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第十一章汽车传动系统汽车传动系统的基本功用是将发动机所发出的动力传递到驱动车轮，按能量传递方式的不同分为机械式、液力式、电力式传动系统，均具有减速增矩、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能。机械传动系一、货车传动系统货车采用发动机前置、后轮驱动的传统布置方式，简称FR式，其技术特点是前排车轮负责转向，后排车轮承担整个车辆的驱动工作，它能有效利用载荷重量产生驱动力。它将发动机纵向放置在汽车前部，通过一线展开的离合器、变速器、万向传动装置（万向节和传动轴）将动力传给后部的驱动桥，经驱动桥内的主减速器、差速器和半轴带动后轮，推着汽车前进。减速增矩实际牵引力6.33×784=4963N6100Q-1型发动机所能产生的最大扭矩为353N·m（1200～1400r/min），驱动轮半径为0.45m，得牵引力滚动阻力Ff=91135×1.5％=1367N直接牵引力Ft=Mt/r=784N东风EQ1090汽车主减速器的传动比为6.33，加装主减速器后的牵引力发动机输出的动力具有转速高、转矩小的特点，若直接与汽车驱动轮相连，则因驱动力矩过小，而无法推动汽车前进，必须通过传动系统主减速器齿轮的减速传动来增大转矩，使最终传给驱动轮的动力比发动机输出的动力转速低，转矩大。东风EQ1090汽车满载时的重量为91135N，在水平沥青路面上的滚动阻力为总重的1.5％，即将主减速器布置在动力向驱动轮分流之前的位置，有利于减小其前面的传动部件（如离合器、变速器、传动轴等）所传递的转矩，从而减小这些部件的尺寸和质量。传动比6.33变速变矩变速器一档7.31二档4.31三档2.45四档1.54五档1.00倒档7.66发动机的最佳工作转速范围很小，但汽车行驶的速度和需要克服的阻力却在很大范围内变化，通过传动系统的变速器，可以在发动机工作范围变化不大的情况下，满足汽车行驶速度变化大和克服各种行驶阻力的需要。传动系统的传动比一般指发动机转速与驱动轮转速之比，用i表示，它等于主减速器的传动比i0乘以变速器的传动比ig。如东风EQ1090汽车：发动机不能反转，但汽车除了前进外，还要倒车，在变速器中设置倒档，汽车就可以实现倒车。利用变速器的空档可以中断动力传递，以便起动发动机、换档、行驶途中短时间停车（如等候交通信号灯）、汽车低速滑行等。主减速器6.33轮间差速汽车转向时，外侧车轮滚过的路程长，内侧车轮滚过的路程短，要求外侧车轮转速快于内侧车轮。通过驱动桥中的差速器，可以使两驱动轮能以不同转速转动，实现差速功能。二、轿车传动系统现代中小型轿车普遍采用发动机前置、前轮驱动的布置方式，简称FF式。它将传动系统的离合器、变速器与主减速器、差速器等做成一体（常称为动力传动器或变速驱动桥），固定在横向放置的发动机旁，把动力直接传递给前轮，使其承担转向与驱动双重责任，拉着汽车前进。发动机横置发动机纵置发动机前置前轮驱动的布置方式将汽车的动力及传动部件装配成十分紧凑的整体，简化了汽车结构，增大了车内空间，降低了生产成本，提高了燃油经济性。但这种布置方式在汽车加速上坡时易使前轮打滑，下坡制动时易使前轮负荷过重，驱动兼转向加上大负荷使前胎的使用寿命较短。现代跑车和豪华型轿车多采用发动机前置、后轮驱动的传统布置方式，主要优点是轴荷分配比较均匀，对操纵稳定性、行驶平顺性和延长轮胎使用寿命均十分有利，且汽车在良好路面上启动、加速或爬坡时，驱动轮上附着力增大，牵引性能明显优于前驱形式。由于采用贯穿车身的传动轴和专门的驱动桥，使车重增加，传动效率降低，而地板上凸起的传动轴通道则直接影响到乘坐舒适性。三、客车传动系统大型客车一般采用发动机后置、后轮驱动的布置方式，简称RR式。它将发动机、离合器、变速器横置于驱动桥之后，以降低车厢内噪声，增大空间利用率。其传动系统内一般增设角传动装置，以改变转矩的传送方向。中置后驱动（MR）普通越野车多采用分时四轮驱动系统，在良好路面上行驶时使用两轮驱动，即FR式或者FF式，以保证经济性；遇无路或冰雪、泥泞等恶劣道路条件时使用四轮驱动，即4WD式，前后车轮都产生驱动力，牵引与推送并行，以提高通过性。两驱与四驱之间的切换一般由驾驶员手动完成，也可由电脑自动控制。四、越野车传动系统分时四轮驱动系统有前后两个驱动桥，前置发动机通过离合器、变速器将动力传给分动器，再经传动轴分别传递到前后驱动桥，驾驶员一般通过操纵杆或按钮控制分动器在两驱与四驱之间进行切换。