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汽车底盘构造与维修教案
广西崇左东盟国际职业教育学院教案本科 年 班目 级 级汽车底盘构造与维修 一年级 014 汽修 5 班 陆原天任课教师《汽车底盘构造与维修》目录模块一 模块二 模块三 模块四 汽车传动系 汽车行驶系 汽车转向系 汽车制动系1教学 课题 课题 类型第一单元 汽车传动系课题一 传动系概说；课题二 离合器理论课时 安排2 课时上课 时间教 学 目 标知识点： ?传动系组成及功用 ?传动系的布置形式：FR、FF、MR、RR、4WD ?离合器的功用和要求 ?离合器的工作原理及特点 能力点： ?正确识别和分析 FR、FF ?正确理解拆装离合器的能力 FR、FF 传动系布置形式；膜片弹簧 离合器的结构、工作特性和动力的 传递过程 多媒体课件 由汽车的总体构造导入本讲内容： 引题：发动机是汽车的动力源泉，传动系是动力的传动装置。 教学过程 师生互动 活动设计 重点介绍： ?要求掌握传 动系的功用 与组成 教学 难点 膜片弹簧离合器的工作特性和动力的传递过 程；教学 重点 辅助 资源 复习 引入 教学 手段一、汽车传动系概说1.传动系的功用与组成 （1）功用：将发动机发出的动力传给驱动车轮。 （2）分类： ?按结构和传动介质分有：机械式、液力机械式、静液式（容积液压式）、 电动式2（3）组成及布置形式 ?与发动机的形式和性能、汽车总体结构形式和汽车行驶系及传动系本身 结构形式有关。 ?目前，广泛应用于普通双轴货车，并与活塞式发动机配用的是机械式传 动系。 （4）功能 ?传动系的首要任务是与发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件 下正常行驶，并具有良好的动力性和燃料经济性。 1）减速和变速 2）实现汽车倒驶 ?发动机转速不变，驱动轮反向，在变速器中加倒档。 3）必要时中断传动 ?在发动机与变速器之间设置一个靠摩擦来传动且其主动和从动部分可在 驾驶员操纵下彻底分离，随后再柔和接合的机构――离合器；长时间停驻， 保持中断状态，变速器要设置空档。 4）差速作用 （5）各部分功能 1）离合器：使发动机与传动系平顺接合，把发动机的动力传给传动系，或 者使两者分开，切断传动。 2）变速器：实现变速、变扭和变向。 3）万向传动装置：将变速器传出的动力传给主减速器。 4）主减速器：降低转速，增加扭矩。 5）差速器：将主减速器传来的动力分配给左、右轴。 6）半轴：将动力由差速器传给驱动轮。2.汽车传动系布置形式 ?按发动机相对于各总成的位置，汽车传动系有下列几种布置形式： 1）发动机前置后轮驱动（FR）：Front-engine Rear-drive?特点：是传统的布置形式，大多数货车、部分轿车和客车采用。 2）发动机前置前轮驱动（FF）：Front-engine Front-drive比较讲解重 点介绍： ?要求学生掌 握汽车传动 系布置形式 ?正确识别和 分析 FR 、 FF 及其特点?特点：是在轿车上逐渐盛行的布置形式，具有结构紧凑、减小轿车的质 量、降低地板的高度、改善高速时的操纵稳定性等优点。 3）发动机中置后轮驱动（MR） Middle-engine Rear-drive3?特点：是目前大多数运动型轿车和方程式赛车所采用的布置形式。 4）发动机后置后轮驱动（RR）： Rear-engine Rear-drive?特点：目前大、中型客车盛行的布置形式，具有降低室内噪声、有利于 车身内部布置等优点。 5）全轮驱动（nWD） 4Wheel Drive?全轮驱动 （ nWD ）是难 点，要举例说 明加以讲解?特点：有多个驱动桥，在变速器后加了一个分动器，其作用是把变速器 输出的动力经几套万向传动装置分别传给所有的驱动桥，并可以进一步降 速增扭。 3、其它形式传动系简介 （1）液力机械式传动系（容积式液压传动） ?组合运用液力传动和机械传动 （2）静液式传动系 ?是通过液体传动介质的静压力能的变化而传动的。发动机输出机械能， 通过油泵转换成液能，再由液压马达转换成机械能。 （3）电力式传动系 ?由发动机驱动的发电机与牵引电动机构成，牵引电动机可用一个与传动 轴和驱动桥相连，也可以在每个驱动轮上单装一个电动机，还要有减速机 构装在车轮边上，这种车轮叫电动轮。 二、离合器功用及工作原理 1、离合器的功用与要求： （1）功用 1）使发动机与传动系逐渐接合，保证汽车平稳起步。 2）暂时切断发动机与传动系的联系，便于发动机的起动和变速器的换档， 保证传动系换档时工作平顺。 3）限制所传递转矩，防止传动系过载 (2)对离合器的要求： 1）具有合适的储备能力。既能保证传递发动机最大扭矩，又能防止传动系 过载。 2）接合平顺柔和，以保证汽车平稳起步4?用对比方 式，简要介绍 三种其他形 式的传动系重点介绍： ?要求掌握离 合器功用及 工作原理3）分离迅速彻底，便于换档和发动机起动。 4）具有良好的散热能力。 5）操纵轻便，以减轻驾驶员的疲劳。 6）从动部分的转动惯量应尽量小,以减小换档时的冲击。 2、摩擦片式离合器工作原理 （1）离合器的组成 ?主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构 （2）离合器的工作原理 1）接合状态：弹簧将压盘、飞轮及从动盘互相压紧，发动机的转矩经飞轮 及压盘通过摩擦面的摩擦力矩传至从动盘。 2）分离过程（视频）：踩下踏板，套在从动盘毂滑槽中的拨叉，便推动从 动盘克服压紧弹簧的压力右移而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了 动力传动。 3）接合过程（视频）：缓慢地抬起离合器踏板，使从动盘在压紧弹簧的压 力作用下左移与飞轮恢复接触，二者接触面间的压力逐渐增加，相应的 摩擦力矩逐渐增加，离合器从完全打滑、部分打滑，直至完全接合。 3、摩擦离合器主要类型 1）按从动盘数目分为：单片式、双片式、多片式。 轿车和轻中型货车一 般采用单片式 2）按压紧弹簧的型式与布置分： 周布弹簧式、中央弹簧式、膜片弹簧式?利用动画重 点介绍摩擦 片式离合器 工作原理 ?要求学生掌 握摩擦片式 离合器的动 力传递过程三、摩擦片式离合器的构造 （一）摩擦片式离合器的基本构造 ?摩擦片式离合器一般由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部 分组成。重点介绍： ?要求掌握摩 擦片式离合 器的构造1、主动部分 ?主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等机件组成。这部分与发动机曲轴 连在一起。离合器盖与飞轮靠螺栓连接，压盘与离合器盖之间是靠 3－4 个 传动片传递转矩的。52、从动部分 ?从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成，它将主动部分通过摩擦 传来的动力传给变速器的输入轴。从动盘由从动盘本体，摩擦片和从动盘 毂三个基本部分组成。为了避免转动方向的共振，缓和传动系受到的冲击 载荷，大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器。 ?为了使汽车能平稳起步，离合器应能柔和接合，这就需要从动盘在轴向 具有一定弹性。为此，往往在动盘本体园周部分，沿径向和周向切槽。再 将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形，两侧的两片摩擦片分别与其 对应的凸起部分相铆接，这样从动盘被压缩时，压紧力随翘曲的扇形部分 被压平而逐渐增大，从而达到接合柔和的效果。 3、扭转减振器 ?离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了动盘两侧的摩擦 片，带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动 ?动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因 为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动 系中的扭转振动会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动，夹在 它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来。 4、压紧机构 ?压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧组成，与主动部分一起旋转，它以 离合器盖为依托，将压盘压向飞轮，从而将处于飞轮和盘压间的从动盘压 紧。 ?螺旋弹簧分沿周向布置和在中央布置两种。将一个圆柱形或圆锥形弹簧 布置在中央的离合器称为中央弹簧离合器。 （二）两种典型的摩擦片式离合器 1、膜片弹簧离合器 （1）结构 1）膜片弹簧：用优质弹簧钢板制成，形状为碟形，开有径向切槽，切槽内 端连通，外端为圆孔。两个切槽之间钢板形成一个弹性杠杆，即是压紧弹 簧又是分离杠杆 2）压紧装置：压紧装置由压盘、离合器盖、膜片弹簧、支承圈、定位铆钉、 简要介绍： 分离钩、传动片组成 ?要求学生了 解周布弹簧 离合器结构 及其工作原 理 重点掌握： ?要求学生掌 握膜片弹簧 离合器结构 及其工作原 理（2）工作原理（视频） ：6?膜片弹簧中部两侧由支承圈夹持在离合器盖上，支承圈既是变形支点， 压盘周边有多个分离钩与膜片弹簧钩在一起。 （3）膜片弹簧的弹性特性及其特点 ： 1）根据对膜片弹簧与螺旋弹簧特性曲线的对比，膜片弹簧分离时的压力小 于接合时的压力 2）当摩擦片变薄，螺旋弹簧弹性下降，而膜片弹簧弹力几乎不变，膜片弹 簧具有自动调节压紧力的特点膜片弹簧的弹性压力几乎与转速无关，具有 高速时压紧力稳定的特点 3）综上所述，膜片弹簧离合器结构简单、轴向尺寸小、良好的弹性性能、 能自动调节压紧力、操纵轻便、高速时压紧力稳定、分离杠杆平整不需调 整等特点。在中、小型汽车上广泛应用 简要介绍： 2、周布弹簧式离合器：主、从动部分、压紧部分均安装在离合器壳内、外 ? 用 对 比 方 及驾驶室中 式，简要介绍 周布弹簧离 合器结构及 其工作原理（1）主动部分 ： 1）发动机飞轮和压盘是离合器的主动部分，离合器盖通过定位销安装在飞 轮上，保证同心，盖侧面有散热通风口，压盘的平面和飞轮的平面组成主 动件的摩擦面，压盘与离合器盖通过传动片来传递扭矩。 