燈開關、變速器模式開關等。

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。2024/10/10106

電控機械變速器既有手動變速器成本低、機械效率高的特點，又具備液力自動變速器的功能。它是在平行軸式手動變速器的基礎上加裝自動操縱機構來實現(xiàn)自動換檔的。1.組成

電控機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。2024/10/10ECU接收各傳感器發(fā)來的反映車輛狀態(tài)的信號（發(fā)動機轉速、離合器從動盤轉速、車速等）及駕駛人意愿狀態(tài)的信號（加速踏板開度、制動踏板高度及檔位等），并按換檔規(guī)律實時地做出控制決策及發(fā)出控制指令，使執(zhí)行機構自動地完成節(jié)氣門開度的調整、離合器的分離與接合、變速器的自動換檔過程。由于在電控機械式變速器上采用ECU控制，故取消了離合器踏板和手動變速桿，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)自動變速器二、電控機械式自動變速器1072024/10/10108

電控系統(tǒng)由傳感器和執(zhí)行機構組成。

傳感器實時監(jiān)控車輛運行狀態(tài)，提供ECU所需的各種信息，并將采集的各種信號轉變成電壓（或電流）提供給ECU。執(zhí)行機構包括離合器分離與接合執(zhí)行機構、變速器選換檔執(zhí)行機構和節(jié)氣門執(zhí)行機構等。

離合器分離與接合執(zhí)行機構由直流伺服電動機驅動，通過控制減速機構完成離合器的分離和接合；變速器選換檔執(zhí)行機構分別由兩個步進電動機驅動，完成變速器的摘檔、選檔和掛檔功能；節(jié)氣門執(zhí)行機構也由步進電動機驅動，實現(xiàn)對加速踏板位置的跟蹤和調節(jié)換檔過程中發(fā)動機的轉速。以上這些動作都是自動控制的。2024/10/101092.工作過程（1）汽車起步控制

接通起動按鈕，ECU將變速器置于空檔位置，同時使離合器分離，接著起動發(fā)動機。當發(fā)動機運轉到某一個指定轉速時，離合器開始接合，待變速器輸入軸開始旋轉時，ECU將此時的離合器位置視為離合器控制的基準。

當駕駛人選擇變速器某一個選檔開關使汽車起步時，離合器分離，變速器處于一個相應檔位，在駕駛人未踩加速踏板之前，離合器始終處于分離狀態(tài)的控制基準點之前的位置。

駕駛人踩下加速踏板時，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，節(jié)氣門做相應的供油量調節(jié)。當發(fā)動機輸出的功率足以使汽車順利起步時，汽車開始起步。2024/10/10110（2）離合器控制

在離合器控制機構中，高速開關閥有兩個狀態(tài)：全關、全開，其控制方式是脈寬調制和脈頻調制。脈寬調制使高速開關閥打開的頻率不變，但其打開的時間變化；脈頻調制正好相反。

對離合器的接合控制采用脈寬調制法。把整個控制過程分為若干個周期，每一個周期要檢查上一個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閥打開時間的長短。這樣，每個周期都有開、關和誤差修訂過程，使離合器的控制更加平順。對離合器的分離控制是在駕駛人抬起加速踏板使汽車處于滑行時，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、選擇空檔開關、車速低于選擇開關所設定的車速。2024/10/10（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→使離合器主從動片轉速相同。1112024/10/10112三、機械式無級變速器（CVT）

第四節(jié)自動變速器

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

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

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比。2024/10/10113

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,當汽車起步、換檔或停車時，由微型計算機控制離合器實現(xiàn)分離和接合。發(fā)動機轉速、車速、變速桿位置、加速踏板位置等信息輸入微型計算機，經(jīng)過運算處理后，可以確定當前所處的運行工況，然后從微型計算機的只讀存儲器中讀取相應的控制參數(shù)，輸出給電磁離合器，使之處于預先設定的工作狀態(tài)。電子控制系統(tǒng)還具有失效保險和故障自診斷等功能。2024/10/10114

變速控制是采用液壓系統(tǒng)控制金屬傳動帶傳動機構，即通過主動帶輪和從動帶輪V形槽寬度的變化，來控制帶輪可動錐面盤的軸向位置。液壓控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機節(jié)氣門開度、發(fā)動機轉速、傳動比等輸入信號來控制供給主從動帶輪液壓室的油壓，調整液壓室油壓分別用換檔控制閥和壓力調節(jié)閥來進行。2024/10/101152024/10/10116

