变速器与分动器变速器与分动器p概述概述p变速器的变速传动机构变速器的变速传动机构p同步器同步器p变速器的变速操纵机构变速器的变速操纵机构p分动器分动器12.1概述概述n变速器的功用和类型变速器的功用和类型n变速器的功用和组成变速器的功用和组成n1变速器的功用：变速器的功用：n (1)改变传动比改变传动比，扩大驱动轮扭矩和转速变化范围，扩大驱动轮扭矩和转速变化范围，以适应各种行驶条件，并使发动机在有利的工况下工以适应各种行驶条件，并使发动机在有利的工况下工作；作；n (2)在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒向行驶；向行驶；n (3)利用空档，中断动力传递，使发动机能够起动，利用空档，中断动力传递，使发动机能够起动，怠速、并便于发动机换档或进行动力输出。怠速、并便于发动机换档或进行动力输出。n变速器的组成：由变速传动机构和操纵机构组成，需变速器的组成：由变速传动机构和操纵机构组成，需要时，还可以加装动力输出器。变速器的作用及分类：要时，还可以加装动力输出器。变速器的作用及分类： 1 1 2 3 4 5 R 3 0变速器档位图n2变速器的类型：变速器的类型：n1）按传动比变化方式分为：）按传动比变化方式分为： n 有级式变速器、有级式变速器、 无级式变速器和综合式变速器三种。无级式变速器和综合式变速器三种。n有级式：传动比在若干定值传动比中变化；（机械有级式：传动比在若干定值传动比中变化；（机械式）式）n无级式：传动比在一定范围内变化是连续渐进的无级式：传动比在一定范围内变化是连续渐进的（液力、电力）（液力、电力）n综合式：液力变矩器和齿轮式有级变速器组成液力综合式：液力变矩器和齿轮式有级变速器组成液力机械式变速器机械式变速器n2) 按操纵方式分为：按操纵方式分为： n 强制操纵式变速器、强制操纵式变速器、 自动操纵式变速器和半自动操自动操纵式变速器和半自动操纵式变速器三种。纵式变速器三种。12.2变速器的变速传动机构变速器的变速传动机构一、结构：一、结构：输入轴中间轴输出轴倒档轴变速齿轮结合套二、基本原理二、基本原理i12=n1/n2= z2/z1= M2/M1z1 ，n1 ， M1为主动齿为主动齿轮的参数。轮的参数。z2 ，n2 ， M2为从动齿为从动齿轮的参数。轮的参数。 主动轮1从动轮2i=主动齿轮齿数主动齿轮齿数从动齿轮齿数从动齿轮齿数n变速器的变速传动机构变速器的变速传动机构n普通齿轮式变速器普通齿轮式变速器: 轴线固定式变速器，它按变速器轴线固定式变速器，它按变速器的传动齿轮轴的数目，分为两轴式和三轴式变速器。的传动齿轮轴的数目，分为两轴式和三轴式变速器。n一、三轴式变速器的一、三轴式变速器的结构组成结构组成和工作原理：和工作原理：n1普通三轴式变速器结构组成：普通三轴式变速器结构组成：n有三根轴：输入轴、输出轴、中间轴。（倒挡轴）有三根轴：输入轴、输出轴、中间轴。（倒挡轴）n各轴支承方式：第一轴前端支承在飞轮的中心孔内，各轴支承方式：第一轴前端支承在飞轮的中心孔内，后端支承在变速器壳体前端，第二轴前端通过滚针轴后端支承在变速器壳体前端，第二轴前端通过滚针轴承支承在第一轴常啮合齿轮内圆孔中。承支承在第一轴常啮合齿轮内圆孔中。n2、工作、工作n各挡传动比：该档从动齿轮数与主动齿轮数之比各挡传动比：该档从动齿轮数与主动齿轮数之比n3、操纵机构、操纵机构n换档方式有：滑动齿轮换档，接合套换档和采用同换档方式有：滑动齿轮换档，接合套换档和采用同步器换档。步器换档。三、变速原理三、变速原理Z6Z5Z7Z8Z3Z4Z9Z2i2= （z6/z5）X（z2/z9）i3= （z6/z5）X（z3/z8）2档和3档的传动比是多少？