2）特点：没有传动间隙，没有驱动部位磨损问题，维修量小，传动效率高， 无冲击噪声及压盘定心性问题 3）缺点：传动片反向承载能力差，汽车反拖时易折 （2）从动部分（含扭转减震器） ： 1）主要部件是从动盘(含扭转减振器)，由两片摩擦衬片、从动钢片、从动 盘毂组成，从动盘钢片用薄弹簧钢片制成，与从动盘毂铆在一起上边有辐 射状槽，防止热变形。衬片应具有较大的摩擦系数，从动盘钢片具有轴向 弹性，可使离合器接合柔和，起动平稳，连接方式：钢片与前衬片铆在一 起，弹簧片与后衬片铆在一起，最后盘片与弹簧片铆在一起 2）特点：这种结构使后衬片与钢片在从动盘自由状态时有一定间隙，在结 合时弹性变形使压紧力逐渐增加产生轴向弹性，接合柔和 （3）压紧机构：沿压盘圆周对称布置的 16 个弹簧 （4）分离机构：由分离叉和分离杠杆组成 简要介绍： ?用对比方 四、离合器的操纵机构 ----机械式和液压式 式，简要介绍 1、机械式操纵机构有杆式和绳索式两种 离合器的操 ?杆式最简单，包括：踏板、拉杆、调节叉、分离叉及回位弹簧组成通过 纵 机 构 结 构 调节叉来调节拉杆的长度，实现踏板自由行程的调节绳索式可以消除位移 及 其 工 作 原7和变形等缺点多用于微、轻型车 2、液压式操纵机构：理（1）结构：液压操作机构一般由主缸、工作缸和管路系统组成 1）主缸：机械能转化为液压能 2）、工作油缸：液压能转化为机械能 （2）优点： 1）活塞皮圈在主缸内滑动，无刮伤现象 2）由阀门控制回路的开启和关闭，油路 通面大，回流大，放松速度快 3）油路中的空气随时可自然排空 3、 弹簧助力式操纵机构 1）功用：为了尽可能减小作用在踏板上的力，减轻驾驶员的劳动强度，在 离合器操纵机构中运用弹簧助力 2）助力弹簧的作用： ?助力作用由负变正的过程是允许的，因为在踏板前一段行程中，要消除 自由间隙，离合器压紧弹簧的压缩力不大，总的阻力在允许范围内。在踏 板后段行程中，压紧弹簧的压缩量和相应的作用力继续增大到最大值。在 离合器彻底分离后，为了变速器换档和制动，往往需要将踏板在最低位置 保持一段时间，由此导致驾驶员疲劳，这时最需助力。归纳小结： ?概括基本内 容，归纳重点 内容，布置下 一讲的主要 教学内容作业 布置教学 后记8教学 课 题 课 题 类 型课题三 普通变速器课理论上4 课时时 安 排课 时 间知识点 ?变速器各档动力传递路线及传动比 ?三轴式和二轴式变速传动机构结构分析 教 ?同步器的功用和工作原理 学 ?锁环式惯性同步器的构造和工作过程 目 能力点 标 ?能够对比分析三轴式和二轴式变速传动机构 ?具备分析变速器各档动力传递过程的能力 ?能够对比分析锁环式与锁销式同步器的结构特点 1.普通齿轮变速器的工作原理； 学 2. 两轴式变速器的动力传递过 重 程 。 点 辅 助 资 源 复 1.传动系的主要职能。 习引 2.什么是离合器踏板的自由行程？ 入 教 学 手 段 一、变速器概述 1、变速器功用 1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应 经常变化的行驶条件，使发动机在较好工况下工作。 2）在发动机旋转方向不变的情况下，使汽车实现倒向行驶。 3）利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速运 转和滑行等。 2、变速器的分类 ?按传动比变化情况可分为有级式、无级式和综合式三种 1）有级式变速器 ?采用齿轮传动，具有若干个定值传动比 2）无级式变速器 ?传动比可在一定范围内连续变化，多采用液力变矩器完成 3）综合式变速器 ?由液力变矩器和行星齿轮式变速器组成的液力机械式变速器，其9教教 学 难 点 两轴式变速器的动力传递过程多媒体课件教学过程师生互 动 活动设 计 由汽车的总 体构造 导入 本讲内容：引题：由减速器课 程设计导入 变速器的功 用；由变速 器功用导入 三轴式变速 传动机构传动比可在最大值和最小值之间的几个间断的范围内作无级变化， 目前的自动变速器多是这种类型。 3、普通齿轮变速器的工作原理 （1）变速和变矩原理（视频） 1）齿数不同的齿轮啮合传动时，转速、转矩改变。 2）总传动比等于各级齿轮传动比的乘积。 （2）换档原理 1）传动比变化，即档位改变。 2）当动力不能传到输出轴，这就是空档。 （3）变向原理 1）相啮合的一对齿轮旋向相反，每经一传动副，其轴方向改变 一次。 2）经两对齿轮传动，其输入轴与输出轴转向一致。 3）如在再加一个到档轴，变成三对传动副传递动力，则输入轴 与输出轴的转向相反 二、普通齿轮变速器的变速传动机构 1、三轴式普通齿轮变速器（视频） （1）变速传动机构的结构： 1） 第一轴：通过轴承，前支撑在曲轴后端孔中，花键 部分装 离合器从动盘；后部有常啮齿轮和直接档齿轮 2）中间轴：有与第一轴齿轮常啮齿轮，一、倒档齿轮与轴一体， 二、三、四档齿轮用半圆键装配 3）第二轴：用轴承，前支撑在第一轴后端，后支撑在壳体，一、 到档齿轮可轴向滑动，二、三、四档齿轮通过轴承与轴配合，并与 中间轴齿轮常啮，其上均有传力齿圈。前后各有一副花键毂和接合 套，实现换档。 4）倒档轴：两个到档齿轮制成一体，其中一个与中间轴齿轮常 啮 （2）各档齿轮的传动情况重点介绍： ?要求掌握 变速器的功 用与分类重点掌握： ?要求学生 掌握三轴式 普通齿轮变 速器结构及 其工作原理 ?利用动画 重点介绍三 轴式普通齿 轮变速器的 动力传动路 线1） 空档： 第二轴换档的接合套、 传动齿轮均处于中间空转位置， 动力不传给第二轴 2）一档：前移一、倒档齿轮，与中间轴一档齿轮啮合，动力经 第一轴常啮齿轮、中间轴常啮齿轮、中间轴一档齿轮、第二轴一、 倒档齿轮传到第二轴103）二档：后移后接合套与第二轴二档齿轮上的齿圈啮合 4）三档：前移后接合套与第二轴三档齿轮上的齿圈啮合 5）四档：后移前接合套与第二轴四档齿轮上的齿圈啮合 6）五档：前移前接合套与第二轴常啮传动齿轮上的齿圈啮合， 动力由第一轴直接传到第二轴 7）倒档：后移第二轴上的一、倒档齿轮与倒档齿轮啮合，实现 汽车倒驶 （3）结构分析 1）轴的支承和定位 轴只能有一个定位支承，其余支承都可自由地轴向伸缩。若有 两处以上定位，由于轴和壳体材料不同，膨胀系数不同，温度变化 时二者的伸缩量不同，相互之间可能产生运动干涉 2）齿轮的换档结构型式 车用变速器齿轮多采用常啮齿轮，利用同步器换档 3）防止自动脱档的结构 自动脱档是变速器的常见故障之一,有些变速器齿轮采用了防止 自动脱档的机构，主要有两种型式：切薄齿式和斜面齿式 4）齿轮的轴向限位 啮合齿轮为斜齿轮，产生轴向力，用止推环作为限位装置 5）齿轮传动消隙装置 在从动（或主动）齿轮侧面加装一个薄钢片副齿轮，两者与另 一传动齿轮同时啮合 6.润滑与密封 7.变速器壳 2、两轴式变速器：对于发动机前置前轮驱动或发动机后置后轮驱动 的汽车，采用两轴式变速器，例如：桑塔纳 2000 型轿车的变速器。 重点介绍： ?用对比方 式，重点介 绍两轴式变 速器结构及 其工作原理（1）结构 1）对于发动机前置前轮驱动或发动机后置后轮驱动的汽车，采用两 轴式变速器 2）包括四个前进档和一个倒档 3）在输入轴上固连着一、二、三、四档主动齿轮，与之常啮的四个 档位从动齿轮则通过轴承空套在输出轴上 3）前进档装有同步器? 倒档轴固定在壳体上，滑套着一个倒档齿轮 （2）变速器各档位工作过程 3、组合式变速器 1）功用：为保证汽车具有良好的动力性和经济性和加速性；使11变速器有较多档位，扩大传动比。 2） 结构： 采用两个变速器相串联的方式构成组合式变速器。 （其 ? 简要介绍： 中一个为主变速器：档数多且有倒档另一为副变速器：只有高低两 ?要求学生 档） 了解组合式 变速器结构 及其工作原 理三、同步器的工作原理及分类 1、无同步器时变速器的换档过程： 一般采用移动齿轮或接合 套换档， 为使换档平顺， 应使待啮合的轮齿的圆周速度必须相等 （同 步）。 ?下面以无同步器的五档变速器中四、五档的互换过程为例加 以说明：简要介绍： ?要求了解 无同步器时 变速器的换 档过程图中： 1―第一轴 ；2―第一轴常啮齿轮；3―接合套 ；4―第二轴五档齿 轮 5――第二轴 ；6――中间轴五档齿轮 （1）从低速变高速―四档变五档 1）四档时，V3= V2；欲挂五档，离合器分离接合套 3 右移，先进入 空挡。 2）3 与 2 脱离瞬间， V3= V2 而 V4 & V2， V4 & V3，会产生冲击， 应停留。 3） 因汽车传动系惯性质量大 V3 下降较慢， 而 V4 下降较快， 必有 V3= V2 时，此时挂档应平顺 （2） 从高速变低速―五档变四档 1）五档时，V3= V4；欲挂五档，离合器分离，接合套 3 左移，先进 入空挡。 2）3 与 2 脱离瞬间， V3= V4 而 V4 & V2， V3 & V2，会产生冲击，12应停留。 3）因 V2 比V 3下降 快，必无 V3= V2时，此时应使离合器接 合， 并踩一下加速踏板使V2 & V3， 而后再分离离合器待V3= V2时平 顺挂档 2、同步器的功用及类型 （1）同步器的作用：是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换 档时间；防止在同步前啮合而产生接合齿之间的冲击 （2）类型：分为常压式、惯性式和自增力式；目前广泛采用摩擦惯 性同步装置（锁环、锁销式） 惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构 保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而 避免了齿间冲击。 1）锁环式：结构紧凑、便于合理布置，多用于轿车和轻型货车上 2）锁销式：结构形式合理，力矩较大，多适用于中型和大型货车上 3）同步器的一般结构：由同步装置（包括推动件、摩擦件） 、锁止 装置和接合装置三部分组成 作 业 置重点介绍： ?要求掌握 同步器的功 用及类型1.变速器的功用是什么? 2.简述桑塔纳轿车五挡变速器的结构特点， 画出传动简图， 并说明 五挡和倒挡的动 布 力是如何传递的 ? 教学 记本次课主要介绍了变速器的功用与类型，讲述了普通齿轮变速器的工作原理 ，并 后 以典型车型为例分析了两轴式变速器的结构特点和动力传递状况。13教学 课题 课题 类型课题三 手动变速器变速器的操纵机构与分动器理论课时 安排4 课时上课 时间教 学 目 标知识点 ?