第十三章汽车传动系概述

1第二篇汽车传动系统第十三章汽车传动系概论2内容提要传动系的功用传动系的种类和组成机械式传动系的布置形式3知识回顾发动机传动系统驱动轮汽车动力传动过程4知识回顾使用时要求功率Pt发动机输出功率功率Pe功率加速接近巡航速度巡航速度矛盾513.1传动系功能TgtqtiiTT0tTePPwtTtqTTPT输入功率×传动系的机械效率＝输出功率使用时要求功率Pt发动机输出功率功率Pe功率加速接近巡航速度巡航速度矛盾0gwiii发动机传动系驱动轮汽车动力传动过程（1）减速增矩6传动比i13.1传动系功能0tgtqwTiiiT驱动轮的转矩发动机的转速发动机的转矩驱动轮的转速传动系统中的变速器和主减速器是串联的,整个传动系统的传动比等于变速器和主减速器传动比的乘积。713.1传动系功能再以东风汽车为例：该车满载总重力为91135N,需克服的最低阻力：91135×1.5%=1367N。若要求满载汽车能在坡度为30%的道路上均匀行驶，还需克服上坡阻力。该车所采用的6100Q—1型发动机能产生的最大转矩为353N.m,假如该转矩直接传给驱动轮，则驱动轮能得到的牵引力仅为：784N（车轮半径为450mm）784≯1367另一方面：发动机发出最大功率时曲轴转速3000r/min，如与驱动轮直接连接，则对应这一曲轴转速的汽车速度为：510km/h，这么高的车速既不实用也不可能实现。8为解决上述矛盾：必须使传动系具有减速增矩的作用通过传动系的作用，使驱动轮的转速降低为发动机转速的若干分之一，相应驱动轮所得到的转矩增大到发动机转矩的若干倍。此项功能通常由变速器(传动比ig表示)和主减速器(传动比i0表示)共同来实现13.1传动系功能9汽车使用条件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，发动机的转矩和有利转速范围是很窄的。（2）变速为了使发动机能保持在有利转速范围内工作，而汽车驱动力和车速又在足够大的范围内变化，应该使传动系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。i=igi0，一般主减速器里的减速齿轮副一定即i0不变，i只能通过ig来改变，ig的改变通过变速器实现。13.1传动系功能10汽车以最高车速行使，传动比应取最小值imin。通常变速器的直接档的传动比为最小值（ig=1），因此整个传动系统的最小传动比imin就等于主减速器的传动比i0，即imin=i0。汽车需要足够大的驱动力（爬坡或道路条件差等），传动比应取最大值imax，即imax=ig1i0。13.1传动系功能0gwiii11（3）实现汽车倒驶汽车有时需倒向行驶，汽车一般的结构措施是在变速器内加设倒档。（4）必要时中断传动内燃机只能在无负荷下起动，因此发动机起步之前，必须将发动机与驱动轮之间的传动路线切断，卸除负荷。发动机启动后在换档和制动时，也有必要暂时中断动力传动，为满足此要求，在发动机与变速器之间需要设置一个可以由驾驶员控制分离或结合的机构，称为离合器。另外，在变速器中设置空挡，使各档位齿轮都可以处于非传动状态，一满足汽车在发动机不停止运转时能长时间地中断动力传递。13.1传动系功能12（5）差速作用汽车转弯时，左右车轮滚过的距离不同，如两侧车轮刚性连接，二者角速度必然相同，因而汽车转弯时车轮必然产生相对地面滑动的现象。差速器使左右驱动车轮可以不同的角速度旋转。13.1传动系功能（6）保证汽车各部分的相对位移由于驱动轮、弹性悬架在路面的影响下，会跳动，拉长（上坡或加速），缩短（下坡或刹车），为了保证汽车各部件的相对位移，所以要装可伸缩的传动轴、万向节。1313.1传动系功能综上所述：汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传递到驱动车轮。传动系具有：减速增距变速倒车中断动力差速与发动机配合工作，能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。