四、换档原理四、换档原理一轴中间轴二轴五、变速器工作情况五、变速器工作情况六、各档换档过程六、各档换档过程1、一档、一档2、二档、二档3、三档、三档4、四档、四档5、五档、五档6、倒档、倒档三轴式五档位变速器三轴式五档位变速器四、变速器结构分析四、变速器结构分析1、轴的支承、轴的支承滚动轴承中心孔中心孔二轴支承滚动轴承滚动轴承滚动轴承2、齿轮的换档结构型式、齿轮的换档结构型式采用常啮合斜齿轮。采用常啮合斜齿轮。利用同步器换档。利用同步器换档。3、防止自动脱档机构、防止自动脱档机构1）切薄齿式）切薄齿式挂档方向挂档方向挂档方向挂档方向跳档方向传动方向结合齿圈结合套齿花键毂2）斜面齿式）斜面齿式结合齿圈结合套齿花键毂结合齿圈传动方向4、齿轮的轴向定位、齿轮的轴向定位利用止推环对斜齿轮轴向限位。利用止推环对斜齿轮轴向限位。5、齿轮传动消除间隙装置、齿轮传动消除间隙装置齿轮侧面加装薄钢片副齿轮齿轮侧面加装薄钢片副齿轮6、润滑与密封、润滑与密封采用飞溅润滑采用飞溅润滑在在1、2轴与轴承盖之间多采用回油螺纹或橡胶轴与轴承盖之间多采用回油螺纹或橡胶油封油封7、变速器壳、变速器壳材料：铸铁、铸铝材料：铸铁、铸铝底部有放油螺塞。底部有放油螺塞。两轴式变速器两轴式变速器应用：应用：发动机前置前轮驱动，发动机后置后轮驱发动机前置前轮驱动，发动机后置后轮驱动的汽车。动的汽车。特点；特点；输入轴与输出轴平行，无中间轴。输入轴与输出轴平行，无中间轴。组成：组成：输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿轮轮桑塔纳轿车两轴式变速器桑塔纳轿车两轴式变速器结构分析：结构分析：一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通过一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通过轴承连接。轴承连接。二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与轴一体。轴一体。作业作业以桑塔纳轿车为例，画出变速器结构简图，以桑塔纳轿车为例，画出变速器结构简图，并分析各档位动力传递路线。并分析各档位动力传递路线。12.3同步器同步器一、无同步器时变速器的换档过程一、无同步器时变速器的换档过程1、从低档换入高档、从低档换入高档五档齿轮四档齿轮中间轴结合套花键毂结合齿圈结合齿圈脱离瞬间：V4=VJ V5VJ、 V4保持空档片刻V5降低，VJ、 V4变化不大在VJ与V5相等时挂入五档2、从高档换入低档、从高档换入低档脱离瞬间：V5=VJ V4VJ、 V5停留片刻V4下降不可能V4VJ重新接合离合器，踩油门使V4上升，V4升高，VJ变化不大在VJ与V4相等时挂入四档（两脚离合）五档齿轮四档齿轮中间轴结合套花键毂结合齿圈结合齿圈二、同步器二、同步器1、功用：、功用：使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换档使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换档时间，同时防止啮合时齿间冲击。时间，同时防止啮合时齿间冲击。2、结构：、结构：同步装置、锁止装置、结合装置同步装置、锁止装置、结合装置3、分类：、分类：锁环式惯性同步器锁环式惯性同步器锁销式惯性同步器锁销式惯性同步器n二、同步器构造及工作原理：二、同步器构造及工作原理：n同步器有常压式、惯性式、自行增力式等形同步器有常压式、惯性式、自行增力式等形式。目前广泛采用的是惯性式同步器。式。目前广泛采用的是惯性式同步器。