变速器操纵机构安全装置构造及其工作原理 ?分动器结构和工作原理 ?手动变速器的维修及故障诊断 能力点 ?正确理解变速器操纵过程 ?具备分析越野车动力传递过程的能力 ?变速器的故障诊断 ?变速器操纵机构安全装置构造及 其工作原理、变速器的故障诊断 多媒体课件 从变速器挡位变换导入本讲内容： 引题：由以脱档、乱挡、误操作等为例导入变速器操纵机构 师生互动 活动设计 重点介绍： ?要求掌握变 速器的功用 与分类 教学 难点 ?变速器操纵机构安全装置构造及其工作原 理、变速器的故障诊断教学 重点 辅助 资源 复习 引入 教学 手段教学过程 一、变速器操纵机构的功用及要求 1. 功用：保证驾驶员根据使用条件，将变速器换入某个档位 2. 要求： （1）设有自锁装置，防止变速器自动换档和自动脱档. （2）设有互锁装置，保证变速器不会同时换入两个档，以免发动机熄火或 件坏。 （3）设有倒档锁，防止误换倒档，否则会发生安全事故。 二、变速器操纵机构的构造 1、机械变速器的构造及换档过程 （1）变速器操纵机构的类型 1）直接操纵式 ?大多数汽车的变速器布置在驾驶员座位附近，变速杆由驾驶室底板伸出， 驾驶员可直接操纵。这种操纵机构一般由变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴 以及安全装置等组成，多集装于变速器上盖或侧盖内。142）远距离操纵式 ? 当驾驶员座位离变速器较远或变速杆布置在转向盘下方(某些轿车)的转向 管柱上时，通常在变速杆与换档拨叉之间增加若干个传动件，组成远距离 操纵机构。 （2）变速器操纵机构的构造 下图为解放 CAl092 型汽车六档变速器操纵机构示意图。重点介绍： ?要求学生掌 握变速器操 纵机构的构 造及其换档 过程1）拨叉轴两端均支承于变速器盖上相应的孔中，可以轴向滑动。 2）所有的拨叉和拨块都以弹性销固定于相应的拨叉轴上。三、四档拨叉的 上端有拨块。拨叉和拨块的顶部有凹槽。 3）变速器处于空档时，各凹槽在横向平面内对齐。叉形拨杆下端的球头即 伸人这些凹槽中。选档时可使变速杆绕其中部球形支点横向摆动，则其下 端推动叉形拨杆绕换档轴的轴线转动，从而使叉形拨杆下端球头对准所选 档位相应的拨块凹槽，然后使变速杆纵向摆动，带动拨叉轴拨叉向前或向 后移动，即可实现挂档。 （3）换档过程 2、锁止（定位）位置 1）自锁装置：自锁钢球和自锁弹簧组成 2）互锁装置：主要由互锁钢球和互锁销组成 3）倒档锁：由倒档锁销和倒档锁弹簧组成重点介绍： ?要求掌握锁 止（定位）位 置153、锁止装置工作过程 （1）自锁装置 1）多数变速器的自锁装置由自锁钢球 1 和自锁弹簧 2 组成 2）每根拨叉轴的上表面沿轴向分布有三个凹槽，当任何一根拨叉轴连同拨 叉轴向移动到空档或某一工作档位的位置时，必有一个凹槽正好对准自锁 钢球。于是自锁钢球在自锁弹簧压力作用下嵌入该凹槽内，拨叉轴轴向位 置被固定， 从而拨叉连同滑动齿轮(或接合套)也被固定在空档或某一工作档 位上，不能自行脱出。 3）换档时，驾驶员对拨叉轴施加一定的轴向力，克服自锁弹簧 2 的压力将 钢球由拨叉轴的凹槽中挤出推回孔中，拨叉轴和拨叉轴向移动。重点掌握： ?要求学生掌 握锁止装置 结构及其工 作原理 ?利用动画重 点讲解锁止 装置工作过 程（2）互锁装置 1）主要由互锁钢球及互锁销组成。互锁销装在中间拨叉轴的孔中，其长度 相当于拨叉轴直径减去互锁钢球的半径，互锁钢球装于变速器盖的横向孔 中。 2） 在空档位置时， 左右拨叉轴在对着钢球处有深度相当于钢球半径的凹槽， 中间拨叉轴则左右均开有凹槽，凹槽中开有装锁销的孔。 3）这种互锁装置可以保证变速器只有在空档位置时，驾驶员才可以移动任 一个拨叉轴挂档。若某一拨叉轴被移动而挂档时，另两个拨叉轴便被互锁 装置固定在空档位置而不可能再轴向移动。16（3）倒档锁 1）倒档锁的作用是驾驶员挂倒档时，必须对变速杆施加较大的力，才可换 上倒档，起提醒作用，以防误挂倒档。变速器上多采用弹簧锁销式倒档锁。 2）倒档锁一般由倒档锁销和倒档锁弹簧组成。倒档锁销的杆部装有倒档锁 弹簧，其右端的螺母可调整弹簧的预紧力和倒档锁销的长度。 3）驾驶员要挂倒档时，必须用较大的力使变速杆的下端压缩倒档弹簧，将 倒档锁销推向右方后，才能使变速杆下端进入倒档拨块的凹槽内，以拨动 一、倒档拨叉轴而推入倒档。4、副变速器操纵机构：组合变速器的副变速器常选用预选气动式换档机构 1）预选高速档(开关手柄拉出)，踩下踏板，活塞左移，气路接通，高压空 气进入换档气缸右腔活塞左移挂高速档，左腔气体排入大气； 2）压下手柄(挂低速)，离合器分离高压空气进左腔，右腔气体经开关排入175、 半自动控制换档系统三、 分动器 1.功用：在多轴驱动的汽车上，将变速器输出的动力分配到各驱动桥 2.应用：目前，多数车装用两挡分动器，分动器兼起副变速器的作用 3.结构：由齿轮传动机构和操纵机构组成。（2）操纵机构 ? 组成 ：操纵杆、传动杆、摇臂及轴等。 ? 操纵分动器时，若换入低速挡，输出扭矩较大。为避免中、后桥超载，18前桥需参加驱动，分担一部分载荷。为此，分动器的操纵机构应保证：接 上前桥前，不得挂上低速挡；低速挡退出前，不得摘下前桥。 ? 在好路上应使用高速挡且不应接前桥。当汽车在较差的路面上行驶时， 应接上前桥并用低速挡，以使汽车具有足够的驱动力，克服增加了的行驶 阻力。作业 布置1．机械式变速器的手动操纵机构中都有哪些安全装置?它们的作用各是什么? 2．分动器挂低速档时，为什么所有驱动桥都必须参与驱动?为了保证这一点，对分动 器的操纵机构有何要求?教学 后记教学 课题 课题 类型 教 学 目 标 教学 重点 辅助 资源 复习 引入 教学 手段课题四 自动变速器 1理论课时 安排2 课时上课 时间1.使学生能够全面了解自动变速器的发展及应用； 2.掌握自动变速器的类型和组成及工作原理； 3.掌握液力变矩器的结构和原理； 4.了解液力偶合器的特点。 1.自动变速器的组成； 2.液力变矩器的基本结构； 3.综合式液力变矩器的特性。 多媒体课件、液力变矩器解剖实物教学 难点综合式液力变矩器的特性1.变速器的功用。 师生互动 活动设计教学过程 §3.1 概述 一、自动变速器的优点 ?二、自动变速器的组成 1.液力变扭器 2.齿轮变速器 3.液压控制系统 4.电子控制系统 § 3.2 液力偶合器和液力变扭器 一、 液力偶合器19二、液力变矩器 1.液力变矩器的基本结构 2.液力变矩器的工作原理 3.液力变矩器的特性 ?三、综合式液力变矩器 ?四、带锁止离合器的综合式液力变矩器 作业 布置 1.自动变速器是由哪几部分组成的？ 2.简述带锁止离合器的综合式液力变矩器的组成和特性？教学 后记本次课首先介绍了自动变速器的优点和组成，着重讲述了液力变矩器的结构及原理，分析 了带锁止离合器的综合式液力变矩器的特点教学 课题 课题 类型 教 学 目 标 教学 重点 辅助 资源 复习 引入 教学 手段课题四 自动变速器 2 行星齿轮变速器的结构原理理论课时 安排4 课时上课 时间知识点 ?行星齿轮变速机构的结构及其工作原理 ?行星齿轮变速器执行元件的工作原理 能力点 ?通理解掌握行星齿轮变速器的工作特点 ?能够理解自动变速器执行元件的原理 行星齿轮机械变速器工作原理 教学 难点 行星齿轮机械变速器工作原理多媒体课件、液力变矩器解剖实物由普通机械变速器的变速机构导入本讲内容 师生互动 活动设计教学过程 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 ?液力变矩器虽能传递和增大发动机转矩，但变矩比不大，变速范围不宽， 远不能满足汽车使用工况的需要。为进一步增大扭矩，扩大其变速范围， 提高汽车的适应能力，在液力变矩器后面又装一个辅助变速器DD有级式 齿轮变速器。该齿轮变速器多数是用行星齿轮变速的。 ?行星齿轮变速器是由行星齿轮机构及离合器、制动器和单向离合器等执 行元件组成。行星齿轮机构通常由多个行星排组成．行星排的多少与档数20?要求掌握行 星齿轮变速 机构的组成 结构的多少有关，其基本结构和工作原理，可用最简单的单排行星齿轮机构说 明。 1、单排行星齿轮机构的结构组成（1）单排行星齿轮机构的三个基本元件是：太阳齿轮、齿圈、行星齿轮及 行星齿轮架。 （2）太阳齿轮位于中心位置；几个行星齿轮借助于滚针轴承和行星齿轮轴 安装在行星齿轮架上，这些行星齿轮与太阳齿轮相啮合，并一般均匀布置 在太阳齿轮周围；外面是同行星齿轮相啮合的齿圈。 （3）单排行星齿轮机构通过固定不同的元件或改变联锁关系，可得出不同 的传动状态。 2、行星齿轮工作原理要求掌握行 星齿轮变速 机构的变速 原理(1)行星齿轮机构运动规律 ?设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为 n1、n2 和 n3，齿数分别为 Z1、 Z2、Z3；齿圈与太阳轮的齿数比为α 。则根据能量守恒定律，由作用在该 机构各元件上的力矩和结构参数可导出表示单排行星齿轮机构一般运动规 律的特性方程式： ?n1+α n2-(1+α )n3=0 和 Z1+Z2=Z3 （2）行星齿轮机构各种运动情况分析 ?由上式可看出，由于单排行星齿轮机构具有两个自由度，在太阳轮、齿 圈和行星架这三个基本构件中，任选两个分别作为主动件和从动件，而使 另一元件固定不动(即使该元件转速为 0)， 或使其运动受一定的约束(即该元 件的转速为某定值)，则机构只有一个自由度，整个轮系以一定的传动比传 递动力。下面分别讨论各种情况。 固定件 主动件 从动件21转速旋转方向利用实物演太阳轮 齿圈 行星架 齿圈 太阳轮 行星架 太阳轮 行星架 齿圈行星架 太阳轮 行星架 齿圈 齿圈 太阳轮减速 与主动件同向 加速 减速 与主动件同向 加速 减速 与主动件反向 加速示的方式重 点讲解行星 齿轮变速机 构的变速原 理?在 n3= n1 或 n2= n3 时，同时可得 n1= n2= n3。故，若使三元件中的任 何两个元件连成一体旋转，则第三元件转速必与二者转速相等，即行星排 按直接挡传动，传动比 i=1 ?即所有元件都不受约束，可以自由转动，则行星齿轮机构失去传动作用， 此种状态相当于空挡。 二、自动变速器换档执行机构 ?自动变速器换档执行机构与普通手动变速器换档执行机构不同，自动变 速器的离合器、制动器、单向锁止离合器代替了普通手动变速器中的同步 器，而且完全由电、液系统实现自动控制。 ?行星齿轮变速器的换档执行元件包括换挡离合器、换挡制动器和单向离 器。?要求学生了 解自动变速 器换档执行 机构结构原 理及其特性1、离合器的结构原理 ?