分动器一般配有H2、H4及L4等档位，H2是高速两轮驱动，H4用于雨雪天和沙石路面，L4适宜于拖曳重物或越野攀坡。许多SUV与高性能轿车采用全时四轮驱动系统，任何时候都以四个车轮带动车辆，并自动根据路面状况将发动机输出扭矩按不同比例分配在前后车轮上，以保持最大附着力和牵引力，增强行驶稳定性，改善驾驶操控性。这种系统结构复杂，油耗较高。采用全时四轮驱动系统的SUV通常还可选择低速模式来增强通过性。第一节离合器功用：平稳起步，平顺换档，防止过载。离合器安装在发动机与变速器之间，用来分离或接合前后两者之间动力联系。汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种。目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦式离合器（简称为摩擦离合器）。一、摩擦离合器主动部分从动部分压紧机构操纵机构组成发动机发出的转矩，通过飞轮与从动盘接触面的摩擦作用，传给从动盘。当驾驶员踩下离合器踏板时，通过机件的传递，使从动盘后移，此时从动部分与主动部分分离。离合器传递动力时称离合器“接合”，离合器中断动力时称离合器“分离”。（1）分离彻底；（2）接合柔和；（3）从动部分转动惯量小；（4）散热良好。性能要求二、螺旋弹簧离合器采用螺旋弹簧作为压紧元件的离合器，称为螺旋弹簧离合器。将若干个螺旋弹簧沿压盘圆周分布的称为周布弹簧离合器，将一个大螺旋弹簧置于离合器中央的称为中央弹簧离合器。单盘离合器双盘离合器压盘是离合器的主动部件，始终随飞轮旋转，一般通过传动片、凸台、键或销传动，使其与飞轮一同旋转，同时压盘又可以相对飞轮向后移动，使离合器分离。在离合器从分离到接合的过程中，摩擦片与飞轮和压盘之间要发生摩擦，产生大量热量。这些热量需要及时散出，以避免摩擦片因温度过高而损坏，所以在离合器盖上都设有窗口，有的还制有导风片，以加强其内部的通风散热。三、膜片弹簧离合器采用膜片弹簧作为压紧元件的离合器，称为膜片弹簧离合器。膜片弹簧为碟形，其上开有若干个径向开口，形成若干个弹性杠杠。弹簧中部两侧有钢丝支承圈，用铆钉将其安装在离合器盖上。在离合器盖未固定到飞轮上时，膜片弹簧处于自由状态，离合器盖与飞轮接合面间有一距离L。用螺栓将离合器盖固定到飞轮上时，离合器盖通过后钢丝支承圈把膜片弹簧中部向前移动了一段距离。由于膜片弹簧外端位置没有变化，所以膜片弹簧被压缩变形。膜片弹簧外缘通过离合器压盘把从动盘压靠在飞轮后端面上，这时离合器为接合状态。在分离离合器时，分离轴承前移，膜片弹簧将以前钢丝支承圈为支点，其外缘向后移动，在分离钩的作用下，压盘离开从动盘后移，离合器就变为分离状态了。从动盘四、从动盘和扭转减振器五、离合器操纵机构操纵机构是为驾驶员控制离合器分离与接合程度的一套专设机构。按照操纵离合器的能源划分，离合器操纵机构分为人力式、助力式和动力式三种。按传动方式划分，离合器操纵机构有机械、液压和气压三种。机械式操纵机构－绳索传动装置钢丝绳索传动结构简单，装置布置灵活，不受车身和车架变形的影响，但传递的力比较小。当驾驶员踏下离合器踏板时，拉线（钢丝绳索）拉动离合器分离杠杆，进行分离操纵。机械式操纵机构－杆系传动装置杆系传动装置中关节点多，所以摩擦损失大。车身和车架的变形会影响其工作。当离合器需要远距离操纵时，较难合理安排杆系。液压式操纵机构液压式离合器操纵机构具有摩擦阻力小，传递效率高，接合平顺等优点。它结构比较简单，便于布置，不受车身和车架的变形的影响，是比较普遍采用的一种操纵型式。离合器主缸离合器工作缸六、离合器踏板的调整离合器接合时，分离轴承前端与膜片弹簧（或分离杠杠内端）之间有一定的轴向间隙，称为自由间隙。从踩下离合器踏板到消除自由间隙所对应的踏板行程称为离合器踏板自由行程。当从动盘摩擦衬片因磨损而变薄时，离合器压盘前移，弹簧变形减少，膜片弹簧内端后移。如果没有上述自由行程，则膜片弹簧或分离杠杠内端将不能后移，相应地也就限制了离合器压盘前移，从而不能有效地压紧从动盘摩擦衬片，造成离合器打滑，传递转矩下降。设离合器新装好时，两种弹簧的压缩量都是λb,两种离合器接合的压紧力都是Pb。在分离离合器时，弹簧被进一步压缩变形，若最大变形量为λc,则螺旋弹簧的作用力将达到PC｀,而膜片弹簧的作用力只有PC，这说明膜片弹簧离合器比螺旋弹簧离合器操纵起来要轻便。当摩擦衬片磨损至极限时，弹簧的压缩量减小到λa，则螺旋弹簧的作用力将减小到Pa｀,而膜片弹簧的作用力还有Pa这么大，说在摩擦衬片磨损后膜片弹簧离合器比螺旋弹簧离合器能更可靠地传递转矩。七、离合器性能比较