第四節(jié)自動變速器四、雙離合器式自動變速器

雙離合器式自動變速器，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三軸式齒輪變速器，進一步說，它是由兩個離合器集合而成的雙離合裝置、基于手動變速器的三軸式齒輪變速系統(tǒng)、自動換檔機構、電控液壓控制系統(tǒng)組成（圖11-34）。一個離合器控制單數(shù)檔位齒輪，另外一個離合器控制雙數(shù)檔位齒輪。2024/10/10117

汽車起步時，負責單數(shù)檔位的離合器一掛在一檔并處于嚙合狀態(tài)，負責雙數(shù)檔位的離合器二掛在二檔并處于時刻準備嚙合的狀態(tài)；當發(fā)動機轉速上升，從一檔換至二檔時，一檔離合器開始分離，此時二檔離合器同步進行嚙合，于是一檔和二檔之間的轉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備嚙合的狀態(tài)，而再次換檔時，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工作檔位都在為下一個更換檔位做好準備，時刻能夠完成無中斷的檔位切換。雙離合變速器工作時，總有兩個檔位是同時結合的，一個正在工作，另一個為下一個換檔做準備。2024/10/10

雙離合變速箱結合了手動變速箱和自動變速箱的優(yōu)點，沒有使用液力變矩器，所以發(fā)動機的動力可以完全發(fā)揮出來，同時兩組離合器相互交替工作，使得換檔時間極短，發(fā)動機的動力斷層也就非常有限，切換檔動作極其迅速而且平順，動力傳輸過程幾乎沒有間斷，車輛動力性能可以得到完全的發(fā)揮。2024/10/10119五、負載換檔自動變速器

第四節(jié)自動變速器

負載換檔自動變速器是指不中斷動力傳遞下，進行換檔，在一些拖拉機得到應用。負載換檔可分為部分負載換檔和全負載換檔。

部分負載換檔時是在傳統(tǒng)齒輪變速箱基礎增加一個負載換檔裝置（又稱為增矩器），以實現(xiàn)幾個速度區(qū)段內的負載換檔。

負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型拖拉機的全負載換檔變速箱，它由三組離合器C1、C2、C3，四組制動器B1、B2、B3、B4，和三排行星機構構成。該變速箱離合器和制動器為液壓操縱，工作油壓為1.2MPa。2024/10/10120

三排行星機構的行星輪都安裝在同一行星架上，第一排、第二排行星機構與單列內外嚙合行星齒輪機構相同，第三排行星機構由前后兩個太陽輪、前后兩個行星輪和一個齒圈組成，為內外嚙合行星齒輪機構。

負載換檔看起來與汽車自動變速箱相似，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)就可以實現(xiàn)自動變速，而拖拉機作業(yè)工況復雜，目前還只能靠駕駛人依據(jù)拖拉機工作需要以負載換檔方式手工換檔，達到提高生產(chǎn)效率、降低勞動強度的目的。2024/10/101212024/10/10第五節(jié)萬向傳動裝置六、液壓機械式無級變速器（HMCVT）

液壓機械式無級變速器（HMCVT）是將發(fā)動機動力分成機械傳動和液壓傳動兩股動力，經(jīng)行星機構合成一股動力輸出，通過變量泵和液壓馬達的液壓系統(tǒng)進行調速，實現(xiàn)變速箱的無級變速。液壓機械式無級變速器分為行星齒輪機構輸入?yún)R流型和行星齒輪機構輸出匯流型兩大類型。圖11-36為一種四段HMCVT，這種HMCVT可以實現(xiàn)4個前進行段、4個倒退段，每段均可以實現(xiàn)無級變速。2024/10/10123第五節(jié)萬向傳動裝置一、萬向傳動裝置的應用

萬向傳動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力，一般由萬向節(jié)和傳動軸組成。1.在汽車上應用

