關(guān)于汽車傳動(dòng)裝置的研究

1、動(dòng)力是怎樣傳遞的？發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力，是要經(jīng)過一系列的動(dòng)力傳遞裝置才到達(dá)驅(qū)動(dòng)輪的。發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，稱為汽車的傳動(dòng)系，主要由離合器、變速器、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器以及半軸等部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力，先經(jīng)過離合器，由變速器變扭和變速后，經(jīng)傳動(dòng)軸把動(dòng)力傳遞到主減速器上，最后通過差速器和半軸把動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上。汽車傳動(dòng)系的布置形式與發(fā)動(dòng)機(jī)的位置及驅(qū)動(dòng)形式有關(guān)，一般可分為前置前驅(qū)、前置后驅(qū)、后置后驅(qū)、中置后驅(qū)四種形式。 什么是前置前驅(qū)？前置前驅(qū)（FF）是指發(fā)動(dòng)機(jī)放置在車的前部，并采用前輪作為驅(qū)動(dòng)輪。現(xiàn)在大部分轎車都采取這種布置方式。由于發(fā)動(dòng)機(jī)布置在車的前部，所以整車的重心集中在車身

2、前段，會(huì)有點(diǎn)“頭重尾輕”。但由于車體會(huì)被前輪拉著走的，所以前置前驅(qū)汽車的直線行駛穩(wěn)定性非常好。另外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)過差速器后用半軸直接驅(qū)動(dòng)前輪，不需要經(jīng)過傳動(dòng)軸，動(dòng)力損耗較小，適合小型車。不過由于前輪同時(shí)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向，所以轉(zhuǎn)向半徑相對較大，容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足的現(xiàn)象。 什么是前置后驅(qū)？前置后驅(qū)（FR）是指發(fā)動(dòng)機(jī)放置在車前部，并采用后輪作為驅(qū)動(dòng)輪。FR整車的前后重量比較均衡，擁有較好的操控性能和行駛穩(wěn)定性。不過傳動(dòng)部件多、傳動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量大，貫穿乘坐艙的傳動(dòng)軸占據(jù)了艙內(nèi)的地臺空間。FR汽車擁有較好的操控性、穩(wěn)定性、制動(dòng)性，現(xiàn)在的高性能汽車依然喜歡采用這種布置行形式。 什么是后置后驅(qū)？后置后驅(qū)（RR）

3、是指將發(fā)動(dòng)機(jī)放置在后軸的后部，并采用后輪作為驅(qū)動(dòng)輪。由于全車的重量大部分集中在后方，且又是后輪驅(qū)動(dòng)，所以起步、加速性能都非常好，因此超級跑車一般都采用RR方式。RR車的轉(zhuǎn)彎性能比FF和FR更加敏銳，不過當(dāng)后輪的抓地力達(dá)到極限時(shí)，會(huì)有打滑甩尾現(xiàn)象，不容易操控。 什么是中置后驅(qū)？中置后驅(qū)（MR）是指將發(fā)動(dòng)機(jī)放置駕乘室與后軸之間，并采用后輪作為驅(qū)動(dòng)輪。MR這種設(shè)計(jì)已是高級跑車的主流驅(qū)動(dòng)方式。由于將車中運(yùn)動(dòng)慣量最大的發(fā)動(dòng)機(jī)置于車體中央，整車重量分布接近理想平衡，使得MR車獲得最佳運(yùn)動(dòng)性能的保障。MR車由于發(fā)動(dòng)機(jī)中置，車廂比較窄，一般只有兩個(gè)座位，而且發(fā)動(dòng)機(jī)離駕駛?cè)藛T近，噪聲也比較大。當(dāng)然，追求汽車駕駛

4、性能的人也不會(huì)在乎這些的。 離合器的作用離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的飛輪殼內(nèi)，被固定在飛輪的后平面上，另一端連接變速器的輸入軸。離合器相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力開關(guān)，可以傳遞或切斷發(fā)動(dòng)機(jī)向變速器輸入的動(dòng)力。主要是為了使汽車平穩(wěn)起步，適時(shí)中斷到傳動(dòng)系的動(dòng)力以配合換擋，還可以防止傳動(dòng)系過載。離合器主要由主動(dòng)部分（飛輪、離合器蓋等）、從動(dòng)部分（摩擦片）、壓緊機(jī)構(gòu)（膜片彈簧）和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。汽車離合器有摩擦式離合器、液力耦合器、電磁離合器等幾種。目前與手動(dòng)變速器相配合的離合器絕大部分為干式摩擦式離合器，下面就對摩擦式離合器工作原理做個(gè)說明。離合器蓋通過螺絲固定在飛輪的后端面上，離合器內(nèi)的摩擦片在彈簧的作用