换挡离合器为湿式多片离合器，当液压使活塞把主动片和从动片压紧时， 离合器接合；当工作液从活塞缸排出时，回位弹簧使活塞后退，使离合器 分离。 （1）离合器的作用 ?连接作用 将行星齿轮机构中某一元件与输入部分相连，使该元件成为主22动元件。 ?连锁作用 将行星齿轮机构中任意二元件连锁为一体，使三个元件具有相 同的转速。这时行星齿轮机构作为一个刚性整体，实现直接传动。 （2）离合器的组成 ?摩擦片 一般用纸质浸树脂材料做成，也有用铜基烧结粉末冶金做成。一 般自动变速器的离合器摩擦片的个数为 3～5 个，其中低速档和倒档离合器 摩擦片的个数较多。 ?压板 一般用特殊钢制成，形状为圆盘形，外圆带齿。压板与摩擦片配合 成对，但也有部分车型在相邻摩擦片之间放多个压板，这是为了调整间隙。 ?活塞 一般用铝合金制成，表面镀有软金属，形状为环状圆柱形，端面有 止回阀和弹簧座。 ?离合器鼓和缸体 一般由铸铁做成，内有液压缸体及相关油道，摩擦片与 压板均装于离合器鼓内并用卡簧将压板限位。 ?密封圈 一般由橡胶做成，在活塞内外各一个。密封圈常用的有 O 型及开 口型密封圈，O 型密封圈无方向性，但开口型密封圈安装，开口必对缸体。 ?碟形弹簧 有些自动变速器的离合器中装有碟形弹簧，目的是为了减轻活 塞工作时的冲击，同时活塞回位时又可充当回位弹簧。安装时，碟形弹簧 小端对着活塞。 ?档圈 离合器压板最外面一块由于承受较大的冲击力，因此厚度比其他压 板大很多（约 2―3 倍） ，其平整面安装时对着摩擦片。 （3）离合器接合 ?当控制油液流至活塞缸时，推动单向阀钢球，使其关闭单向阀。活塞克 服回位弹簧力的作用将摩擦片与钢片压紧，产生摩擦力。动力输出。 （4）离合器分离 ?当控制油压减小时， ，使单向阀 在离心力的作用下离开阀座，活塞缸缘 的油液经单向阀流出。回位弹簧的作用，活塞返回到原位，离合器分离。 （5）离合器的组合应用 ?离合器 C1 起作用时，动力从输入轴传到齿圈。 ?离合器 C2 起作用时，动力从输入轴传到太阳轮。 ?离合器 C1 及 C2 同时接合，是直接挡。2、制动器结构原理 ?换挡制动器通常有两种形式：一种是湿式多片制动器，其结构与湿式多 片离合器基本相同，不同之处是制动器用于连接转动件和变速器壳体，使 转动件不能转动。换挡制动器的另一形式是外束式带式制动器。 1）制动器的作用 ?将行星齿轮机构中某一元件与变速器壳体相连，使该元件受约束而固定， 制动器有盘式制动器和带式制动器，盘式制动器结构和工作原理与离合器 完全相同，只不过在作用上有所不同。盘式制动器连接运动元件与变速器23要求学生了 解换挡制动 器结构原理 及其特性壳体，而离合器连接的是两个运动元件。图 3-1 2）带式制动器?组成：其主要组成部件包括制动带、液压缸和推杆等，制动鼓通常就是 离合器的外壳。 ?原理：当压力油从活塞右端进入时，作用在活塞上的油压克服弹簧力及 活塞左端残余油压，活塞被推向左端，通过推杆使制动带抱紧离合器的外 壳，起制动作用；当需要解除制动时，压力油从活塞左端进入，而活塞的 右端卸压，活塞在油压和弹簧力作用下迅速右移，制动带释放。 作业 布置教学 后记24教学 课题 课题 类型 教 学 目 标 教学 重点 辅助 资源 复习 引入 教学 手段课题四 自动变速器 4 传动简图的识读与画法理论+实践课时 安排2 课时上课 时间掌握自动变速器传动简图的识读与画法掌握自动变速器传动简图的识 读与画法多媒体课件教学 难点掌握自动变速器传动简图的识读与画法介绍常见典型车辆自动变速器维修资料并引入自动变速器传动简图的识读与画 法教学过程 师生互动 活动设计1、通过多媒体课件介绍常见典型车辆自动变速器维修资料；2、 示范：丰田 A43D 自动变速器传动简图的识读与画法。25作业 布置参照课本画出丰田 A43D 自动变速器传动简图。教学 后记本课程最终目的并不是要学生能够画出各种变速器的传动简图，但通过本课学 习学生能较好地识别自动变速器传动简图，培养查阅维修资料的能力。教学 课题 课题 类型 教 学 目 标 教学 重点 辅助 资源 复习 引入 教学 手段课题四 自动变速器 5理论丰田 A43D 自动变速器工作原理分析2 课时课时 安排上课 时间1、能够分析 A43D 自动变速器的挡位传递路线 2、能够认识 A43D 自动变速器各元件的作用 3、能够绘制 A43D 自动变速器的传动简图能够分析 A43D 自动变速器的 挡位传递路线多媒体课件教学 难点分析 A43D 自动变速器的挡位传递路线由丰田 A43D 自动变速器传动简图及实物图提出 A43D 的挡位传递路线分析师生互动 活动设计教学过程263、丰田 A43D 自动变速器概述； 4、A43D 各执行元件的作用； 5、A43D 自动变速器的挡位传递路线分析。作业 布置参照课本，分析 A340E 自动变速器 D1、O\D、R 挡工作情况教学 后记本课内容较为繁杂，学生的空间想象和逻辑思维能力有限，因此结合彩色立体 动画、多媒体课件分析效果较好。教学 课题 课题 类型 教 学 目 标 教学 重点 辅助 资源 复习 引入课题六 自动变速器 液压操纵及其控制系统和无级变速器理论课时 安排4 课时上课 时间知识点 ?自动变速器的控制原理 ?无级自动变速器的结构和工作原理 能力点 ?正确理解自动变速器的控制原理 ?了解无级自动变速器的结构和工作原理 自动变速器的液压操纵系统 教学 难点 自动变速器的液压操纵系统多媒体课件、液力变矩器解剖实物27教学 手段 一、自动变速器的液压操纵系统 ?要保证最佳换档规律 ?换档过程要平稳无冲击 ?换档动作要准确及时 ?驾驶员可干预自动换档 ?操纵系统要工作稳定、可靠教学过程师生互动 活动设计 由液力机械 自动变速器 的变速控制 导入本讲内 容：1、自动变速器的液压操纵系统组成 1）自动变速器的自动控制是靠液压控制系统来完成的。 2）液压控制系统由动力源、执行机构和控制机构三部分组成。 ?动力源是被液力变矩器泵轮驱动的液压泵，它除了向控制机构、执行机 构供给压力油以实现换档外，还给液力变矩器提供冷却补偿油，向行星齿 轮变速器供给润滑油。 ?执行机构包括各离合器、制动器、单向锁止离合器。这一部分内容在上 一讲中已介绍过。 ?控制机构大体包括主油路系统、换档信号系统、换档阀系统和缓冲安全 系统。根据其换档信号系统和换档阀系统采用的是全液压元件还是电子元 件可将控制机构分为液控式和电控式两种型式。 ?自动变速器液压系统利用管路把诸多的液压元件(阀类)、换档执行机构合 理地连接起来形成油路，控制液流的流向来实现自动换档的目的。一般汽 车自动变速器都把诸多液压元件、液压油的各个通路，都集中设置在一个 总的集中组合阀体(简称阀体)内。 ?这些液压元件是根据发动机的输出条件以及车速变化来控制的。 1）换挡控制原理 ?换挡阀两端作用着节气门阀和速控阀油压。换挡时，两端油压发生变化， 使换挡阀产生位移，改变了油路，从而实现换挡?要求学生理 解掌握自动 变速器的液 压操纵系统 组成?要求学生理 解掌握自动 变速器的液 压操纵系统 控制的换档 原理2）液控自动变速器低速工作状态28?此时换档阀关闭了高速档油路，但工作油压为低速档提供了动力 3）液控自动变速器高速工作状态 ?换档阀阀芯左移，高速档油路打开，低速档油路断开2、主要部件结构与工作原理 （1）油泵（以内啮合齿轮泵为例）?液压泵是自动变速器液压控制系统的压力来源。液压泵通常安装在自动 变速器前方，由液力变矩器泵轮驱动；也有部分汽车液压泵安装在自动变 速器的后方，如马自达 626。目前自动变速器中常用的液压泵有外啮合式齿 轮泵、内啮合式齿轮泵、转子泵和叶片泵。 ?内啮合式齿轮泵的结构如左图所示，当发动机运转时，小齿轮和内齿轮 同向旋转，下腔容积不断增加，形成真空而吸油，上腔容积不断减小，将 液压油抽出 （2）液力变矩器控制装置 1） 液力变矩器控制装置的作用就是把变矩器中的高温油引出加以冷却， 然后加压送回到变矩器进行补偿。 2）液力变矩器控制装置由压力调节阀、锁止信号阀、锁止继动阀(也称锁止 中继阀)等阀及相应油路组成。 3）液力变矩器中闭锁离合器的工作是由锁止信号阀和锁止继动阀共同控 制。锁止信号阀阀芯上方作用着调速阀压力，下方与超速档换档阀油路相 通。 4）当车速较低时，调速阀油压也低，锁止信号阀在弹簧的作用下保持在上 方位置，从而将通往锁止继动阀下端的主油路切断，使锁止继动阀在上方 弹簧力和油压力的作用下保持在下方位置，变矩器的闭锁离合器压盘左侧29与变矩器阀进油道相通，闭锁离合器处于分离状态，自动变速器为液力传 动工况，发动机动力全部经变矩器传递。5） 当汽车以超速档行驶， 且达到一定的车速时， 调速阀油压的作用力增大， 将锁止信号阀推至下位，来自超速档油路的压力油经锁止信号阀中部进入 锁止继动阀下端，锁止继动阀阀芯升至上位，闭锁离合器左侧油腔与泄油 口相通，离合器接合，自动变速器成为机械传动工况，发动机动力经闭锁 离合器直接传至行星齿轮变速器输入轴。闭锁离合器闭锁时对应的车速， 即称为锁止工作点。若自动变速器带有多功能开关，且功能开关未置于超 速档状态，则锁止继动阀保持在下方位置。（3）节气门阀 1） 节气门阀受发动机加速踏板所控制， 随节气门开度大小(即发动机负荷大 小)而改变其输出油压力的液压阀，输出的油压高低即为自动换档的一个信 号。根据输入方式的不同，节气门阀分为机械式和真空式两种。 2）下图为机械式节气门阀 它由上部的节气门阀体、回位弹簧、下部的强 制低档柱塞和调压弹簧等组成。节气门阀体和强制低档柱塞并不直接接触， 而是通过调压弹簧连在一起，强制低档柱塞下装有滚轮，与凸轮接触。凸 轮经钢丝缆绳与加速踏板相连。?要求学生课 堂上了解节 气门阀的结 构及其基本 工作原理，更 多内容可在 课下自学理30解掌握3）来自液压泵的压力油由节气门阀的进油口进入，须经阀口节流后，方能 从出油口接至换档阀。另外节气门阀上还有两个控制油口，分别与来自断 流阀的油压及出油口油压相通，使阀体在 A、B 处受到向下的液压作用力。 当发动机怠速运行时，阀上进油口处的节流口开度很小，输出的油压很低。 4） 当踩下加速踏板时，节气门缆绳被拉动，凸轮作顿时针转动，将强制 低档柱塞上推，压缩调压弹簧。调压弹簧则推动节气门阀体向上，使节流 口开大，从节气门阀输出的油压力增高。5）加速踏板越往下踩，即发动机节气门开度越大，节气门阀凸轮转动角度 也越大，强制低档柱塞上移越多，节气门阀体向上移动也就越多，节流口 也就越大，使得节气门阀输出的油压力越高。从而使发动机节气门的开度 大小(即发动机负荷大小 )，与自动变速器节气门阀输出的油压有了对应关 系。