汽车构造(下册)

汽车构造（下册）主讲：陈勋宁夏大学机械工程学院第十三章传动系统概述一．传动系的组成传动系可按能量传递方式的不同，划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。第二篇汽车传动系统发动机离合器变速器万向节驱动桥主减速器差速器传动轴半轴二．传动系的功用和种类汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。东风EQ1090E型汽车，该车满载质量为9290kg，其最小滚动阻力约为1376N。该车所采用的6100Q-1型发动机所能产生的最大转矩为353N·m（发动机转速为1200一1400r/min）。假设将这一转矩直接如数传给驱动轮，则驱动轮能得到的驱动力仅为784N。显然，在此情况下，汽车不仅不能爬坡，即使在平直的良好路面上也不可能行驶。另一方面6100Q-1型发动机在发出最大功率99.3kW时的发动机转速为3000r/min。假如将发动机与驱动轮之间直接连接，则对应这一发动机转速的汽车速度将达510km/h。这样高的车速既不实用，又不可能实现（因为相应的驱动力太小，汽车根本无法起步）。为解决上述矛盾，必须使传动系统具有减速增矩的作用，亦即使驱动轮的转速降低为发动机转速的若干分之一，相应地驱动轮所得到的转矩则增大到发动机转矩的若干倍。此项功能通常由变速器和主减速器共同来实现。(1)减速增矩只有当作用在驱动轮上的驱动力足以克服外界对汽车的阻力时，汽车方能起步并正常行驶。(2)变速变矩一方面，汽车的装载质量、道路坡度和曲率、车速等等，都在很大范围内不断变化，这就要求汽车驱动力和速度也有相当大的变化范围。另一方面，就活塞式内燃机而言，在其整个转速范围内，转矩的变化不大，而功率及燃油消耗率的变化却很大，因而保证发动机功率较大而燃油消耗率较低的曲轴转速范围，即有利转速范围是很窄的。为了使发动机能保持在有利转速范围内工作，而汽车驱动力和速度又在足够大的范围内变化，应当使传动系统传动比在最大值和最小值之间变化，即传动系统应起变速作用。此项功能通常由变速器来实现。(3)倒车(4)离合传动(5)协助转向二机械式传动系布置1-离合器2-变速器3-万向节4-驱动桥FR方案，主要应用在载货汽车上，在部分轿车和客车上也有应用。该方案的优点是维修发动机方便，离合器、变速器的操纵机构简单，货箱地板高度低，前、后轮的轴荷分配比较合理。其缺点是需要一根较长的传动轴，这不仅增加了整车质量，而且影响了传动系统的效率。1、FR方案（发动机前置后驱动）2、FF方案（发动机前置前驱动）FF方案省去了FR方案中变速器和驱动桥之间的万向节和传动轴，使车身底板高度可以降低，有助于提高汽车的乘坐舒适性和高速行驶时的操纵稳定；整个传动系统集中在汽车前部，因而其操纵机构比较简单。这种布置方案目前已广泛应用于微型和中型轿车上，在中高级和高级轿车上的应用也日渐增多。但由于前轮既是驱动轮，又是转向轮，需要使用等速万向节7，使结构较为复杂；且前轮的轮胎寿命较短；汽车的爬坡能力相对较差。3、RR方案（发动机后置后驱动）1一发动机2一离合器3一变速器4一角传动装置5一万向传动装置6一驱动桥发动机、离合器和变速器都横向布置于驱动桥之后，驱动桥采用非独立悬架。大、中型客车广泛采用这种布置方案，使其前、后轴更容易获得合理的轴荷分配；并具有车内噪声低，空间利用率高，行李箱体积大等优点。但是，在此情况下，发动机的冷却条件较差，发动机和离合器、变速器的操纵机构都较复杂。nWD是英文nWheelDrive的缩写，n是指与车轮总数相等的驱动轮数，表示传动系统是全轮驱动方案。可提高整车牵引性和通过性。在变速器后要设置分动器，将动力分配给各驱动轮。4、MR方案（发动机中置后驱动）发动机布置于驾驶室后面的汽车的中部，后轮驱动。该布置方案有利于实现前、后轴较为理想的轴荷分配，是赛车和部分大、中型客车采用的方案。客车采用这种方案布置时，能得到车厢有效面积的最高利用。5、全轮驱动的nWD方案三液力式传动系布置利用液体介质在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。液力传动装置串联一个有级式机械变速器，这样的传动称为液力机械传动。1、液力传动（此处单指动液传动）1-液力变矩器2-自动变速器3-万向传动4-驱动桥5-主减速器6-传动轴液力机械传动示意图通过液体传动介质静压力能的变化来传递能量。主要由发动机驱动的油泵、液压马达和控制装置等组成。2、液压传动（也叫静液传动）1-离合器2-油泵3-控制阀4-液压马达5-驱动桥6-油管静液式传动系示意图电传动是由发动机驱动发电机发电，再由电动机驱动驱动桥或由电动机直接驱动带有减速器的驱动轮。优点是从发动机到驱动轮只由电器连接，可使汽车的总体布置简化、灵活；起动及变速平稳，冲击小，有利于延长车辆的使用寿命；具有无级变速特性，有助于提高汽车的平均车速；将电动机改为发电机用作制动可提高行驶安全性；操纵简化等。但是电力式传动系统也有质量大，效率低，消耗较多的有色金属—铜等缺点。四电力式传动系布置1-离合器2-发电机3-控制器4-电动机5-驱动桥6-导线电力式传动系统根据装用的发电机和牵引电动机的形式，可以分为以下几种：(1)直一直系统这种系统的优点是发电机发出的电能可以不通过任何装置的转换，而直接送到牵引电动机，因此系统的结构简单。其缺点是直流电动机的体积大，质量大，成本高，转速低等。(2)交一直系统该系统的发电机为三相交流发电机，经过大功率的硅整流器整流后，把直流电输送给直流牵引电动机。采用交流发电机后，可以达到提高转速，缩小体积，运行可靠和维修简便等效果，从而更适用于汽车。目前，国内外生产的大吨位矿用汽车的电力式传动系统，绝大多数属于这种结构。(3)交一直一交系统交流发电机发出的三相交流电，经过硅整流器整流成直流电以后，直流电再通过晶闸管逆变器，把直流电变成预定可变频率的三相交流电，以供给各个交流牵引电动机使用。逆变后的三相交流电的频率，根据需要是可控制的。与直流电动机相比，由于没有换向器，结构简单，外形尺寸小，所以可以设计和制造出功率较大、转速较高的电动机。这种电动机运行可靠，维护方便。(4)交一交系统该系统是直接的交流电传动系统。汽车发动机驱动一台同步交流发电机，交流发电机的输出输送给变频器，变频器向交流牵引电动机输送频率可控的交流电。在交一交系统中，对变频技术和电动机的结构都有较高的要求，因此目前尚未得到广泛应用。第十四章离合器汽车传动系的功用是什么？