5、力下被壓盤壓緊在飛輪面上，而摩擦片是與變速箱的輸入軸相連。通過飛輪及壓盤與從動(dòng)盤接觸面的摩擦作用，將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的扭矩傳遞給變速箱。在沒踩下離合器踏板前，摩擦片是緊壓在飛輪端面上的，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力可以傳遞到變速箱。當(dāng)踩下離合器踏板后，通過操作機(jī)構(gòu)，將力傳遞到分離叉和分離軸承，分離軸承前移將膜片彈簧往飛輪端壓緊，膜片彈簧以支撐圈為支點(diǎn)向相反的方向移動(dòng)，壓盤離開摩擦片，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳輸中斷；當(dāng)松開離合器踏板后，膜片彈簧重新回位，離合器重新結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力繼續(xù)傳遞。（膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)原理） 萬向節(jié)的作用萬向節(jié)是指利用球型等裝置來實(shí)現(xiàn)不同方向的軸動(dòng)力輸出，位于傳動(dòng)軸的末端，起到連接傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)橋、半軸

6、等機(jī)件。萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)和作用有點(diǎn)像人體四肢上的關(guān)節(jié)，它允許被連接的零件之間的夾角在一定范圍內(nèi)變化。如前置后驅(qū)的汽車，必須將變速器的動(dòng)力通過傳動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行連接，那為什么要用萬向節(jié)呢？主要是為了滿足動(dòng)力傳遞、適應(yīng)轉(zhuǎn)向和汽車運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的上下跳動(dòng)所造成的角度變化。按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（常用的為十字軸式）、準(zhǔn)等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（如球籠式萬向節(jié)）三種。目前轎車上常用的等速萬向節(jié)為球籠式萬向節(jié)。傳動(dòng)軸是由軸管、伸縮套和萬向節(jié)組成。傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸(DriveShaft)連接或裝配各項(xiàng)配件，而又可移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形

7、物體配件，一般均使用輕而抗扭性佳的合金鋼管制成。對前置引擎后輪驅(qū)動(dòng)的車來說是把變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)傳到主減速器的軸，它可以是好幾節(jié)由萬向節(jié)連接。它是一個(gè)高轉(zhuǎn)速、少支承的旋轉(zhuǎn)體，因此它的動(dòng)平衡是至關(guān)重要的。一般傳動(dòng)軸在出廠前都要進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，并在平衡機(jī)上進(jìn)行了調(diào)整。 傳動(dòng)軸是汽車傳動(dòng)系中傳遞動(dòng)力的重要部件，它的作用是與變速箱、驅(qū)動(dòng)橋一起將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給車輪，使汽車產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。 按彈性分傳動(dòng)軸按其重要部件-萬向節(jié)的不同，可有不同的分類。如果按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)的方向是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)傳動(dòng)軸和撓性萬向節(jié)傳動(dòng)軸。1. 剛性萬向節(jié)：靠零件的鉸鏈?zhǔn)铰?lián)接傳遞動(dòng)力的。2.撓行萬向節(jié)：靠彈性零件

8、傳遞動(dòng)力，并具有緩沖減振作用。按角速率分剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（如十字軸式萬向節(jié)）、準(zhǔn)等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式萬向節(jié)、三銷軸式萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（如球籠式萬向節(jié)、球叉式萬向節(jié)）。等速與不等速，是指從動(dòng)軸在隨著主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩者的轉(zhuǎn)動(dòng)角速率是否相等而言的，當(dāng)然，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的。1. 等速萬向節(jié)：主、從動(dòng)軸的角速度在兩軸之間的夾角變動(dòng)時(shí)仍然相等的萬向節(jié)，稱為等速萬向節(jié)或等角速萬向節(jié)。它們主要用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋、斷開式驅(qū)動(dòng)橋等的車輪傳動(dòng)裝置中，主要用于轎車中的動(dòng)力傳遞。2. 不等速萬向節(jié)：主、從動(dòng)軸的角速度在兩軸之間的夾角變動(dòng)時(shí)不相等的萬向節(jié)，稱為不等速萬向節(jié)