n惯性式同步器与常压式同步器一样，都是一惯性式同步器与常压式同步器一样，都是一靠摩擦作用实现同步。靠摩擦作用实现同步。 n惯性式同步器广泛应用于轿车和轻、中型货惯性式同步器广泛应用于轿车和轻、中型货车的变速器中。常用的结构形式有锁环式惯车的变速器中。常用的结构形式有锁环式惯性同步器和锁销式惯性同步器两种。性同步器和锁销式惯性同步器两种。n1）锁环式同步器锁环式同步器：n锁环式同步器主要部件有：接合套、花键毂、锁环式同步器主要部件有：接合套、花键毂、锁环、滑块及定位销、弹簧。锁环、滑块及定位销、弹簧。（一）锁环式惯性同步器（一）锁环式惯性同步器1、组成：、组成：细牙螺旋槽滑块2、结构：、结构：滑块锁环结合齿圈3、原理、原理定位销、滑块锁环结合齿圈0.5齿厚n同步原理同步原理：它们的同步原理是依靠摩擦作用实现同：它们的同步原理是依靠摩擦作用实现同步的。步的。n 锁止条件是：未同步之前，不论驾驶员施加在接合锁止条件是：未同步之前，不论驾驶员施加在接合套上的轴向推力有多大，惯性力矩套上的轴向推力有多大，惯性力矩M1总大于拨环力总大于拨环力矩矩M2，使接合套齿端与锁环齿端总是相抵触而不能使接合套齿端与锁环齿端总是相抵触而不能接合；接合；n设计同步器时，适当地选择锁止角和摩擦锥面的锥角，设计同步器时，适当地选择锁止角和摩擦锥面的锥角，便能保证锁止条件的实现。便能保证锁止条件的实现。 n因为结构布置上的限制，锥面间产生的摩擦力矩不因为结构布置上的限制，锥面间产生的摩擦力矩不大，而且由于锁止面在锁环的结合齿上，会因齿端磨大，而且由于锁止面在锁环的结合齿上，会因齿端磨损而失效，因此，锁环式同步器不能用在中型货车上。损而失效，因此，锁环式同步器不能用在中型货车上。n2）锁销式同步器锁销式同步器：n锁销式惯性同步器主要由摩擦锥盘，摩擦锥环、接锁销式惯性同步器主要由摩擦锥盘，摩擦锥环、接合套、花键毂、锁销和定位销组成。合套、花键毂、锁销和定位销组成。（二）锁销式惯性同步器（二）锁销式惯性同步器摩擦锥盘摩擦锥环定位销锁销结合套钢球定位销锁销受力锁销受力锁止角n变速器操纵机构变速器操纵机构n一、变速器操纵机构的功用和类型一、变速器操纵机构的功用和类型 n 1、变速器操纵机构的功用是：使驾驶员根据道、变速器操纵机构的功用是：使驾驶员根据道路情况能准确地将变速器挂上或摘下所需的某个路情况能准确地将变速器挂上或摘下所需的某个档位，以保证汽车安全行驶。档位，以保证汽车安全行驶。n 2、变速器操纵机构按距离驾驶员座位的远近分、变速器操纵机构按距离驾驶员座位的远近分为：直接操纵机构和远距离操纵机构。为：直接操纵机构和远距离操纵机构。 3、组成组成：变速杆、叉形拨杆、拨块、拨叉轴、：变速杆、叉形拨杆、拨块、拨叉轴、拨叉。拨叉。1、直接操纵式变速器操纵机构的构造、直接操纵式变速器操纵机构的构造五、六档拨叉五、六档拨叉三、四档拨叉三、四档拨叉一、二档拨叉一、二档拨叉倒档拨叉倒档拨叉变速杆变速杆换档轴换档轴叉形拨杆叉形拨杆倒档拨叉轴倒档拨叉轴一、二档一、二档拨叉轴拨叉轴五、六档拨五、六档拨叉轴叉轴自锁钢球自锁钢球互锁销互锁销五、六档拨块五、六档拨块n二、对变速器操纵机构的要求二、对变速器操纵机构的要求1、为了在任何情况下都能准确、安全、可靠地工、为了在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，对其操纵机构提出一下要求：作，对其操纵机构提出一下要求：n1）、变速器操纵机构应防止变速器自动脱档，）、变速器操纵机构应防止变速器自动脱档，并保证齿轮（或接合齿圈）一全齿宽啮合。并保证齿轮（或接合齿圈）一全齿宽啮合。n2）、变速器操纵机构应防止变速器同时挂入两）、变速器操纵机构应防止变速器同时挂入两个档位。