31简单介绍： ?利用节气门 阀工作油路 图，要求学生 了解节气门 阀的工作原 理作业 布置 教学 后记 本课内容抽象，学生较难理解，且在实际维修作业中接触机会较少，因此只作面上介绍， 不作深入探讨。教 学 课 题 课 题 类 型1.5 万向传动装置理论 2+实践 2课时 安排4 课时上课 时间教 学 目 标知识点 1?万向传动装置的功用及类型 2?十字轴万向节结构及工作特点 3?等速万向节结构及工作特点 4?万向传动装置的动平衡性 能力点 1?具备识别万向传动装置类型的能力 2?具备理解万向传动装置理论基础的能力 1、十字轴万向节结构及工作特点 2、等速球笼式万向节结构及工作特点32教 学 重 点教学 难点等速球笼式万向节工作特点辅 助 资 源 复 习 引 入多媒体课件、实践拆装万向传动装置由汽车传动系统组成示意图并结合实物图片引入万向传动装置的作用及组成师 生 互 动 活 动 设 计教 学 手 段教学过程6、万向传动装置的构造： （1） 、组成：万向节、传动轴、中间支承（2） 、 作用： 于汽车上任何一对轴线相交,且相互位置经常变化的两转轴之间的 传递动力. 7、万向传动装置在汽车上的应用场合： （1） 、变速器与驱动桥之间33（2） 、变速器与分动器之间、分动器与驱动桥之间（3） 、驱动桥与驱动轮之间（4） 、转向盘与转向器之间8、分类：341）刚性万向节 A、不等速万向节（常用的为十字轴式） B、准等速万向节（如双联式万向节） C、等速万向节（如球笼式万向节） 2）柔性万向节9、普通万向节（十字轴式钢性万向节） （1） 、结构35（2） 、特性 （3） 、十字轴式万向节传动的等速条件 1）采用双万向节传动； 2）第一万向节两轴间的夹角α 1 与第二万向节两轴间的夹角α 2 相等； 3）第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉在同一平面内 10、 准等速万向节：原理：当万向节主动轴与从动轴之间传力点一直处于主动轴轴线和从动轴 轴线夹角平分线上（或者说传力点距这两轴线的距离相等）时，必然能实现等 角速传动。 1） 、球叉式万向节2） 、球笼式等速万向节 （1）固定型球笼式万向节（RF 节）36特点： 在传递转矩的过程中， 主从动轴之间只能相对转动、 不会产生轴向位移。 （2）伸缩型球笼式万向节（VL 节）特点：在传递转矩的过程中，主从动轴之间不仅能相对转动，而且可以产生轴 向位移。 3）RF 节和 VL 节的应用 RF 节和 VL 节广泛应用于采用独立悬架的轿车转向驱动桥，如红旗、桑37塔纳、捷达、宝来、奥迪等轿车的前桥。其中 RF 节用于靠近车轮处，VL 节 用于靠近驱动桥处。作 业 教 学 后 记1．万向传动装置有何功用？都应用在哪些场合？ 2．简单分析球笼式等速万向节的运动过程。 万向传动装置是汽车传动系中的重要组成部分，是传递动力所必须的组成装置，在各类汽车都 得到广泛的应用。 教学中应让学生重点理解十字轴式万向节传动的等速条件、 等速球笼式 万向节结构及工作特点，并掌握十字轴式万向传动装置、等速球笼式万向传动装置的拆装 及检修方法。教学 课题 课题 类型1.6 驱动桥理论课时 安排4 课时上课 时间学 目 标知识点 ?驱动桥的结构类型及组成 ?主减速器的功用和结构 ?半轴与桥壳结构 ?差速器的差速原理与结构 能力点 ?能熟练掌握主减速器的结构特点 ?具备分析差速原理的能力 ?能明确差速器的调整部位 主减速器的功用和结构 差速器的差速原理与结构 多媒体课件 教学 难点 主减速器的功用和结构 差速器的差速原理与结构 防滑差速器类型结构与工作原理教学 重点 辅助 资源 复习引 入 教学 手段由复习题问汽车传动系组成和动力传递路线导入本讲内容 师生 互动教学过程38活动 设计 一、驱动桥的结构类型及组成 1．功用 ?驱动桥功用是将万向传动装置输入的动力经降速增矩、改变动力传递方向后， 分配到左右驱动轮，使汽车行驶，并允许左右驱动轮以不同的转速旋转。 2．组成 ?驱动桥由主减速器、差速器、半轴和桥壳等组成(1)主减速器：降速、增矩、变向 (2)差速器：使两侧驱动轮不等速旋转 (3)半轴：将扭矩从差速器传至驱动桥 (4)桥壳：安装基础，承重，且承力3、驱动桥的类型1）整体式驱动桥2）断开式驱动桥39二、主减速器 1、主减速器的功用、类型 （1）功用 ?主减速器的功用是将输入的转矩增大、转速降低，并将动力传递的方向改变后 (有些横向布置发动机的除外)传给差速器。 2．类型 ?按参加传动的齿轮副数目，可分为单级式主减速器和双级式主减速器。有些重 型汽车又将双级式主减速器的第二级圆柱齿轮传动装置设置在两侧驱动轮处，称 为轮边减速器。 ?按主减速器传动速比个数，可分为单速和双速式主减速器。 ?按齿轮副结构形式，可分为圆柱齿轮式(又可分为定轴轮系和行星轮系)主减速 器和圆锥齿轮式（又可分为螺旋锥齿轮式和双曲面锥齿轮式)主减速器。 3、主减速器的构造与工作原理（1）单级主减速器? 求 生 解 握 减 器40要 学 理 掌 主 速 的类 结 与 作 理型 构 工 原（2）双级主减速器的构造第一级主动锥齿轮? ??? ?? ?÷ ? ? × ? ? ?? ?中间轴 第一级从动锥齿 轮第二级主动齿轮 ?????á ? ?? ? ?? ?÷ ? ? ? ? ?? 半轴 ° ? ?á第二级从动齿轮?在一些减速比比较大的减速器常常采用，第一级为锥齿轮传动，第二级为圆柱 ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ? 斜齿轮传动。 ?? ?双级主减速器的结构特点： 1）第一级为圆锥齿轮传动，其调整装置与单级主减速器类同； 2）由于双级减速，减小了从动锥齿轮的尺寸，其背面一般不需要止推装置； 3）第二级为圆柱齿轮传动，圆柱齿轮多采用斜齿或人字齿，传力平稳； 4）双级主减速器的减速比为两对副减速比的乘积。（3）轮边主减速器1）应用于重型载货车、越野汽车或大型客车上。 2）一般将双级主减速器中的第二级减速齿轮机构制成同样的两套，分别安装在 两侧驱动车轮的近旁，称为轮边减速器。413）特点：较大的主传动比和较大的离地间隙，半轴和差速器等零件尺寸减小； 但结构较复杂，成本较高。（4）贯通式主减速器三、差速器 1、功用及分类 （1）功用 差速器使左右车轮能以不同的转速，进行纯滚动转向或直线行驶，称为差速特性 （2） 分类 ?差速器按其用途分为轮间差速器和轴间差速器。 1）轮间差速器装在驱动桥内 2）轴间差速器装在各个驱动桥之间 ?按工作特性分为普通差速器和防滑差速器 2、普通差速器（对称式锥齿轮差速器） （1）构造 ?主要由四个行星齿轮、行星齿轮轴、二个半轴齿轮和差速器壳等组成。 ?动力传递：主减速器、从动齿轮、差速器壳、行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿 轮，经半轴传至驱动轮。 （2）差速器工作情况（动画演示） 3、防滑差速器 托森差速器――中央轴间差速器?要 求学 生理 解掌 握差 速器 的结 构类 型及 基本 组成传动路线： 空心轴→差速器壳 1→蜗轮轴 6→蜗轮→蜗杆 7→差速器轴 3四、半轴与桥壳 1、半轴 （1）在差速器与驱动轮之间传递较大的扭矩，一般都是实心轴，内端用花键与 半轴齿轮连接，外端与轮毂连接. （2）常用的半轴支承型式主要有全浮式和半浮式. ?全浮式半轴支承 ?要 求学 生了42解 滑 速 类 结 与 作 理防 差 器 型 构 工 原1）这种支承型式的半轴只承受差速器输出的转矩，两端均不承受任何外力与弯 矩，外力与弯矩由轮毂通过轮毂轴承传给桥壳，而不经半轴。 2）所谓“浮”是指半轴不承受弯曲载荷。 3）特点：易于拆装，广泛应用于载货汽车上。 ?半浮式半轴支承?要 求学 生了 解半 轴与 桥壳 类型 结构 及其 工作 特点431）内端不受弯矩，外端承受全部弯矩。车轮与桥壳无直接联系而支承于半轴外 端。 2）特点：支承结构紧凑，质量小，半轴受力情况复杂且拆装不方便。多用于轿 车及微、轻型汽车。 2、桥壳 （l）.功用： 1） 、保护作用。主要保护主减速器、差速器和半轴； 2） 、承受路面反作用力和力矩，并经悬架传递给车架； 3） 、安装悬架和车轮，并给车轮定位。 （2） 、分类1）整体式 ?特点：强度、刚度较大，且检查、拆装和调整主减速器、差速器方便，普遍应 用于各类汽车上。 2）分段式44?特点：易于铸造，加工方便，但维护不便，目前已很少使用。1．汽车驱动桥的功用是什么？主要由驱动桥的哪部分来实现？ 作业 布置 2．双级主减速器的特点有哪些？ 3．分析差速器结构和力矩传递路径。 4．说明差速器的工作原理，论述它的速度特性和转矩特性。教学 后记本课知识点较多，要求学生先有初步认识，然后在实训中加以理解和巩固；防 滑差速器的结构及工作原理的理解难度较大，只作简要介绍，可以引导学生课 后通过网络进一步扩展这方面的知识。45教 学 课 题 课 题 类 型2.1 汽车行驶系概述与车架理论课时 安排2 课时上课 时间教 学 目 标知识点 ?行驶系组成及功用 ?行驶系的结构形式 ?车架类型 ?车架的结构特点 能力点 ?熟练掌握行驶系组成及功用 ?熟练掌握车架的结构特点 ?掌握车架的检修方法 ?行驶系组成及功用 ?车架的结构特点 ?车架的检修方法 教学 难点教 学 重 点 辅 助 资 源 复 习 引 入 教 学 手 段?车架的检修方法多媒体课件由复习提问汽车底盘结构的组成系统导入本讲内容教学过程师生互 动 活动设 计 导入：汽 车 行 使 系 是 汽 车 底 盘 结 构 的 主 要 组 成部分一、汽车行驶系概述 1、汽车行驶系的功用 1）支承汽车的总质量； 2）接受由发动机经传动系传来的转矩，并通过驱动轮与地面间的附着作用，产 生驱动力，以保证整车正常行驶 3）传递并支承路面作用于车轮上的各种反力及其所形成的力矩； 4）尽可能地缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车平顺行驶。 2、行驶系的结构形式 1）轮式行驶系 ?直接与路面接触的部分是车轮。?要求学46生 了 解 行 驶 系 的 结 构 形式2）半履带式 ?其结构特点是前桥装有滑撬或车轮，用来实现转向，后桥装有履带，以减少对 地面的单位压力，控制汽车下陷，同时履带上的履刺加强了附着力，提高了车辆 的通过能力。3）全履带式 ?行驶系中直接与路面接触的部分是履带的汽车称为履带式汽车4）车轮-履带式 ?