汽车构造相关专业知识

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结构特点：变速器由壳体、变速传动部分和操纵部分组成，其中变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即可实现换档，以达到变速变矩。

三轴五档变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴（输入轴）、中间轴、第二轴（输出轴）、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。通常后轮驱动 的汽车会采用三轴式变速器，即输入轴，输出轴和中间轴。输入轴前端借离合器与发动机相联，输出轴后端通过凸缘与万向传动装置相联。

图1 三轴五档式变速箱三维建模与结构简图

两轴式变速器的前进档主要由输入和输出两根轴组成。与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，在一般档位只经过一对齿轮就可以将输入轴的动力传至输出 轴，所以传动效率要高一些；同样因为任何一档都要经过一对齿轮传动，所以任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。

换挡机构含同步器，操纵机构有互锁、自锁、倒档锁。

工作原理：机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮组合则产生了不同 的齿比，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，汽车行驶时通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。汽车变速器是通过改 变传动比，改变发动机曲轴的转拒，适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。输入轴的动力通过 齿轮间的传递，由输出轴传递给车轮，这就是一台手动变速箱的基本工作原理。

简图：

图2 两轴式变速器三维建模与示意图

2．同步器

同步器的类型有常压式，惯性式和自行增力式等种类。它主要由接合套、同步锁环等组成，它的特点是依靠摩擦作用实现同步。

接合套、同步锁环和待接合齿轮的齿圈上均有倒角（锁止角），同步锁环的内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触产生摩擦。锁止角与锥面在设计时已作了适当选择， 锥面摩擦使得待啮合的齿套与齿圈迅速同步，同时又会产生一种锁止作用，防止齿轮在同步前进行啮合。当同步锁环内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触后，在摩擦 力矩的作用下齿轮转速迅速降低（或升高）到与同步锁环转速相等，两者同步旋转，齿轮相对于同步锁环的转速为零，因而惯性力矩也同时消失，这时在作用力的推 动下，接合套不受阻碍地与同步锁环齿圈接合，并进一步与待接合齿轮的齿圈接合而完成换档过程。

图3 同步器结构与装配图

3．分动器

结构特点：分动器由齿轮传动机构和操纵机构两部分组成。齿轮传动机构是由若干齿轮、轴和壳体等零件组成，有的还装有同步器。分动器是4WD驱动系统必备的动力传递总成,它的功用在于实现动力向前/后轴的传递。在常时4WD系统中，分动器内还要需设置轴间差速器，以解决转向干涉问题。短时4WD可以不要轴间差速器，但无法避免转向干涉的问题，车辆不能在良好路面上以4WD方式行驶。

功能作用： 1）将变速器输出的动力分配到各驱动桥：越野汽车因多轴驱动而装有分动器，因而需要将动力分配到各驱动桥；2）兼起副变速器的作用：目前大多数越野汽车装用两档分动器，兼起副变速器的作用；3）降速增扭：两档分动器的低速档可起降速增扭作用。

工作原理：分 动器是一齿轮传动系，其输入轴直接或通过万向传动装置与变速器的第二轴相联，输出轴则有若干，分别经万向传动装置与各驱动桥连接；装有分动器的汽车，当全 部车轮驱动行驶于不平路面或弯道上，或前后驱动轮由于轮胎磨损而半径不等的情况行驶时，将引起发动机功率消耗、轮胎或传动系零件磨损。为克服这一缺点，将 转矩大体根据轴荷比例分配给各驱动桥，有些分动器还装有带差速锁的非对称行星齿轮轴间差速器。越 野车需要经常在坏路和无路情况下行驶，尤其是军用汽车的行驶条件更为恶劣，这就要求增加汽车驱动轮的数目，因此，越野车都采用多轴驱动。越野汽车在良好道 路行驶时，为减小功率消耗及传动系机件和轮胎磨损，一搬要切断通前桥动力。在越野行驶时，若需低速档动力，则为了防止后桥和中桥超载，应使低速档动力由所 有驱动桥分担。当分动器挂入低速档时，其输出转距较大。为避免中后桥超载前桥必须参加驱动，分担一部分载荷。为此，对分动器操纵机构有如下要求：非先接上前桥不得挂上低速档，非先退出低速档，不得摘下前桥。

简图：

图4 齿轮传动式分动器与链条传动分动器结构图

北京切诺基的行星齿轮链式传动分动器，其结构如下图所示，有四驱低速、后驱高速、后驱低速三个档位，操纵机构中有互锁装置以保证传动要求，且行星齿轮不同的输入输出形式对应着不同的档位。并且对应的换挡装置中还有同步器。

图5 行星齿轮链式传动分动器

太阳轮、行星轮、齿圈无一固定，则无传动意义，任意元件固定，两元件做同向或反向运动，任两元件固定在一起，则三个元件整合为一整体，这一原理被

应用到变速箱的设计中。

图6 行星齿轮换挡原理

4．驱动桥

结构特点：一般汽车的驱动桥总体构成如图5所 示。他由驱动桥壳、主减速器、差速器、半轴和轮毂组成。从变速器或分动器经万向传动装置输入驱动桥的转矩首先传到主减速器，经差速器分配给左右两半轴，最 后经过半轴外段的凸缘盘传至驱动车轮轮彀。驱动桥壳由主减速器壳合半轴套管组成。轮彀借助轴承支承在半轴套管上。驱动桥的类型有断开式驱动桥和非断开式驱 动桥。

功能作用：①万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降速、增大转矩；②通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；③通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内外侧车轮以不同转速转向。

工作原理：

1）主减速器：主减速器一般用来改变传动方向，降低转速，增大扭矩，保证汽车有足够的驱动力和适当的速度。主减速器类型较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。

2）差速器：差速器用以连接左右半轴，可使两侧车轮以不同角速度旋转同时传递扭矩。保证车轮的正常滚动。有的多桥驱动的汽车，在分动器内或在贯通式传动的轴间也装有差速器，称为桥间差速器。其作用是在汽车转弯或在不平坦的路面上行驶时，使前后驱动车轮之间产生差速作用。

3）桥壳：驱动桥壳一般由主减速器壳和半轴套管组成，其内部用来安装主减速器、差速器和半轴等；其外部通过悬架与车架相连，两端安装制动底板并连接车轮，承受悬架和车轮传来的各种作用力和力矩。

图7 驱动桥构造及普通差速器的主减速器与差速器总成

4）刹车片：刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成，摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成，刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。主要分为鼓式和盘式刹车片，在本次拆装中，后轮使用的是领从蹄式鼓式制动器。