11汽車傳動系(1概述)教程

第十一章汽車傳動系第一節(jié)概述一、傳動系的根本功用與組成汽車傳動系的根本功用是將發(fā)動機的動力傳給驅(qū)動車輪。傳動系組成:離合器、變速器、分動器〔如4╳4越野車〕、傳動軸、主減速器、差速器等。

傳動系的組成〔FR〕發(fā)動機變速器離合器傳動軸主減速器差速器汽車傳動系〔FR〕原理示意圖

發(fā)動機、前軸后軸、主減速器差速器離合器變速器傳動軸萬向節(jié)汽車傳動系實物圖汽車傳動系依據(jù)構造和傳動介質(zhì)分，其型式有機械式、液力式〔包括液力機械式、靜液式〔容積液壓式〕〕、電力式等。它們的根本功能就是將發(fā)動機發(fā)出的動力傳給驅(qū)動車輪。它的首要任務就是與汽車發(fā)動機協(xié)同工作，以保證汽車能在不同使用條件下正常行駛，并具有良好的動力性和燃油經(jīng)濟性，為此，汽車傳動系都具備以下的功能：1、減速和變速我們知道，只有當作用在驅(qū)動輪上的牽引力足以抑制外界對汽車的阻力時，汽車才能起步和正常行駛。由試驗得知，即使汽車在平直得瀝青路面上以低速勻速行駛，也需要抑制數(shù)值約相當于1.5％汽車總重力得滾動阻力。以東風EQ1090E型汽車為例，該車滿載總質(zhì)量為9290kg〔總重力為91135N〕，其最小滾動阻力約為1367N。假設要求滿載汽車能在坡度為30％的道路上勻速上坡行駛，則所要抑制的上坡阻力即達2734N。東風EQ1090E型汽車的6100Q-1發(fā)動機所能產(chǎn)生的最大扭距為353Nm〔1200-1400rpm〕。假設將這以扭距直接如數(shù)傳給驅(qū)動輪，則驅(qū)動輪可能得到的牽引力僅為784N。明顯，在此狀況下，汽車不僅不能爬坡，即使在平直的良好路面上也不行能勻速行駛。另一方面，6100Q－1發(fā)動機在發(fā)出最大功率99.3kW時的曲軸轉速為3000rpm。假設將發(fā)動機與驅(qū)動輪直接連接，則對應這一曲軸轉速的汽車速度將達510km/h。這樣高的車速既不有用，也不行能實現(xiàn)〔由于相應的牽引力太小，汽車根本無法啟動〕。為解決這些沖突，必需使傳動系具有減速增距作用〔簡稱減速作用〕，亦即使驅(qū)動輪的轉速降低為發(fā)動機轉速的假設干分之一，相應地驅(qū)動輪所得到的扭距則增大到發(fā)動機扭距的假設干倍。由主減速器、變速器〔非超速檔〕實現(xiàn)的。汽車的使用條件，諸如汽車的實際裝載量、道路坡度、路面狀況，以及道路寬度和曲率、交通狀況所允許的車速等等，都在很大范圍內(nèi)不斷變化。這就要求汽車牽引力和速度也有相當大的變化范圍。對活塞式內(nèi)燃機來說，在其整個轉速范圍內(nèi)，扭距的變化范圍不大，而功率的及燃油消耗率的變化卻很大，因而保證發(fā)動機功率較大而燃油消耗率較低的曲軸轉速范圍，即有利轉速范圍很窄。為了使發(fā)動機能保持在有利轉速范圍內(nèi)工作，而汽車牽引力和速度有能在足夠大的范圍內(nèi)變化，應當使傳動系傳動比〔所謂傳動比就是驅(qū)動輪扭距與發(fā)動機扭距之比以及發(fā)動機轉速與驅(qū)動輪轉速之比〕能在最大值與最小值之間變化，即傳動系應起變速作用。由變速器的不同前進檔位實現(xiàn)的。2、實現(xiàn)汽車倒駛

汽車在某些狀況下，需要倒向行駛。然而，內(nèi)燃機是不能反向旋轉的，故與內(nèi)燃機共同工作的傳動系必需保證在發(fā)動機選擇方向不變的狀況下，能夠使驅(qū)動輪反向旋轉。一般構造措施是在變速器內(nèi)加設倒檔〔具有中間齒輪的減速齒輪副。3、必要時中斷傳動

內(nèi)燃機只能在無負荷狀況下起動，而且啟動后的轉速必需保持在最低穩(wěn)定轉速上，否則即可能熄火，所以在汽車起步之前，必需將發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的傳動路線切斷，以便起動發(fā)動機。發(fā)動機進入正常怠速運轉后，再漸漸地恢復傳動系的傳動力氣，即從零開頭漸漸對發(fā)動機曲軸加載，同時加大節(jié)氣門開度，以保證發(fā)動機不致熄滅，且汽車能平穩(wěn)起步。剛學駕駛車的朋友應當有比較深的生疏吧，起動時忘踩離合或者離合放得太快就會“死火”。此外，在變換傳動系傳動比檔位〔換檔〕以及對汽車進展制動之前，都有必要臨時中斷動力傳遞。為此，在發(fā)動機與變速器之間，可裝設一個依靠摩擦來傳動，且其主動和從動局部可在駕駛員操縱下徹底分別，隨后再嚴峻接合的機構——離合器。同時，在汽車長時間停駐時，以及在發(fā)動機不停頓運轉狀況下，使汽車臨時停駐，傳動系應能較長時間中斷傳動狀態(tài)。為此，變速器應設有空擋，即全部各檔齒輪都能自動保持在脫離傳動位置的檔位。中斷傳動可由離合器、變速器空擋實現(xiàn)。4、差速作用