9、，也叫做十字軸式萬向節(jié)。十字軸式剛性萬向節(jié)傳動(dòng)軸在汽車傳動(dòng)系中用得最廣泛，歷史也最悠久。當(dāng)轎車為后輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，常采用十字軸式萬向節(jié)傳動(dòng)軸，對部分高檔轎車，也有采用等速球頭的；當(dāng)轎車為前輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，則常采用等速萬向節(jié)等速萬向節(jié)也是一種傳動(dòng)軸，只是稱謂不同而已。平時(shí)所說的傳動(dòng)軸一般指的就是十字軸式剛性萬向節(jié)傳動(dòng)軸。十字軸式剛性萬向節(jié)主要用于傳遞角度的變化，一般由突緣叉、十字軸帶滾針軸承總成、萬向節(jié)叉或滑動(dòng)叉、中間連接叉或花鍵軸叉、滾針軸承的軸向固定件等組成。突緣叉是一個(gè)帶法蘭的叉形零件，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件，也有采用球墨鑄鐵的砂型鑄造件和中碳鋼或中碳優(yōu)質(zhì)合金鋼的精密鑄造件。突緣叉一般帶一

10、個(gè)平法蘭，也有帶一個(gè)端面梯形齒法蘭的。十字軸帶滾針軸承總成一般包括四個(gè)滾針軸承、一個(gè)十字軸、一個(gè)滑脂嘴。滾針軸承一般由若干個(gè)滾針、一個(gè)軸承碗、一個(gè)多刃口橡膠油封（部分帶骨架）組成。在某些滾針軸承中，還有一個(gè)帶油槽的圓形墊片，有尼龍的，也有采用銅片或其他材料的，主要用于減小萬向節(jié)軸向間隙，提高傳動(dòng)軸動(dòng)平衡品質(zhì)。萬向節(jié)叉是一個(gè)叉形零件，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件，也有采用中碳鋼的精密鑄造件。滾針軸承的軸向固定件一般是孔（或軸）用彈性擋圈（內(nèi)外卡式），或軸承壓板、鎖片、螺栓等。按傳遞扭矩可分為微型車傳動(dòng)軸，輕型車傳動(dòng)軸，中型車傳動(dòng)軸，重型車傳動(dòng)軸，工程車傳動(dòng)軸 傳動(dòng)軸按其重要部件-萬向節(jié)的不

11、同，可有不同的分類。如果按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)的方向是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)傳動(dòng)軸和撓性萬向節(jié)傳動(dòng)軸。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（如十字軸式萬向節(jié)）、準(zhǔn)等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式萬向節(jié)、三銷軸式萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（如球籠式萬向節(jié)、球叉式萬向節(jié)）。等速與不等速，是指從動(dòng)軸在隨著主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩者的轉(zhuǎn)動(dòng)角速率是否相等而言的，當(dāng)然，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的。萬向節(jié)傳動(dòng)必須具備以下特點(diǎn)：a 、保證所連接兩軸的相對位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，能可靠地傳遞動(dòng)力；b 、保證所連接兩軸能均勻運(yùn)轉(zhuǎn)。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動(dòng)和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)；c 、傳動(dòng)效率要高，使

12、用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易。對汽車而言，由于一個(gè)十字軸萬向節(jié)的輸 出軸相對于輸入軸（有一定的夾角）是不等速旋轉(zhuǎn)的，為此必須采用雙萬向節(jié)（或多萬向節(jié)）傳動(dòng)，并把同傳動(dòng)軸相連的兩個(gè)萬向節(jié)叉布置在同一平面，且使兩萬向節(jié)的夾角相等。這一點(diǎn)是十分重要的。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減小萬向節(jié)的夾角。 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)軸伸縮套是將花鍵套與凸緣叉焊接在一起，將花鍵軸焊在傳動(dòng)軸管上。新型的的傳動(dòng)軸一改傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將花鍵套與傳動(dòng)軸管焊接成一體，傳動(dòng)軸將花鍵軸與凸緣叉制成一體。并將矩形齒花鍵改成大壓力角漸開線短齒花鍵，這樣既增加了強(qiáng)度又便于擠壓成形，適應(yīng)大轉(zhuǎn)矩工況的需要。在伸縮套管和花鍵軸的牙齒表面，整體涂浸