主要可應用于連接變速器與驅動橋、連接離合器與驅動橋、連接分動器與驅動橋、連接轉向操縱杠桿等。（圖11-37）2.在拖拉機上的應用

主要用于動力輸出軸與農(nóng)機具（如旋耕機、開溝機、割草機等）之間的動力傳遞。2024/10/101242024/10/10125第五節(jié)萬向傳動裝置二、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軸之間傳遞動力。按扭轉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式連接傳遞動力，后者則是靠彈性元件傳遞動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、拖拉機應用較廣。它結構簡單、傳動可靠、效率較高，一般允許兩傳動軸之有15°～20°的交角。但單個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，故在傳動系統(tǒng)中常成對使用。2024/10/10126（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。主動軸轉動時，從動軸既可隨之轉動，又可繞十字軸中心在任意方向擺動。為減少磨擦損失，提高傳動效率，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，并有相應油路通向軸頸。為避免潤滑油泄漏和灰塵進入軸承，在十字軸軸頸內端套有帶金屬座圈的毛氈油封7。如果十字軸內腔潤滑壓力超過允許值時，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。2024/10/10127第五節(jié)萬向傳動裝置二、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現(xiàn)等角速度傳動,根據(jù)運動學分析得知,可將兩個十字軸式萬向節(jié)按圖11-39所示的方式予以組合,即使第一個萬向節(jié)兩軸間夾角α1與第二個萬向節(jié)兩軸間夾角α2相等,第一個萬向節(jié)的從動叉2與第二個萬向節(jié)的主動叉3處于同一平面內。這樣使第一個萬向節(jié)的不等速效應可被第二個萬向節(jié)的不等速效應抵消,從而可使傳動輸出叉軸與輸入叉軸的角速度相等。2024/10/10但車輛驅動輪采用非獨立懸架時,由于彈性懸架的振動,使變速器輸出軸與驅動橋輸入軸的相對位置不斷變化,以致不可能保證任何時候α1=α2,因而兩軸間傳動等速性只能是近似的。2024/10/101292.等速萬向節(jié)等速萬向節(jié)傳動的基本原理是從結構上保證萬向節(jié)在工作過程中,其傳力點始終位于兩軸交點的平分面上。如同圖11-40所示的一對大小相同的錐齒輪傳動,其兩軸線交角為α,接觸點P位于α平分面上,且點P到兩軸的垂直距離均為r。因P點處兩齒輪的圓周速度相等,故兩齒輪旋轉角速度相等。若萬向節(jié)傳力點在相關兩軸交角變化時始終位于角平分面內,則可保持兩萬向節(jié)叉等角速度傳動。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。2024/10/10130（1）球叉式萬向節(jié)

球叉式萬向節(jié)一般應用在轉向驅動橋中，它結構簡單、工作可靠，允許相關兩軸交角達32°～33°。

圖11-41所示球叉式萬向節(jié)，主、從動叉5和1分別與轉向驅動橋的內、外半軸制成一體。兩叉各有四個曲面凹槽，組裝后構成的兩個相交環(huán)槽成為四個傳動鋼球4的滾道。兩叉中心的凹槽內放置中心定心鋼球6。2024/10/10131

由圖11-42可見，兩叉凹槽中心線分別是以O1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。則在主動軸和從動軸任意交角的情況下，傳動鋼球中心始終位于兩圓交點上，亦即所有傳動鋼球始終位于兩軸交角平分面內，從而保證了兩軸等角速度傳動。

球叉式萬向節(jié)工作時，正、反轉各靠兩個傳力鋼球傳力，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，雖結構更簡化，但裝拆不便。2024/10/10132（2）球籠式萬向節(jié)

球籠式萬向節(jié)相關兩軸最大交角可達47°，且無論傳動方向如何，所有鋼球全部傳力，故其承載力強、結構緊湊、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時不產(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之中。2024/10/101331.傳動軸

傳動軸是萬向傳動裝置中的主要傳力部件。通常用來連接變速器和驅動橋，在轉向驅動橋和斷開式驅動橋中，則用來連接差速器和驅動輪。傳動軸有實心軸和空心軸之分。為了減輕傳動軸的質量，節(jié)省材料，提高軸的強度、剛度，傳動軸多為空心軸。2.中間支承

當傳動軸過長時，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。2024/10/10134第五節(jié)萬向傳動裝置三、傳動軸與中間支承