个档位。n3）、变速器操纵机构应防止变速器误挂到档。）、变速器操纵机构应防止变速器误挂到档。n2、自锁装置自锁装置的作用是：防止自动脱档，并保证的作用是：防止自动脱档，并保证轮齿以全齿宽啮合；轮齿以全齿宽啮合；n 互锁装置互锁装置的作用是：防止同时换入两个档位；的作用是：防止同时换入两个档位；n 倒档锁倒档锁的作用是：防止误挂倒档。的作用是：防止误挂倒档。2、锁止机构、锁止机构1）自锁装置）自锁装置自锁钢球自锁钢球互锁钢球互锁钢球互锁销互锁销拨叉轴拨叉轴自锁弹簧自锁弹簧2）互锁装置工作原理）互锁装置工作原理拨叉轴拨叉轴互锁钢球互锁钢球互锁销互锁销空档状态空档状态3）倒档锁）倒档锁倒档锁销倒档锁销倒档拨块倒档拨块驾驶员在换倒档驾驶员在换倒档时要克服倒档锁时要克服倒档锁弹簧弹力，变大弹簧弹力，变大的换档阻力，可的换档阻力，可提醒驾驶员提醒驾驶员倒档锁弹簧倒档锁弹簧变速器操纵机构变速器操纵机构12.4分动器分动器功用：功用：将变速器输出的动力分配到各驱动桥。将变速器输出的动力分配到各驱动桥。一、构造：一、构造：输入轴输入轴中间轴中间轴中桥输出轴中桥输出轴前桥输出轴前桥输出轴后桥输出轴后桥输出轴二、分动器操纵机构二、分动器操纵机构轴支承臂换档操纵杆前桥操纵杆分动器操纵原则：分动器操纵原则：分动器操纵原则：分动器操纵原则：非先接上前桥，不非先接上前桥，不非先接上前桥，不非先接上前桥，不得换入低档。得换入低档。得换入低档。得换入低档。非先退出低档，不非先退出低档，不非先退出低档，不非先退出低档，不得摘下前桥。得摘下前桥。得摘下前桥。得摘下前桥。作业作业描述变速器操纵机构是如何实现自锁和互描述变速器操纵机构是如何实现自锁和互锁的。锁的。桑塔纳轿车变速器结构简图桑塔纳轿车变速器结构简图第十三章第十三章液力机械变速器液力机械变速器1、总体结构、总体结构2、液力传动装置、液力传动装置3、行星齿轮传动机构、行星齿轮传动机构4、液压自动换挡操纵机构、液压自动换挡操纵机构1、总体结构、总体结构结构及基本原理：结构及基本原理：液力变矩器液力变矩器液压控制系统液压控制系统行星齿轮机构行星齿轮机构车速信号车速信号节气门开度信号节气门开度信号连接曲轴连接曲轴2、液力传动装置、液力传动装置功用：功用：利用液压油的流动来传递扭矩，将曲轴输利用液压油的流动来传递扭矩，将曲轴输出的动力传给变速器。出的动力传给变速器。分类：分类：液力偶合器：传递转矩，输出转矩与输入转矩液力偶合器：传递转矩，输出转矩与输入转矩相等。相等。液力变矩器：既能传递转矩又能增大转矩。液力变矩器：既能传递转矩又能增大转矩。2.1 液力偶合器工作原理：工作原理：输入轴输入轴泵轮泵轮涡轮涡轮输出轴输出轴曲轴曲轴2.2 液力变矩器液力变矩器结构：结构：2.3 行星齿轮传动机构行星齿轮传动机构基本结构：基本结构：第二节第二节 自动变速器的类型自动变速器的类型1 1. .液力传动液力传动ATAT： 应用较多应用较多2.2.液压传动液压传动ATAT： 油泵产生有油压油泵产生有油压 液压马达液压马达 驱动车轮驱动车轮3.3.电力传动电力传动ATAT： 发动机发电发动机发电 电动机电动机 驱动车轮驱动车轮4.4.有级式机械传动有级式机械传动ATAT（AMTAMT）：）： 自动离合器、齿轮式机械变速器、电子控制系统自动离合器、齿轮式机械变速器、电子控制系统 能够自动变速，且传动效率高、价格低，应用不普遍，能够自动变速，且传动效率高、价格低，应用不普遍， 但潜在意义大。但潜在意义大。5.5.无级式机械传动无级式机械传动ATAT（CVTCVT）：）： 实现传动比的连续变化，节油、操纵简便、行使舒适；实现传动比的连续变化，节油、操纵简便、行使舒适； Audi A6Audi A6上采用。上采用。