1.离合器。 (1)作用 能够切断或接通发动机与变速器之间的动力传递。切断和结合应该平缓进行,防止发动机转速剧烈变化;能够打滑,防止发动机和传动系统过载。 (2)结构 离合器主要包括飞轮、离合器摩擦片(也称离合器从动盘)离合器压盘分离轴承(图3.2-1、图3.2-2),以及外部的液压或机械操纵机构。
①离合器液压操纵机构。离合器液压操纵机构中作用力以纯液压方式传递,基本结构与液压制动系统非常相似。液压离合器操纵机构可自动调节。
离合器分离时,脚踏力通过离合器踏板和连杆传递到主缸活塞上,在主缸压力室内产生的压力作用在整个液压系统内。离合器接合时,脚踏力消失,即驾驶员松开踏板时,液压系统内的压力就会降低,盘形弹簧的弹簧力将分离轴承压回并使压盘重新压到离合器从动盘上,因此离合器重新接合。离合器液压操纵机构见图3.2-3。
②离合器压盘。离合器压盘带有一个盘形弹簧,盘形弹簧产生压紧力。离合器压盘通过该压紧力将离合器从动盘压到飞轮上。离合器的压紧力通过这个盘形弹簧确定。
(3)离合器工作原理 离合器位于发动机和变速器之间,用于接通或者切断发动机和传动系统间的动力传递。当驾驶员踩下离合器踏板后,切断了从发动机传递到变速器的动力。随着驾驶员慢慢抬起离合器踏板,离合器将发动机和变速器逐渐连接起来,通过半轴传递至车轮,车辆开始行驶。离合器工作原理见图3.2-4。
①离合器接合。盘形弹簧将离合器压盘压在离合器从动盘上。离合器从动盘以轴向移动方式支撑在离合器轴上。因此离合器压盘可将离合器从动盘压在飞轮的摩擦面上,从而使飞轮以摩擦方式通过离合器从动盘与变速箱输入轴连接。
②离合器分离。踩下离合器踏板时,通过工作缸和分离拨叉将分离轴承压在盘形弹簧上。盘形弹簧克服压紧力使离合器压盘从离合器从动盘上抬起。因此离合器从动盘离开轮摩擦面并位于飞轮与离合器压盘之间,此时至变速箱的作用力传递中断。
2.手动变速器。
1手动变速器总体结构。
手动变速器内有多个不同的齿轮,通过不同大小的齿轮组合一起(图3.2-5),就能实现对发动机转矩和转速的调整。用低转矩可以换来高转速,用低转速则可以换来高转矩。
手动变速器操纵机构如图3.2-6所示。当变速杆向左移动时,使同步器向右移动与齿轮接合,发动机通过中间轴的齿轮,将动力传递给动力输出轴。
2变速原理。
手动变速器蕴含了齿轮机械和杠杆的原理,就是变换不同大小的被动齿轮(图3.2-7)。
当降挡时,实际上是将被动齿轮切换成了更大的齿轮,根据杠杆原理,此时变速器输出的专速就会相对降低,但转矩增大;反之,如果是升挡,则实际上是被动齿轮切换为小齿轮，此时变速器输出的转速就会提高,但转矩会减小。
小贴士:
转动时,齿数少的A转速必然比齿数多的B的转速要高,通过不同大小齿轮的组合,可以实现增速或减速。
不同大小齿轮间的传动,传动扭矩之所以能增大或减小,其实与杠杄原理是一样的。
五挡手动变速器原理如图3.2-8所示,当挂上1挡时上是将1、2挡同步器向左移动使同步器与1挡从动齿轮(图中1挡)接合,将动力传递到输出轴。R挡(倒挡)的主动齿轮和从动齿轮中夹了一个中间齿轮,就是通过这个齿轮实现汽车的倒退行驶。在空挡位置，没有齿轮通过对应的同步器总成与输入轴或者输出轴相连接,没有转矩传送到差速器。
3自动变速器。
所有自动变速器都有共同的特点,即自动变速器的电控系统包括执行器、传感器和电控单元。自动变速器包括自动机械式变速器(AMT)、双离合变速器(DCT)、无级自动变速器(CVT)和电子液压式多挡位自动变速器(AT)。
1.自动机械式变速器(AMT)。
AMT(图3.2-9)是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的,它是综合了AT和MT两者优点的机电液一体化自动变速器。它将手动变速器的离合器分离及换挡拨叉等靠人力操纵的部件实现了自动操纵,即通过电动或液压动力实现。驾驶员操纵起来和自动变速器是一样的,这样就实现了手动变速器的自动化,即汽车电控机械式自动变速器。
2.双离合变速器(DCT)。
(1)总体结构 双离合变速器(图3.2-10~图32-12)大众公司称为DSG。双离合变速器可以形象地设想为将两台变速箱的功能合二为一,并建立在单一的系统内,基本上可看成是两个全同步式变速器并联在一起构成的(这里分别叫作分变速器1和分变速器2)。
横置发动机配置的自动变速器为双离合变速器,如图3.2-13所示。双离合变速器的离合器与普通变速器的离合器工作原理和结构一样。在双离合器中有两个干式离合器独立工作。它们将扭矩传入相应的传动部分。