行驶系中直接与路面接触的部分既有车轮又有履带的汽车称为半履带式汽车或47车轮一履带式汽车二、车架 1、功用：支承车身，承受汽车载荷，固定汽车大部分部件和总成 要求： （1） 、要有足够的强度、合适的刚度； （2） 、结构简单、质量轻； （3） 、降低汽车的重心和获得较大的前轮转向角，以保证汽车行驶时的稳定性和 转向灵活性。 2、种类： 1、边梁式：应用最为广泛；保 险 杠右 纵 发动机 梁 后 悬 支 架后簧支架横 梁左 纵 发动机后 梁 悬 支架横梁 X 形车架（边梁式车架的改进）482、中梁式：又称脊骨式车架。 优点：能使车轮有较大的运动空间，便于采用独立悬架，从而可提高汽车的越野 性；与同吨位货车相比，其车架较轻，减少了整车质量；重心较 低，行驶稳定性好；车架的强度和刚度较大。脊梁还能起封闭传动轴的防尘套作 用。 缺点：制造工艺复杂，精度要求高，给保养和修理造成诸多不便。 应用：某些轿车和货车上。493、综合式。? ? ? ? ? ? 特点： 是中梁式车架的一种变形。 前段是边梁式，用以安装发动机 中后段是中梁式，伸出来的支架可以固定车身3.怎样检修车架的裂纹当发现车架山现裂纹时 , 先用汽油清洗裂纹表面或用砂布打磨裂纹周围 20mm 范围,使之露出金属光泽,找出裂纹的始末端,然后按下述方法修复裂纹: (1)卸掉载荷,平放车架,在裂纹延仲方向距裂纹两端 l0mm 处,各钻-一个 3～ 8mm 的孔,以防裂纹进一步扩展。50(2）在零件的外表面开“V”形槽。 (3)用直径为Ф 3.2 的焊条进行电弧焊。不推荐使用气焊,气焊会扩大散热面积。 (4)在已焊好裂纹零件的内表面 ,用电弧焊焊接加强板。加强板的形状可为三角 形、多边形、菱形或槽形,加强板的材料应与被修复零件相同,厚度应等于或小于 被修复零件的厚度,长度一般应大于车架纵梁高度的两倍。在进行焊补加强板时 , 裂纹应在加强板中间,加强板的搭接头焊于纵梁或横梁的翼面和腹面上。 (5)为避免焊好处的应力集中或热变形,焊接时应采用断续焊,中断长度应为焊 缝长度的两倍。 在距加强板端点 20～30mm 处,距纵横梁成型弯角 20～2500mm 范 围内,不允许焊接.纵横梁翼面上,-般不进行焊接,若要焊接,应按纵向施焊。纵、横 梁腹面应避免垂直施焊,30 以上倾斜焊缝效果较好,要避免焊缝和裂纹方向平行,也 不能使焊缝交叉。焊接后应慢慢冷却。室内外温度相差较大时,应将焊接部位预加 热至 100～l50℃后再进行焊接,以防焊缝产生裂纹。焊接时,要严格按规范进行。 焊条直径为 3.2mm,电流应在 80～l20A 范围内选择。焊缝端头易产生裂纹,灭弧时 要注意在端点处不能产生缺陷。 (6)当纵梁完全断裂或裂纹较长,又是最大受力部件(中段)时,可采用槽形加强 板帮补,一般用铆接。4.怎样检修车架铆钉松动、剪断的故障?对车架全部铆钉均用手锤进行敲击检查 ,注意从空响声来判断是否松动,若有 松动、错头、歪斜等,均应按下述方法进行修正. (l)用钻通或气割的方法消除旧铆钉。不要用手工或风动錾子铲除 ,这很不安 全,且可能使铆钉孔变形扩大。风动錾子使用不当,易损坏车架装置件。 (2)铆钉孔变形或错位,可扩孔修理。其孔径应为大一级铆钉孔的尺寸. (3)当铆钉孔磨损大于公称尺寸 2mm 时,应填焊旧铆钉孔,并按公称尺寸重新 钻铆钉孔。 (4)铆钉孔的直径一般比铆钉直径大 lmm。 (5)冷铆用的铆钉以 10 钢、l5 钢为宜,铆钉表面不允许有裂纹、碰伤、条痕、 平顶和金属瘤,末端不允许失圆。 (6)铆接时,压力要适度,若压力太小,则铆得不紧,压力太大则铆钉易变形。 铆接 以后,铆钉头与铆接零件表面应紧密贴合,两铆接零件的结合面应贴合无间隙。51作 业 布 置 教 学 后 记1．汽车行驶系的功用是什么？轮式汽车行驶系由哪几部分组成？ 2．汽车车架的结构形式有哪些？各自的工作特点是什么？简要介绍行驶系统的组成和功能、车架的类型，要求拓展车架的检修方法，为学生将来进入 企业并顺利走上工作岗位奠定基础。教 学 课 题2.2 车桥2.3 车轮和轮胎52课 题 类 型理论课时 安排2 课时上课 时间教 学 目 标知识点 ?转向桥结构及特点 ?转向轮定位参数 ?转向驱动桥结构及特点 ?车轮的结构组成 ?轮胎的种类及型号 能力点 ?正确分析转向轮定位参数的作用 ?具备分析转向桥和转向驱动桥结构特点的能力 ?正确识别轮胎的型号 转向轮定位参数；转向驱动桥结构及 特点；轮胎的种类及型号 教学 难点教 学 重 点 辅 助 资 源 复 习 引 入 教 学 手 段转向驱动桥结构及特点多媒体课件导入：驱动桥是汽车车桥中的一种，介绍其它类型的车桥教学过程师生互动 活动设计一、车桥的功用： 传递车架与车轮之间的各个方向的作用力。 二、车桥的分类： （1）根据悬架不同分为 ：整体式、断开式；?要求学 生了解车 桥功用和 类型53（2）根据车轮作用分类： 转向桥、驱动桥、转向驱动桥、支持桥。 三、转向桥 1）功用 ?利用转向节的摆动使车轮偏转一定的角度以实现汽车 的转向; ?承受车轮与车架之间的垂直载荷,纵向的道路阻力,制动力和侧向力以及这些力 所形成的力矩； 2）组成: 前轴、转向节、主销和轮毂等。?对比驱 动桥和转 向桥来简 要介绍转 向驱动桥?引用实 例加以重 点讲解 ?要求学 生理解掌 握转向驱 动桥的结 构组成?前轴：其断面一般是工字形，为提高抗扭强度，在接近两端各有一个加粗部分 成拳形，其中有通孔，主销即插入此孔内，中部向下弯曲成凹形，其目的是使发 动机位置得以降低，从而降低汽车质心；扩展驾驶员视野；减小传动轴与变速器 输出轴之间的夹角。 ?转向节：是车轮转向的铰链，它是一个叉形件。上下两叉有安装主销的两个同 轴孔，转向节轴颈用来安装车轮。转向节上销孔的两耳通过主销与前轴两端的拳 形部分相连，使前轮可绕主销偏转一定角度而使汽车转向。 ?主销：作用是铰接前轴及转向节，使转向节绕着主销摆动以实现车轮的转向。 主销的中部切有凹槽，安装时用主销固定螺栓与它上面的凹槽配合，将主销固定 在前轴的拳形孔中。主销与转向节上的销孔是动配合，以便实现转向 ?轮毂：车轮轮毂通过两个圆锥滚子轴承支承在转向节外端的轴颈上。轴承的松 紧度可用调整螺母(装于轴承外端)加以调整。54转向节主销前轴转向桥结构：制动鼓轮毂转向节 主销前车轴3）转向驱动桥的工作过程?要求学 生理解转 向驱动桥 的工作过 程?驱动 ：桥的中部装有主减速器 和差速器。内半轴和外半轴通过等角速万向节 连接在一起，外半轴的端部制有花健，它和半轴凸缘相啮合。当前桥驱动时，转55矩由主减速器、差速器传给内半轴、万向节、外半轴和半轴凸缘，最后传递到轮 毂，驱使车轮旋转。 ?转向 ：转向节由转向节轴颈和转向节外壳用螺栓连接成整体。转向节轴颈上 装有两个轮毂轴承，以支承轮毂；转向节轴颈内孔壁内压装有衬套，以支承外半 轴。在转向节外壳的上下两端分别装有上下两段主销的加粗部分，并用止动销止 动，在转向节外壳上端装有转向节臂，在转向节外壳下端装有下盖。 润滑脂由 上、下油嘴注入后，分别进入主销中心油道，再从两个侧孔出来进入主销与衬套 之间，实现润滑。汽车转向时，转向直拉杆拉动转向节臂 带动转向节绕主销摆 动，这时转向轮即可随之偏转，从而实现汽车的转向 5、支持桥?支持桥属于从动桥 ?单桥驱动的三轴汽车，后桥设计成支持桥 ?挂车上的车桥也是支持桥 ?发动机前置前驱动轿车的后桥也属于支持桥 重 点 介 绍： ?要求学 生理解掌 握转向车 轮的定位 内容及其 参数。三、转向车轮定位 ?功用：使汽车转向轻便、行驶平稳、减少机件磨损。 ?转向轮定位（前轮定位） 指转向轮、转向节和前轴三者之间与车架必须保持 一定的相对安装位置 ?前轮定位包括：主销后倾、主销内倾、前轮外倾及前轮前束 （1）主销后倾 1）定义:主销装于前轴，上端向后倾斜倾。?可通过 汽车行驶 实例来重56点讲解转 向轮主销 后倾的作 用2）主销后倾的作用 ?在汽车纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角 r 叫主销后倾角。 ?主销后倾后，形成了绕主销的稳定力矩 M＝FL，其作用方向正好与车轮偏转 方向相反，使车轮有恢复到原来中间位置的趋势。即使在汽车直线行驶偶尔遇到 阻力使车轮偏转时，也有此种作用。由此可见，主销后倾的作用是保持汽车直线 行驶的稳定性，并力图使转弯后的的轮自动回正。 ?后倾角愈大，车速愈高，前轮的稳定性愈强，但后倾角过大会造成转向盘沉重， ―般采用 r&3°。有些轿车和客车的轮胎气压较低，弹性较大，行驶时由于轮胎 与地面的接触面中心向后移动，引起稳定力矩增加，故后倾角可以减小到接近于 零，甚至为负值(即主销前倾)。 3）主销后倾产生方法: ?前轴、钢板弹簧和车架三者装配在一起时，由于钢板前高 后低，使前轴向后 倾斜而形成。 ?在钢板后部加装形垫片而形成后倾。 （2）主销内倾 1）定义：重 点 介 绍： ?要求学 生理解掌 握转向车 轮主销内 倾的定位 内容及其 参数。?主销安装到前轴上后，其上端略向内倾斜，称为主销内倾。 ?在汽车横向垂面内，主销轴线与垂线之间的夹角叫主销内倾角。 2）主销内倾的作用：57?利用与 主销后倾 对比重 点 分 析： ?要求学 生理解主 销内倾的 作用?使车轮转向后能自动回正，且转向操纵轻便。 ?一般内倾角β 在 5°―8°之间。 ?主销内倾角是制造前轴时使主销孔轴线的上端向内倾斜而获得的。在非独立悬 架的转向桥上，主销内倾角是不能单独调整的。 3）主销后倾和主销内倾的作用关系 ?主销后倾和内倾都有使汽车转向后自动回正、保持汽车直线行驶的作用 ?主销后倾的回正作用与车速有关，而主销内倾的回正作用与车速无关。 ?高速时后倾的回正作用大，而低速时主要靠内倾的回正作用。 ?直线行驶时车轮偶尔遇到冲击而偏转时，也主要是依靠主销内倾起回正作用。 （3）车轮外倾 1）定义?可通过 汽车行驶 实例来重 点讲解转 向轮外倾 的作用?车轮旋转平面上方略向外倾斜，称为车轮外倾。 ?车轮旋转平面与汽车纵向前垂面之间的夹角称为车轮外倾角α 。 2）车轮外倾的作用 ?为了提高车轮行驶的安全性和转向操纵轻便性。 ?非独立悬架车轮外倾角是由转向节的结构确定的。转向节安装到前轴后，其轴 颈相对于水平面向下倾斜，从而使车轮安装后外倾，一般不能调整。但使用独立 悬架的转向桥大多可以调整。 ? 车轮外倾角虽然对安全和操纵有利， 但是过大的外倾角将使轮胎横向偏磨增加， 油耗增多。一般车轮外倾角为 1°左右。 （4）前轮前束 ?可通过 1）定义 汽车行驶 实例来重 点讲解转58向轮主销 后倾的作 用?汽车两个前轮的旋转平面不平行，前端略向内收，这种现象叫做前轮前束。 ?