當汽車轉彎行駛時，左右車輪在同一時間內(nèi)滾過的距離不同，假設兩側驅(qū)動輪僅用以根剛性軸驅(qū)動，則二者角速度必定一樣，因而在汽車轉彎時必定產(chǎn)生車輪相對于地面滑動的現(xiàn)象。這將使轉向困難，汽車的動力消耗增加，傳動系內(nèi)某些零件和輪胎加速磨損。所以，我們需要在驅(qū)動橋內(nèi)裝置具有差速作用的部件——差速器，使左右兩驅(qū)動輪可以以不同的角速度旋轉。二、機械式傳動系的布置方案1.對于前置后驅(qū)〔FR〕的42汽車來說，發(fā)動機發(fā)出的轉矩依次經(jīng)過離合器、變速箱、萬向節(jié)、傳動軸、主減速器、差速器、半軸傳給后車輪，所以后輪又稱為驅(qū)動輪。驅(qū)動輪得到轉矩便給地面一個向后的作用力，并因此而使地面對驅(qū)動輪產(chǎn)生一個向前的反作用力，這個反作用力就是汽車的驅(qū)動力。汽車的前輪與傳動系一般沒有動力上的直接聯(lián)系，因此稱為從動輪。這是一種傳統(tǒng)的布置型式。國內(nèi)外的大多數(shù)貨車、局部轎車和局部客車都承受這種型式?！瞤224,fig11-2〕2.發(fā)動機前置前輪驅(qū)動〔FF〕的布置方案〔p225,圖11—3〕這種型式操縱機構簡潔、發(fā)動機散熱條件好。但上坡時汽車質(zhì)量后移，使前驅(qū)動輪的附著質(zhì)量減小，驅(qū)動輪易打滑；下坡制動時則由于汽車質(zhì)量前移，前輪負荷過重，高速時易發(fā)生翻車現(xiàn)象?，F(xiàn)在大多數(shù)轎車實行這種布置型式。3.發(fā)動機后置后輪驅(qū)動〔RR〕的布置在大型客車上多承受這種布置型式，少量微型、輕型轎車也承受這種型式。發(fā)動機后置，使前軸不易過載，并能更充分地利用車箱面積，還可有效地降低車身地板的高度或充分利用汽車中部地板下的空間安置行李，也有利于減輕發(fā)動機的高溫存噪聲對駕駛員的影響。缺點是發(fā)動機散熱條件差，行駛中的某些故障不易被駕駛員覺察。遠距離操縱也使操縱機構變得簡潔、修理調(diào)整不便。但由于優(yōu)點較為突出，在大型客車上應用越來越多。4.四輪驅(qū)動〔4WD〕的布置越野汽車一般為全輪驅(qū)動，發(fā)動機前置，在變速箱后裝有分動器將動力傳遞到全部車輪上。目前，輕型越野汽車普遍承受4×4驅(qū)動型式，中型越野汽車承受4×4或6×6驅(qū)動型式；重型越野汽車一般采用6×6或8×8驅(qū)動型式。5、中置后驅(qū)(MR)

發(fā)動機放置在前、后軸之間，同時承受后輪驅(qū)動，類似F1賽車的布置形式。還有一種“前中置發(fā)動機”，即發(fā)動機置于前軸之后、乘員之前，類似于FR，但能到達與MR一樣的抱負軸荷安排，從而提高操控性。MR的優(yōu)點是：軸荷安排均勻，具有很中性的操控特性。缺點是：發(fā)動機占去了座艙的空間，降低了空間利用率和有用性，因此MR大都是追求操控表現(xiàn)的跑車。三、液力式傳動系1、液力傳動也叫動液傳動，它靠液體介質(zhì)在主動元件和從動元件之間循環(huán)流淌過程中動能的變化來傳遞動力。動液傳動裝置有液力偶合器和液力變矩器兩種。液力偶合器能傳遞轉矩，但不能轉變轉矩大小。液力變矩器除了具有液力偶合器的全部功能以外，還能實現(xiàn)無級變速。一般液力變矩器還不能滿足各種汽車行駛工況的要求，往往需要串聯(lián)一個有級式機械變速器，以擴大變矩范圍，這樣的傳動稱為液力機械傳動。(p226,fig11-4)2、容積式液壓傳動系也叫靜液式傳動系〔圖11—5〕，它靠液體傳動介質(zhì)靜壓力能的變化來傳遞能量，主要由油泵、液壓馬達和把握裝置等組成。發(fā)動機輸出的機械能