飞轮和离合器如图3.2-14及图3.2-15所示。离合器K1(图3.2-16)将扭矩传到驱动轴1上的1挡、3挡、5挡和7挡上。离合器K2(图3.2-17)将扭矩传到驱动轴2的2挡、4挡、6挡和R挡上。
为了安全地停稳车辆并且在没有拉手刹的情况下防止车辆滑行,双离合变速器内置了驻车止动机构(停车锁止)(图3.2-18)。通过挡杆和变速器停车锁止杆之间的绳索,传动装置可以以纯机械形式挂入锁止爪。绳索传动装置只应用于停车锁止。
油压通过下游液压泵产生,储压器要确保有足够的压力油供电磁阀使用。液压调节阀如图3.2-19所示。
(2)工作原理 双离合变速器内含两个自动控制的离合器、两个输入轴和两个输出轴。
在行车过程中,总是有一个分变速器通过离合器K1或者离合器K2来传送动力。由电子控制及液压推动,能同时控制两组离合器的运作。当变速箱运作时,一组齿轮啮合,而接近换挡之时,下一组挡段的齿轮已被预选,但离合器仍处于分离状态;当换挡时一组离合器将使用中的齿轮分离,同时另一组离合器已被预选的齿轮啮合,在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力,使动力没有出现间断的状况。六速双离合变速器原理如图3.2-20所示。七速双离合变速器原理如图3.2-21所示。
以七速双离合变速器为列,罗列驱动轴、从动轴以及齿轮的分工传递,如图3.2-22~图3.2-27所示。
离合器K1在接合的时候分离叉压向膜片弹簧的分离轴承。经过多个转弯点将压力运动转变为拉力运动。这样摩擦片上的压盘就被拉向从动盘。扭矩就这样传到了驱动轴上。
离合器K2动作:压下分离叉,分离轴承将膜片弹簧压向摩擦片。由于膜片弹簧受到离合器壳体的支撑力,压盘被压向从动盘,扭矩传到驱动轴2上。
3.无级自动变速器(CVT)。
无级自动变速器(CVT)(图3.2-28)是一种采用主动与从动带轮以及钢带的电控自动变速器,它具有无级前进挡变速和二级倒挡变速功能,装置总成与发动机直列布置。
CVT只需两组变速滑轮就能现实无数个前进挡位的速比变化,允许其在最大速比点到最小比点之间做无级调节,它的速比变速是连续性的,不是固定不变的,只有倒挡的传动比是固定不变的。
CVT变速箱的主要部件是两个滑轮和一条金属带,金属带套在两个滑轮上。滑轮由两片轮盘组成,这两片轮盘中间的凹槽形成一个V形,其中一边的轮盘由液压控制机构控制，可以视不同的发动机转速,进行分开与拉近的动作,V形凹槽也随之变宽或变窄,将金属带升高或降低,从而改变金属带与滑轮接触的直径,相当于齿轮变速中切换不同直径的齿轮。两个滑轮呈反向调节,即其中一个带轮凹槽逐渐变宽时,另一个带轮凹槽就会逐渐变窄，从而迅速加大传动比的变化。无级自动变速器工作原理如图3.2-29和图3.2-30所示。
4.电子液压式多挡位自动变速器(AT)。
(1)总体结构。液力自动变速器可以分为液控液力自动变速器和电控液力自动变速器,目前轿车上都是采用电控液力自动变速器。自动变速器由复杂的行星齿轮组和诸多的换挡执行元件组成,自动变速器虽然速比变化是自动实现的,但各挡速比也是固定不变的(图3.2-31)。
(2)组成系统。
①动力传递系统。动力传递系统(液力变矩器)起到连接发动机与自动变速器的作用。
②齿轮变速系统。齿轮变速系统(行星齿轮机构)主要用来改变汽车的行驶速度和行驶方向。
③液压控制系统。液压控制系统则是把油泵输出的压力油调节出不同的压力并输送至不同的部位以达到不同的液压控制目的。
④电子控制系统。电子控制系统通过监控汽车的整体运行工况实现自动变速器不同功能的控制。
⑤冷却控制系统。冷却控制系统是为了使自动变速器始终保持在一个合理的工作温度。
(3)液力变矩器。液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮等组成(图3.2-32)。液力变矩器位于自动变速器的最前端,安装在发动机的飞轮上,其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递至动变速器的输入轴,并能根据汽车行驶阻力的变化,在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。
(4)齿轮机构。齿轮机构(图3.2-33)是由一个太阳轮、一个齿圈、一个行星架和支承在行星架上的几个行星齿轮组成的,称为一个行星排。齿轮机构三元件:太阳轮、齿圈、行星架。