圖11-43所示為蜂窩軟墊式汽車傳動軸中間支承。軸承3可在軸承座2內軸向滑動。軸承座裝在蜂窩形橡膠墊5內，通過U形支架6固定在車架橫梁上。由于采用彈性支承，傳動軸可在一定范圍內向任意方向擺動，并能隨軸承一起作適當?shù)妮S向移動，因此能有效地補償安裝誤差及軸向位移。此外，還可以吸收振動、減少噪聲傳導。這種支承結構簡單，效果良好，應用較廣泛。2024/10/10135第六節(jié)驅動橋2024/10/101361.驅動橋及其功用

汽車拖拉機的驅動橋是指變速器與驅動輪之間除萬向節(jié)及傳動軸以外的所有傳動部件和殼體的總稱。驅動橋的主要功用：一是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機轉矩通過主減速器、差速器、半軸等傳到驅動輪，并實現(xiàn)減速增矩；二是通過主減速器圓錐齒輪副改變轉矩傳遞方向，使其與車輛行駛方向相符；三是通過差速器保證內、外側車輪以不同轉速實現(xiàn)車輛的轉向。有關差速器的內容將放在轉向系統(tǒng)中詳述。一、驅動橋的功用與類型第六節(jié)驅動橋2024/10/102.驅動橋的類型（1）汽車驅動橋

如圖11-44所示，一般汽車的驅動橋有主減速器5、差速器4、半軸3和橋殼2等組成。發(fā)動機的轉矩經(jīng)變速器（或分動器）及萬向傳動裝置輸入驅動橋。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動輪轂1。1372024/10/10138

可見，此種驅動橋的橋殼為整體剛性結構，其兩側半軸和驅動橋不能在橫向平面內作相對運動，當某一側車輪通過地面凸出物或凹坑時，整個驅動橋及車身都要隨之發(fā)生傾斜和波動。故被稱為非獨立懸架的整體式驅動橋。反之，有些汽車采用的獨立懸架，即驅動輪可各自獨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，不再有其它相關殼體，故被稱為獨立懸架的斷開式驅動橋，如圖11-45所示。2024/10/10139（2）拖拉機驅動橋

如圖11-46所示，拖拉機的驅動橋常稱為后橋，它由中央傳動1（視同汽車的主減速器）、差速器2、最終傳動3、半軸和橋殼等組成。輪式拖拉機后橋分為內置式和外置式兩種。前者的左、右最終傳動與中央傳動和差速器寓于同一后橋殼體內（圖11-46a）。此種后橋結構緊湊，因驅動輪可在半軸上移動，故能無級調節(jié)輪距，但加大了橋殼尺寸，使離地間隙減小。后者的左、右最終傳動具有各自獨立的殼體，并分置在左右驅動輪處（圖11-46b）。2024/10/102024/10/10

此種后橋殼既能獲得較大的離地間隙，改變最終傳動殼體與后橋殼體的相對位置，還可同時改變離地間隙和拖拉機軸距，但不能無級調節(jié)輪距。如圖11-47所示，履帶式拖拉機后橋由中央傳動1、轉向機構2和最終傳動3等組成。中央傳動和轉向離合器寓于后橋殼體中，左、右最終傳動及其殼體位于左、右驅動輪附近。轉向離合器既是傳動部件，又是轉向系統(tǒng)的組成部分。1412024/10/10142第六節(jié)驅動橋二、主減速器

主減速器的功用是將輸入轉矩增大并相應降低其轉速。對于縱向布置的發(fā)動機，還須通過其改變轉矩的方向，滿足車輛行駛要求。分為定軸輪系和行星輪系，適用于發(fā)動機橫置的汽車和拖拉機。對于大多發(fā)動機縱置的汽車和拖拉機，其主減速器采用螺旋圓錐齒輪或準雙曲面齒輪。與螺旋圓錐齒輪比較，準雙曲面齒輪工作穩(wěn)定性更好，機械強度更高，同時允許主動齒輪軸線相對從動齒輪軸線偏移，如圖11-48所示。若主動齒輪軸線向下偏移，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雙曲面齒輪油及合理可靠的潤滑油路。2024/10/101432024/10/101441.單級主減速器

單級主減速器具有結構簡單、體積小、質量輕、傳動效率高等優(yōu)點。主傳動比一般小于7.0。

單級主減器有弧