两轮前端距离 B，后端距离 A，其差值即为前束值。 2）前轮前束的作用 ? 减小或消除汽车前进中因车轮外倾和纵向阻力致使车轮前端向外滚开所造成的 滑移。 四、车轮和轮胎 1、车轮与轮胎的功用 ?支承整车的质量 ?缓和由路面传来的冲击力 ?产生驱动力和制动力 ?使车轮保持直线行驶的方向 ?承担越障提高通过性的作用 2、车轮 1）辐板式车轮 ?车轮的轮辋与轮辐可以用铆钉连接，也可以制成一体。 ?轮辐的中心有一中心孔，用来将轮辐安装在轮毂上，螺栓内端呈锥形，与轮辐 孔的锥面相适应。 ? 轮辐靠近中心孔部分略向外鼓起， 使得轮辐有些弹性而有助于螺栓的紧固防松。 2）辐条式车轮的构造 ?这种车轮的轮幅是钢丝辐条或者是和轮毂铸造成一体的铸造辐条 ?钢丝辐条价格昂贵、维修安装不便，仅用于赛车和某些高级轿车上 ?铸造辐条式车轮主要应用于重型汽车上 ?轮辋是用螺栓和特殊的衬块固定在辐条上，有配合锥面 （2）轮 辋 ?按照轮辋结构的特点的不同，轮辋可分为深槽式、平底式和对开式（可拆式） 等三种型式。 1）深式轮辋 ?因中部有一条便于拆装轮胎的环形深凹槽而得名，代号为 DC，凹槽两侧与轮胎 配合的台肩称为轮胎座角 ?特点：结构简单，刚度大，质量较轻，适用于轻型车 2）平式轮辋 ?底面呈平环状，一侧有凸缘，另一侧为可拆装挡圈货车轮胎尺寸较大，胎圈较 硬，一般采用此种轮辋，便于轮胎的拆卸有些轮辋做成可拆开的两个部分 3、轮 胎 （1）轮胎作用分类59简 单 介 绍： ?要求学 生了解汽 车车轮的 结构组成简 单 介 绍： ?要求学 生了解汽 车车轮不 同类型轮 辋结构特 点重 点 介 绍： ?要求学1）轮胎的作用 ?轮胎安装在轮辋上，直接与路面接触，其作用是：支承汽车的总质量；与汽车 悬架共同吸收和缓和汽车行驶时所受到的冲击和振动， 以保证汽车具有良好乘坐 舒适性和行驶平顺性； 保证车轮与路面的良好附着而不致打滑， 使汽车行驶平稳。 2）轮胎的类型 ?汽车轮胎按其用途可分为轿车轮胎和载货汽车轮胎两种。轿车轮胎主要用于轿 车的充气轮胎；载货汽车轮胎主要用于载货汽车、客车及挂车上的充气轮胎。 ?汽车轮胎按胎体结构可分为充气轮胎和实心轮胎。现代汽车绝大多数采用充气 轮胎； 而实心轮胎目前仅应用在沥青混凝土路面的干线道路上行驶的低速汽车或 重型挂车上。 ?就充气轮胎而言，按组成结构不同，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种；按 胎内的工作压力大小，可分为高压胎、低压胎和超低压胎三种；按胎体中帘线排 列方向不同， 又可以分为普通斜交胎、 带束斜交胎和子午线胎， 按胎面花纹不同， 还可分为普通花纹胎、混合花纹胎和越野花纹胎。 （2）有内胎轮胎 ?无内胎轮胎的构造外观上与有内胎轮胎近似，不同的是没有内胎及垫带，空气 直接充入外胎内，由轮胎和车辋保证密封轮胎内壁上有一层硫化橡胶密封层，约 2-3 毫米在正对胎面的内壁上，还粘附一层未硫化橡胶的特殊混合物制成的自粘 层在胎圈外侧有一层橡胶密封层， 增加胎圈和轮辋的气密性轮辋底部倾斜且漆层 均匀。 ?气门嘴直接固定在轮辋上 ?优点：只有爆破时才失效，穿孔漏气缓慢，仍可行驶没有内胎，摩擦生热少， 散热快，工作温度低，使用寿命长，适于于高速行驶，结构简单，质量轻，维修 方便。 (4)轮胎的规格生理解掌 握汽车轮 胎结构类 型及其工 作特点?要求学 生理解掌 握汽车轮 胎结构规 格型号?目前大多数国家包括我国在内均采用英制表示 ?充气轮胎的尺寸标注见 左图轮胎尺寸标注方法高压胎用 D×B，高压胎在汽车 上应用较少； ?低压胎亦用 BCd； ?最新轮胎尺寸系列就是以高度比(H／B)作为轮胎分类基础的，称为“扁平率” 。 ?子午线轮胎规格的表示方法是把标志子午胎字样的“R”置于断面宽与轮辋直 径之间。 ?一汽捷达王轿车装用的子午线扁平轮胎的型号为 185／60R14，其含义自左至 右，第一个数字 185 表示轮胎宽度 185mm，符号“／”后面的数字 60，表示 H ／B×l00=60，即扁平率为 60％，字母“R”表示该轮胎为子午线轮胎，最后一60个数字表示轮辋的直径为 14in(356mm)。作 业 布 置 教 学 后 记1．转向轮定位参数有哪些?各起什么作用，为什么有些轿车的主销后倾角为负值？ 2．转向驱动桥在结构上有哪些特点?其转向和驱动两个功用主要由哪些零部件实现? 3．轮胎的作用是什么? 4．什么是子午线轮胎?其特点是什么? 5．四种转向轮定位方式那种与汽车车速有关?有什么样的关系本单元新知识较多，内容繁杂，应让学生对车轮定位、轮胎规格等有较深入理解，并通过实 训让学生对车轮定位、车桥转身节拆装、轮胎换位等项目有更深层次的领会。61教 学 课 题 课 题 类 型振器和弹性元件理论+实践课时 安排4+4 课时上课 时间教 学 目 标知识点 ?减震器的类型及结构 ?气体弹簧的工作原理 ?钢板弹簧、螺旋弹簧的结构及特点 能力点 ?能分析不同类型的弹性元件和减震器的特点教 学 重 点 辅 助 资 源 复 习 引 入 教 学 手 段?减震器的类型及结构 ?钢板弹簧、螺旋弹簧结构特点教学 难点?减震器的类型及结构多媒体课件由复习提问汽车行使系的组成结构导入本讲内容。 ?导入：悬架是保证汽车正常、平稳地行使的必要装置。教学过程师生互动 活动设计一、悬架的概说 1、悬架的功用： ?要求学生理 解掌握悬架的 结构组成?连接车桥和车架； ?传递二者之间的各种作用力和力矩； ?抑制并减小由于路面不平而引起的振动，保持车身和车轮之间正确的运动 关系，保证汽车的行驶平顺性和操纵稳定性(缓冲、减振、导向及稳定)622、悬架的结构组成?悬架一般由弹性元件、导向装置和减振器等组成 1）弹性元件的作用是承受和传递垂直载荷，缓冲并抑制不平路面所引起的 冲击 2）减振器用以加快振动的衰减，使车身和车轮的振动得以控制 3）导向装置是用来传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证车轮有正确的运 动关系 4）横向稳定器 是一种辅助弹性元 件，以防止车身在 不平路面上行驶或转 向时发生过大的 横向倾斜 3、悬架的分类 ?悬架按导向装置的型式(汽车两侧车轮运动的相互关系)可分为两大类：非 独立悬架和独立悬架 1）非独立悬架?车轮安装在一根整体式车桥两端，车桥通过弹性元件与车架相连。当一侧 车轮跳动时，要影响另一侧车轮，也叫相关悬架 ?非独立悬架的特点：结构简单，成本低，车轮上下跳动时定位参数变化小， 在货车和一些大客车上普遍采用，部分轿车后悬架也有采用 2)独立悬架?独立悬架是每一侧车轮单独通过悬架与车桥相连，每个车轮能独立上下运 动而无相互影响。 ?车桥是断开式 ?独立悬架车轮接地性好，行驶平顺性和操纵稳定性都优于非独立悬架，前 轮定位角可以调节，在轿车上得到广泛应用 二、减振器 1、减振器的功用 ?为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性，在大多数汽车63的悬架系统内都装有减振器。 ?减振器和弹性元件是并联安装的2、对减振器的要求 ?减振器的阻尼力愈大，振动消除得愈快，但却使并联的弹性元件的作用不 能充分发挥，同时，过大的阻尼力还可能导致减振器连接零件及车架损坏。 为解决弹性元件与减振器之间的这一矛盾，对减振器提出如下要求： 1)在悬架压缩行程(车桥与车架相互移近的行程)内，减振器阻尼力应较小， 以便充分利用弹性元件的弹性，以缓和冲击； 2)在悬架伸张行程(车桥与车架相对远离的行程)内，减振器的阻尼力应大， 以求迅速减振； 3)当车桥(或车轮)与车架的相对速度过大时，减振器应当能自动加大液流通 道截面积，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷 3、减振器的类型 ?悬架广泛采用液力减振器，原理是利用液体流动的阻力来消耗振动的能量 ?在压缩和伸张两行程内均能起减振作用的减振器称为双向作用式减振器 ?另有一种减振器仅在伸张行程内起作用，称为单向作用式减振器。目前汽 车上广泛采用双向作用筒式减振器。 4、双向作用筒式减振器（1）结构：一般具有四个阀 ，即压缩阀、伸张阀、流通阀和补偿阀。重点介绍： ?要求学生理 解掌握双向作 用筒式减震器 的结构组成及 其工作原理641）流通阀和补偿阀是一般的单向阀，其弹簧很弱，当阀上的油压作用力与 弹簧力同向时，阀处于关闭状态，完全不通液流；而当油压作用力与弹簧力 反向时，只要有很小的油压，阀便能开启。 2）压缩阀和伸张阀是卸载阀，其弹簧较强，预紧力较大，只有当油压增高 到一定程度时，阀才能开启：而当油压减低到一定程度时，阀即自行关闭 （2）工作原理利用图示、多 媒体动画来重 点讲解双向作 用筒式减震器 的结构组成及 其工作原理1）压缩行程 ?车身下降，减振器受压缩，活塞下移，工作缸下腔减小，上腔增大。下腔 油压高于上腔，油液压开流通阀进入上腔 ?活塞杆占去上腔部分容积，导致下腔油液不能全部流入上腔，多余的油液 从压缩阀进入贮油缸筒 ?这些阀的流通面积不大，造成一定阻尼力 2）伸张行程 ?车身上升，活塞上移，使上腔容积减小，下腔容积增大，上腔油压高于下 腔，油液推开伸张阀流入下腔 ?由于活塞杆的存在，使下腔产生一定的真空度，贮油筒内的油液在真空吸 力的作用下打开补偿阀流入下腔。 ?油液流经这些阀时，产生了阻尼力 ?伸张阀弹簧刚度和预紧力比压缩阀的大，伸张行程油液的流通面积也比压 缩行程小，减振器在伸张行程所产生的最大阻尼力远远大于压缩行程的最大 阻尼力 ?压缩行程是弹性元件起主要作用；伸张行程是减振器起主要作用 5、新型减振器（以充气式减振器为例）651）结构： ?结构特点是在缸筒的下部装有一个浮动活塞，在浮动活塞与缸筒一端形成 的密闭气室中，充有高压的氮气。在浮动活塞的上面是减振器油液。 ?工作活塞上装有随其运动速度大小而改变通道截面积的压缩阀和伸张阀。 此二阀均由一组厚度相同，直径不等，由大到小而排列的弹簧钢片组成。简单介绍： ?利用与双向 作用筒式减震 器的结构组成 及其工作原理 之间的对比分 析?要求学生了 解新型减振器 2）工作原理 （以充气式减 振器为例）的 ?当车轮上下跳动时，减振器的工作活塞在油液中作往复运动。使工作活塞 结构特点及其 的上腔和下腔之间产生油压差，压力油便推开压缩阀或伸张阀而来回流动。 工作原理 由于阀对压力油产生较大的阻尼力，使振动衰减。 ?由于活塞杆的进出而引起的缸筒容积的变化，则由浮动活塞的上下运动来 补偿。因此这种减振器不需储液缸筒，所以亦称单筒式减振器。