13、了一層尼龍材料，不僅增加了耐磨性和自潤滑性，而且減少了沖擊負(fù)荷對傳動(dòng)軸的損害，提高了緩沖能力。此種傳動(dòng)軸在凸緣花鍵軸外增加了一個(gè)管形密封保護(hù)套，在該保護(hù)套端部設(shè)置了兩道聚氨酯橡膠油封，使伸縮套內(nèi)形成廠一個(gè)完全密封的空間，使伸縮花鍵軸不受外界沙塵的侵蝕，不僅防塵而且防銹。因此在裝配時(shí)在花鍵軸與套內(nèi)一次性涂抹潤滑脂，就完全可以滿足使用要求，不需要裝油嘴潤滑，減少了保養(yǎng)內(nèi)容 軸套是為了減少軸運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦與磨損而設(shè)計(jì)出來的，基本用途與軸承無異，而且相對成本較便宜，但摩擦阻力較大，所以只會(huì)使用于部份部件上。軸套大多都以銅制成，但亦有塑膠制的軸套。軸套多被放置于軸與承托結(jié)構(gòu)中，而且非常緊貼承托結(jié)構(gòu)，只有軸

14、能在軸套上轉(zhuǎn)動(dòng)。在裝配軸與軸套時(shí)，兩者間會(huì)加入潤滑劑以減少其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)軸伸縮套是將花鍵套與凸緣叉焊接在一起，將花鍵軸焊在傳動(dòng)軸管上。新型的的傳動(dòng)軸一改傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將花鍵套與傳動(dòng)軸管焊接成一體，傳動(dòng)軸將花鍵軸與凸緣叉制成一體。并將矩形齒花鍵改成大壓力角漸開線短齒花鍵，這樣既增加了強(qiáng)度又便于擠壓成形，適應(yīng)大轉(zhuǎn)矩工況的需要。在伸縮套管和花鍵軸的牙齒表面，整體涂浸了一層尼龍材料，不僅增加了耐磨性和自潤滑性，而且減少了沖擊負(fù)荷對傳動(dòng)軸的損害，提高了緩沖能力 在發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)（或全輪驅(qū)動(dòng)）的汽車上，由于汽車在運(yùn)動(dòng)過程中懸架變形，驅(qū)動(dòng)軸主減速器輸入軸與變速器（或分動(dòng)箱）輸出軸間經(jīng)

15、常有相對運(yùn)動(dòng)，此外，為有效避開某些機(jī)構(gòu)或裝置（無法實(shí)現(xiàn)直線傳遞），必須有一種裝置來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的正常傳遞，于是就出現(xiàn)了萬向節(jié)傳動(dòng)。 一般萬向節(jié)由十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成。萬向節(jié)是汽車傳動(dòng)軸上的關(guān)鍵部件。在前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的車輛上，萬向節(jié)傳動(dòng)軸安裝在變速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋主減速器輸入軸之間；而前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的車輛省略了傳動(dòng)軸，萬向節(jié)安裝在既負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)又負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向的前橋半軸與車輪之間。車輛在運(yùn)行中路面不平產(chǎn)生跳動(dòng)，負(fù)荷變化或者兩個(gè)總成安裝位置差異，都會(huì)使得變速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋主減速器輸入軸之間的夾角和距離發(fā)生變化，因此要用一個(gè)“以變應(yīng)變”的裝置來解決這一個(gè)問題，因此就有了萬向節(jié)。 萬向節(jié)是汽車傳動(dòng)軸上的關(guān)鍵部件。汽車是一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體。在后驅(qū)動(dòng)汽車上，發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器與變速器作為一個(gè)整體安裝在車架上，而驅(qū)動(dòng)橋通過彈性懸掛與車架連接，兩者之間有一個(gè)距離，需要進(jìn)行連接。汽車運(yùn)行中路面不平產(chǎn)生跳動(dòng)。 傳動(dòng)軸是由軸管、伸縮套和萬向節(jié)組成。伸縮套能自動(dòng)調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間距離的變化。萬向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸兩軸線夾角的變化，并實(shí)現(xiàn)