1413.2传动系的种类和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。机械传动系统主要由离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥组成。其中万向传动装置由万向节和传动轴组成，驱动桥由主减速器和差速器组成。1513.2传动系的种类和组成机械传动系统变速器万向节驱动桥主减速器差速器传动轴半轴离合器1613.2传动系的种类和组成51713.2传动系的种类和组成18（二）各部分功能（1）离合器：平顺接合，传递动力；必要时暂时切断传动（2）变速器：实现变速、变扭和变向（3）万向传动装置：将变速器传出的动力传给主减速器、保证汽车各部分的相对位移（4）主减速器：减速，增矩（5）差速器：将主减速器传来的动力分配给左、右半轴（6）半轴：将动力由差速器传给驱动轮13.2传动系的种类和组成1913.2传动系的种类和组成液力传动液力传动也叫动液传动，它靠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。液力传动一般采用液力变矩器串联一个有级式机械变速器组成液力机械式变速器，取代机械式传动系中的离合器和变速器。这种传动系能根据道路阻力的变化，自动地在若干个车速范围内分别实现无级变速，而且其中有级式变速器还可以实现自动和半自动操作。2013.2传动系的种类和组成液压传动液压传动也叫静液传动，它靠液体传动介质静压力能的变化来传递能量，主要由油泵、液压马达和控制装置等组成。发动机输出的机械能通过油泵转换成液压能，然后再由液压马达将液压能转换成机械能。液压传动有布置灵活等优点，但其传动效率较低、造价高、寿命与可靠性不理想，目前只用于少数特种车辆。2113.2传动系的种类和组成电传动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。2213.3机械式传动系统布置形式传动系统布置形式23机械式传动系统的布置方案与汽车总布置方案是相适应的，分为：发动机前置后轮驱动（FR）：货车、部分客车、部分高级轿车13.3机械式传动系统布置形式2413.3机械式传动系统布置形式优点发动机维修方便，离合器、变速器操纵机构简单，货箱地板高度低,前后轴荷分配比较合理。它是除越野汽车以外各种汽车中最为常见的一种布置型式。缺点需要一根很长的传动轴，缩小了驾驶室的空间，不利于空间的利用，增加了整车质量，影响了传动系效率。25前置前驱动（FF）：主要用于轿车和微型、轻型客车发动机横置，发动机曲轴轴线与车轮轴线平行发动机纵置，发动机曲轴轴线与车轮轴线垂直13.3机械式传动系统布置形式26优点省去万向节和传动轴、车身底板较低、操纵机构较为简单。提高了乘坐舒适性和操作稳定性。缺点需要采用结构复杂强度高的等速万向节（由于前驱车的前轮负担过大，万向节的强度是有一定极限的，如果转向角度过大，万向节将无法承担这样的强度而发生损坏），前轮的轮胎寿命短，汽车的爬坡能力相对较差。13.3机械式传动系统布置形式27后置后驱动（RR）：发动机布置在后轴之后，用后轮驱动。主要用于大中型客车和少数跑车13.3机械式传动系统布置形式28优点：1）较好隔绝发动机的气味和热量，客车中前部不受发动机工作噪声和震动影响；2）检修方便，轴荷分配合理；3）后桥簧上质量和簧下质量之比增大，可以改善车厢后部乘坐舒适性；4）可在中部设立体积较大的行李箱，缺点：1）冷却条件不好，动力总成结构复杂；2）不易发现发动机故障；3）后轴荷较大，在操控性方面会产生与FF相反的转向过度倾向13.3机械式传动系统布置形式29中置后驱动（MR）：发动机布置在前后轴之间，用后轮驱动。用于跑车和少数大中型客车，著名的保时捷跑车就是采用这种驱动形式。13.3机械式传动系统布置形式优点：轴荷分配均匀，具有很中性的操控特性。缺点：发动机占去了座舱的空间，降低了空间利用率和实用性，因此mr大都是追求操控表现的跑车。30全轮驱动（AWD）:增加分动器，动力可以同时传给前后轮。主要用于越野车及重型货车。四个车轮均有动力，地面附着率最大，通过性和动力性好。13.3机械式传动系统布置形式