而前述的双 向作用筒式减振器又称双筒式减振器。 3）充气式减振器的特点 ?由于采用浮动活塞而减少了一套阀门系统，使结构大为减化，零件数约减 少 15％。 ?由于减振器内充有高压气体，能有效地减少车轮受到突然冲击时产生的高 频振动，并有助于消除噪声。 ?在防尘罩直径相同的情况下，充气式减振器的工作缸和活塞直径比双筒式 减振器大，所以在每厘米行程中流经阀的流量较双筒式减振器大几倍，故在 同样泄流的不利工作条件下，它比双筒式能更可靠地保证产生足够的阻尼 力。 ?充气式减振器由于内部具有高压气体和油气被浮动活塞隔开，消除了油的 乳化现象。 ?缺点是对油封要求高；充气工艺复杂，不能修理；以及当缸筒受到外界物 体的冲击而产生变形时，减振器就不能工作。 三、弹性元件 ?汽车悬架所用的弹性元件可分为钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹 簧和橡胶弹簧等。 ?一般载货汽车的非独立悬架广泛采用钢板弹簧 ?大多数轿车的独立悬架应用螺旋弹簧和扭杆弹簧；66?而在重型载货汽车上气体弹簧得到广泛的应用 ?橡胶弹簧多用在悬架的副簧和缓冲块。 1、钢板弹簧 ? 钢板弹簧是汽车悬架中应用量广泛的一种弹性元件。 它由若干片长度不等、 曲率半径不同、厚度相等或不等的弹簧钢片叠合在一起组成一根近似等强度 的弹性梁。 （1）钢板弹簧的结构?要求学生理 解掌握钢板弹 簧的结构特点1） 钢板弹簧的中部一般由 u 形螺栓与车桥刚性固定，其两端用钢板弹簧销 铰接在车架的支架上。 2）为加强第一片卷耳，常将第二片末端也弯成卷耳，把第一片卷耳包住。 弹簧受压变形时为防止它们之间产生相对滑动，在第一片与第二片卷耳之间 留有较大的空隙。 3） 在车架加载弹簧变形时， 钢板弹簧各片之间产生相对滑动进而产生摩擦， 此时钢板弹簧本身具有一定的减振作用。如果钢板弹簧各片之间产生干摩擦 时，轮胎所受到的冲击要直接传给车架，并直接使钢板弹簧各片磨损，故安 装钢板弹簧时，应在各片之间涂上适量的石墨润滑剂。 （2）钢板弹簧的断面型式?为了进一步改善钢板弹簧的受力状况，可采用不同形状的断面。 1）矩形断面钢板弹簧（图 a）结构简单，但受拉应力一面的棱角处易产生疲 劳裂纹。 2） （图 b、c）采用上下不对称的横断面，由于断面抗弯的中性轴线上移，不 但可减小拉应力，而且节省了材料。 （3）钢板弹簧端部的结构型式：钢板弹簧端部有三种结构型式。671）端部为矩形的钢板，其制造简单，广泛应用在载货汽车上。 2）端部为梯形的钢板，其质量小、节省钢材，较多的用在载货汽车上。 3）端部为椭圆形的钢板，这种结构改善了应力分布状况，片端弹性好，片 间摩擦小，重量也较轻，但制造工艺复杂，成本较高，一般在轿车上应用较 多 2、螺旋弹簧?要求学生理 解掌握螺旋弹 簧的结构特点?螺旋弹簧广泛地应用于前独立悬架。螺旋弹簧与钢板弹簧相比滑，不忌泥 污，所占纵向空间不大，弹簧质量小等优点。 ?螺旋弹簧本身没有减振作用，因此在螺旋弹簧悬架中必须另装减振器。 ?此外，螺旋弹簧只能承受垂直载荷，故必须装设导向机构以传递垂直力以 外的各种力和力矩。螺旋弹簧常用弹簧钢棒料卷制而成，可做成等螺距或变 螺距的，前者刚度不变，后者刚度是可变的。 3、扭杆弹簧?要求学生理 解掌握扭杆弹 簧的结构特点68?扭杆弹簧是一根具有扭转弹性的直线金属杆件。其断面一般为圆形．少数 为矩形或管形。 它的两端可以做成花键、 方形、 六角形或带干面的圆柱形等， 以便将一端固定在车架上，另一端通过摆臂 固定在车轮上。当车轮跳动时， 摆臂便绕着扭杆轴线而摆动使扭杆产生扭转弹性变形，借以保证车轮与车架 的弹性联系。有的扭杆由一些矩形断面的薄扭片组合而成，更为柔软。 ?扭杆弹簧的特点 1） 扭杆是用铬钒合金弹簧钢制成，表面 通常涂以沥青和防锈油漆或者包 裹一层玻璃纤维布，以防碰撞，刮伤和腐蚀。 2)扭杆具有预扭应力，安装时左右扭杆预加扭转的方向都与扭杆安装在车上 后承受工作载荷时扭转的方向相同，不能互换，为此，在左右扭杆上刻有不 同标记。 3)扭杆本身的扭转刚度虽然是常数，但采用扭杆的悬架刚度却是可变的。 4)扭杆弹簧与钢板弹簧相比较，具有质量小，不需润滑的优点 4、气体弹簧 ?原理：气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体，利用气体的可压缩 性实现其弹簧作用的。这种弹簧的刚度是可变的，因为作用在弹簧上的载荷 增加时，容器内的定量气体气压升高，弹簧的刚度增大。反之，当载荷减小 时，弹簧内的气压下降，刚度减小，故它具有较理想的弹性特性。 ?类型：气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种。 ?结构特点：空气弹簧和油气弹簧都同螺旋弹簧一样，只能承受轴向载荷， 因此气体弹簧悬架中必须设置纵向和横向推力杆等导向机构，同时还必须设 有减振器。气体弹簧可以通过专门的高度控制阀自动调节气室中的原始充气 压力面的高度 （1）空气弹簧 ?空气弹簧是利用压缩空气作弹簧的。 ?根据压缩空气所用容器的不同，又有囊式和膜式两种型式。?利用与其他 形式的弹簧元 件之间的对比 简单介绍：气 体弹簧 ?要求学生了 解气体弹簧的 结构特点1）囊式空气弹簧是由夹有帘线的橡胶气囊和密闭在其中压缩空气所组成。 气囊内层用气密性好的橡胶制成，而外层则用耐油橡胶制成。气囊一般做成 两节，节与节之间围有钢质的腰环，使中间部分不致有径向扩张，并防止两 节之间相互摩擦。气囊的上下盖板将气囊密封。 2）膜式空气弹簧的密闭气囊由橡胶膜片和金属压制件组成。 （2）油气弹簧69?对比各类气 体弹簧分析其 结构特点?原理： 油气弹簧 在密闭的容器中充入压缩气体和油液，利用气体的可压 缩性实现弹簧作用的装置称油气弹簧。油气弹簧以惰性气体(氮气)作为弹性 介质，用油液作为传力介质，一般是由气体弹簧和相当于液力减振器的液压 缸所组成的。 ? 特点： 由于氮气贮存在密闭的球形气室内， 其压力随外载荷的大小而变化， 故油气弹簧具有变刚度的特性，同时又起液力减振器的作用。 ?类型：根据结构的不同，油气弹簧分为单气室、双气室以及两级压力式 。 单气室油气弹簧又分为油气分隔式和油气不分隔式两种。 5、橡胶弹簧?利用与其他 形式的弹簧元 件之间的对比 简单介绍：橡 胶弹簧 ?要求学生了 解橡胶弹簧的 结构特点?橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性来缓和冲击、减小振动的。 ?它可以承受压缩载荷与扭转载荷。 ?橡胶弹簧的优点是：单位质量的储能量较金属弹簧多，隔音性能好，多用 在悬架的副簧和缓冲块。归纳小结： ?概括基本内 容，归纳重点 内容，布置下 一讲的主要教 学内容作 业 布 置1．悬架的功用是什么? 2．悬架由哪几部分构成?各部分的功用是什么? 3．简述液力减振器的工作原理。 4．为什么汽车上广泛采用钢板弹簧作为弹性元件? 5．螺旋弹簧有什么优缺点?教 学 后 记70教学 课题 课题 类型典型悬架理论课时 安排2 课时上课 时间教 学 目 标知识点 ?非独立悬架的结构及特点 ?独立悬架的分类及结构特点 ?平衡悬架与主动悬架 能力点 ?能识别独立悬架和非独立悬架 ?具备分析独立悬架结构特点的能力 ?正确识别平衡悬架与主动悬架 ?钢板弹簧非独立悬架结构特点 ?麦弗逊、烛式独立悬架结构特点 多媒体课件 教学 难点教学 重点 辅助 资源 复习 引入 教学 手段?麦弗逊、烛式独立悬架结构特点教学过程 一、非独立悬架 ?非独立悬架与整体式车桥配用 ?一般载货汽车均采用钢板弹簧作为弹性元件的非独立悬架，因钢板弹簧 既有缓冲、减振的功能，又起传力和导向的作用，使得悬架结构大为简化。 ?而采用螺旋弹簧或气体弹簧则需要有较复杂的导向机构。 1、纵置板簧式非独立悬架 （1）结构分析师生互动 活动设计?在板簧式非独立悬架中，钢板弹簧一般是纵向安置，它与车桥的连接绝 大多数是用两个 u 形螺栓，将钢板弹簧的中部刚性地固定在车桥上部。钢 板弹簧两端通过钢板弹簧销与车架支座活动铰接，以起传力和导向作用。71?由于载货汽车后悬架载质量变化较大，为了保持悬架的频率不变或变化 不大，广泛地在后悬架中采用后副钢板弹簧总成。 ?副钢板弹簧总成一般装在主钢板弹簧总成上方，当后悬架负荷较小时， 仅由主钢板弹簧起作用。在负荷增加到一定程度时，副钢板弹簧总成与车 架上的支架接触，开始起作用。此时，主、副钢板弹簧一起工作，一起承 受载荷而使悬架刚度增大，保证车身振动频率不致因载荷增加而变化过大。 2）钢板弹簧的构造 ? 结合钢板 弹簧的结构 特点来具体 讲解钢板弹 簧非独立悬 架引用实例重 点介绍： ?钢板弹簧由若干长度不等、等宽等厚（厚度也可不等）的弹簧钢片迭成， ? 要求学生 构成整体上近似于等强度的弹性梁? 最长的第一片称为主片，两端有卷耳 理解掌握纵 ?自由状态下钢片曲率半径不同，下片小于上片? 多片钢板由中心螺栓和 置板簧式非 若干钢板夹连在一起 独立悬架的 ?钢片之间须涂上较稠的石墨润滑脂 结构 （3）钢板弹簧与车架连接结构型式 ?钢板弹簧变形时，为保证车架两端与钢板弹簧连接的卷耳间的距离有伸 缩的余地弹簧后端与车架的连接通常采用了以下几种结构型式： 1)吊耳支架式，解放 CAl091 型载货汽车前悬架采用； 2)滑板支承式，东风 EQl090E 型载货汽车前悬架采用； 3)橡胶块支承式，一汽早期生产的 2．5t 越野汽车前悬架采用 （4）钢板弹簧非独立悬架的结构特点?钢板弹簧一般安装在非独立悬架上，沿汽车纵向放置 ?钢板弹簧中部用 U 型螺栓通过上下盖板和下托板与车桥固定连接? 前端 卷耳用销子与支架相连 ?后端卷耳通过销子与车架上的摆动吊耳相连，形成活动铰链支点，保证72弹簧变形时两端卷耳间的距离有改变的可能 ?有的钢板弹簧后端与车架之间采用滑板式连接滑板式连接结构简单，拆 装方便，不须润滑，广泛应用于货车 ?货车后悬架所受载荷因汽车装载量不同在很大范围内变化，要求悬架刚 度可变，一般采用加副弹簧 2、螺旋弹簧非独立悬架 对比分析：钢 板弹簧非独 立悬架与螺 旋弹簧非独 立悬架 简单介绍： ? 要求学生 理解螺旋弹 簧非独立悬 架的结构特 点及其应用?螺旋弹簧本身没有减振作用，并且只能承受垂直载荷，所以螺旋弹簧悬 架中必须另装减振器和导向机构 ?螺旋弹簧非独立悬架一般只用作轿车的后悬架。下图所示为一汽奥迪 100 型汽车后悬架一汽奥迪 100 型汽车后悬架的构造 ?减振器下端是吊耳和后桥相连。减振器的外面装有防尘罩， 螺旋弹簧就 固定在弹簧上、下座。 减振器的活塞杆由弹簧上座}