3.1 概述(课件）-高二《汽车底盘构造与维修》同步教学（北京理工大学出版社）

3.1 概述 目前汽车上广泛采用的动力装置是汽油发动机和柴油发动机，它们的转矩与转速变化范围都较小，而汽车的行驶条件非常复杂，行驶速度和行驶阻力的变化范围很大。为了解决这一矛盾，在汽车传动系中设置了变速器。本课题主要介绍普通齿轮变速器的基本组成、工作原理及变速器的拆装、检修、故障诊断与排除。 　　1.变速器的功用 　（1）实现变速变扭。改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应汽车在各种行驶条件下所需的牵引力和合适的行驶速度，并使发动机能够经常在功率较高而油耗率较低的有利工况下工作，因此，变速器中应具有合理的挡数和合适的传动比。 　（2）实现倒车。现在的内燃活塞式发动机，其旋转方向都是不变的(从曲轴前端向后看，为顺时针旋转），为了使汽车能倒向行驶，变速器中设有倒挡。 下一页 返回 3.1 概述 （3）实现中断动力传递。在发动机启动、怠速转动、变速器换挡和进行动力输出时，都要中断发动机至传动系的动力传递，故变速器中设有空挡。 　　2.变速器的分类 　　（1）按传动比变化情况分。 　　汽车变速器按传动比变化情况，可分为有级式、无级式和综合式三种。传动比是指输入轴转速与输出轴转速的比值。 　 ① 有级式变速器。此类变速器应用最广泛。其采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系形式不同，有轴线固定式变速器（普通变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。目前轿车和轻、中型货车变速器的传动比，通常有3～5个前进挡和一个倒挡，每个挡位对应一个传动比。变速器的挡数是指其前进挡位数。 有级式变速器具有结构简单、易于制造、工作可靠、传动效率高的优点。 上一页 下一页 返回 3.1 概述 ② 无级变速器。它的传动比在一定范围内是无限多级地连续变化的。如液力式传动系采用的液力变矩器、电力传动系中的直流串激电动机等均为无级变速传动元件。 　　③ 综合式变速器。 一般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，其传动比是在几个区段内无级变化，为部分无级式。这种结构既可得到较大的传动比，又可实现无级变速，目前应用较多。 　　（2）按操纵方式不同分。 按操纵方式不同分，变速器又可分为手动换挡式变速器、自动操纵式变速器和半自动式变速器三种。 　　① 手动换挡式变速器。靠驾驶员直接操纵变速杆进行换挡。这种变速器换挡机构简单，工作可靠，目前应用最广。 　　② 自动操纵式变速器。传动比的选择和换挡是自动进行的。它是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换挡系统的执行元件来实现机械变速器的换挡，驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。 上一页 下一页 返回 3.1 概述 ③半自动式变速器。此种变速器有两种形式：一种是几个常用挡位可自动换挡，其余几个挡位要由驾驶员手动操作；另一种是预选式的，即驾驶员先用按钮选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通自动控制和执行机构进行自动换挡。 　　3.普通齿轮变速器的工作原理 　　普通齿轮式变速器也叫定轴式变速器。它由一个外壳、轴线固定的几根轴和若干齿轮组成，可实现变速、变转矩和改变旋转方向。 　　（1）变速原理。 　　一对齿数不同的齿轮啮合传动时，若小齿轮为主动齿轮，带动大齿轮转动，转速降低了，称为减速传动，如图3-32（a）所示。若大齿轮驱动小齿轮时，转速升高，称为增速传动，如图3-32（b）所示。这就是齿轮传动的变速原理。汽车变速器就是根据这一原理利用若干大小不同的齿轮副传动而实现变速的。设主动齿轮转速为n1 ，齿数为z1 ；主动齿轮转速为n2 ，齿数为z2 。 上一页 下一页 返回 3.1 概述 主动齿轮（输入轴）转速与从动齿轮（输出轴）转速之比值称为传动比，传动比用字母i1,2表示。即： 如图3－33所示，发动机的转矩经输入轴Ⅰ输入，经两对齿轮传动，由输出轴Ⅱ输出，其中第一对齿轮，1为主动齿轮，2为从动齿轮；第二对齿轮，3为主动齿轮，4为从动齿轮，传动比计算过程如下： 上一页 下一页 返回 3.1 概述 齿轮2、3在同一中间轴 Ⅲ 上，转速相同，即n2=n3 ,总传动比： 同理，多级齿轮传动的传动比i为： 汽车变速器某一挡位的传动比就是这一挡位各级齿轮传动比的乘积。 　　由于i=nin/nout=Mout/Min（n表示转速，M表示转矩），可见传动比既是变速比又是变矩比。降速则增转矩，增速则降转矩。汽车变速器就是利用这一关系，通过改变传动比来适应汽车行驶阻力变化需要的。 上一页 下一页 返回 3.1 概述 （2）换挡原理。 　　若将图3-33中齿轮3与4脱开，将齿轮6与5啮合，传动比变化，输出轴Ⅱ的转速和转矩也发生变化，即挡位改变。当齿轮4、6都不与中间轴上的齿轮3、5啮合时，动力不