第十三章汽车传动系统概述

1、 汽车构造（下册）汽车构造（下册）课课 程程 性性 质：质：非常重要非常重要n汽车专业的一门重要的专业基础课程汽车专业的一门重要的专业基础课程授课方式：课堂讲授为主授课方式：课堂讲授为主以多媒体图片及动画、参观、拆装实训、以多媒体图片及动画、参观、拆装实训、 作业和练习作为辅助作业和练习作为辅助课程教学课程教学内容内容及安排（及安排（48学时）学时） 第十三章第十三章 汽车传动系统概述（汽车传动系统概述（2学时）学时） 第十四章第十四章 离合器（离合器（6学时）学时） 第十五章第十五章 变速器与分动器（变速器与分动器（6学时）学时） 第十六章第十六章 汽车自动变速器（汽车自动变速器（4学时）学

2、时） 第十七章第十七章 万向传动装置（万向传动装置（2学时）学时） 第十八章第十八章 驱动桥（驱动桥（4学时）学时） 第十九、二十章第十九、二十章 行驶系统概述及车架、车身（行驶系统概述及车架、车身（3学时）学时）第二十一章第二十一章 车桥和车轮（车桥和车轮（4学时）学时）第二十二章第二十二章 悬架（悬架（6学时）学时）第二十三章第二十三章 汽车转向系统（汽车转向系统（4学时）学时）第二十四章第二十四章 汽车制动系统（汽车制动系统（5学时）学时）第五篇第五篇汽车车身、仪表、照明及附属设备（汽车车身、仪表、照明及附属设备（1学时）学时）课程教学内容及安排（课程教学内容及安排（48学时）学时）汽车

3、发动机和底盘（基础）汽车发动机和底盘（基础）组成组成部分部分发动机发动机行驶系统行驶系统传动系统传动系统制动系统制动系统转向系统转向系统第二篇第二篇 汽车传动系统汽车传动系统第十三章第十三章 传动系统概述传动系统概述 主要功能及组成主要功能及组成 1. 减速、增矩减速、增矩 主减速器主减速器 2. 变速、倒驶变速、倒驶 变速器变速器 3. 中断动力中断动力 离合器离合器 4. 不打滑转向不打滑转向 差速器差速器 5. 变角度传动变角度传动 万向传动装置万向传动装置一、汽车传动系统组成及功能一、汽车传动系统组成及功能 功能：将发动机的动力传递给驱动轮，保证汽功能：将发动机的动力传递给驱动轮，保证

4、汽车在不同使用条件下正常行驶。车在不同使用条件下正常行驶。FR减速增矩减速增矩 以东风EQ1090E型汽车为例： G=9290kg 车轮R=0.48m 良好路面， f=0.015 发动机 最大转速：3000r/min 最大Ttq：353Nm (12001400r/min) 若把发动机直接连到驱动车轮上，会发生什么情况？ 扭矩：扭矩：Ft= Ttq /R=353/0.48=784N实际所需驱动力：低速下 Ff=92909.80.015=1366N 速度：速度：V=(23.140.483000) 60/1000=542km/h 常用车速：50km/h 为什么为什么减速增矩减速增矩 该功能通常由：

5、变速器(传动比ig） 主减速器（传动比i0）9549tqeT nP 如何实现如何实现驱动轮发动机发动机驱动轮nnTTi0gii i实现汽车变速实现汽车变速n汽车的需求：汽车的需求：n行驶中由于装载质量，路面好坏，上、下坡，障碍物等行驶中由于装载质量，路面好坏，上、下坡，障碍物等在很大的范围内不断变化，要求汽车驱动力和速度也有在很大的范围内不断变化，要求汽车驱动力和速度也有足够大的变化范围。足够大的变化范围。n速度变化范围大：假设速度变化范围大：假设5km/h-100km/hn发动机提供的情况发动机提供的情况n有利的区间：动力性与经济性较好有利的区间：动力性与经济性较好n有利转速范围很窄有利转速

6、范围很窄为什么为什么实现汽车变速实现汽车变速 该功能通常由变速器该功能通常由变速器(传动比传动比ig )来实现来实现 对机械式有级变速器：对机械式有级变速器： 轿车、轻、中型货车：轿车、轻、中型货车：3-5挡挡 越野车、重型货车：越野车、重型货车：8-10挡挡 最小传动比最小传动比(imin = i0 )：应保证汽车能在良好路面上高速行驶：应保证汽车能在良好路面上高速行驶 轿车：轿车：36 中、重型货车：中、重型货车：615最大传动比最大传动比(imax = ig 1 i0 )：驱动力足以克服行驶中最大行驶阻：驱动力足以克服行驶中最大行驶阻力力 轿车：轿车：1218 轻、中型货车：轻、中型货车

7、：3550如何实现如何实现实现汽车变速实现汽车变速 该功能通常由变速器该功能通常由变速器(传动比传动比ig )来实现来实现 对机械式有级变速器：对机械式有级变速器： 轿车、轻、中型货车：轿车、轻、中型货车：3-5挡挡 越野车、重型货车：越野车、重型货车：8-10挡挡 最小传动比最小传动比(imin = i0 )：应保证汽车能在良好路面上高速行驶：应保证汽车能在良好路面上高速行驶 轿车：轿车：36 中、重型货车：中、重型货车：615最大传动比最大传动比(imax = ig 1 i0 )：驱动力足以克服行驶中最大行驶阻：驱动力足以克服行驶中最大行驶阻力力 轿车：轿车：1218 轻、中型货车：轻、中

8、型货车：3550如何实现如何实现实现汽车倒驶实现汽车倒驶n为什么：为什么：n在进入车库或调头时，需要汽车在进入车库或调头时，需要汽车倒驶。倒驶。n发动机的旋转方向不变发动机的旋转方向不变n实现实现n通常在变速器内增加倒档机构通常在变速器内增加倒档机构必要时中断动力传递必要时中断动力传递n为什么：为什么：n起动起动n换档换档n制动停车制动停车n滑行：汽车车速高，使之靠自身惯性滑行，省油滑行：汽车车速高，使之靠自身惯性滑行，省油n实现：实现：n离合器离合器n空挡：（变速器）空挡：（变速器）应使两侧驱动车轮具有差速作用应使两侧驱动车轮具有差速作用外侧车轮位移长，内侧车轮位移短，外侧车轮位移长，内侧车

9、轮位移短，如果内外车轮转速相同。则：如果内外车轮转速相同。则： 外侧车轮一边滚动，一边滑移；外侧车轮一边滚动，一边滑移； 内侧车轮一边滚动，一边滑转。内侧车轮一边滚动，一边滑转。后果：后果： 转向困难，轮胎加速磨损转向困难，轮胎加速磨损l为什么：l实现：差速器，可使左右车轮以不同的角速度旋转消除相对运动产生不利影响消除相对运动产生不利影响为什么：为什么：发动机、离合器、变速器固定在车架上发动机、离合器、变速器固定在车架上驱动桥和驱动轮通过弹性悬架与车架相联驱动桥和驱动轮通过弹性悬架与车架相联行驶过程中，有相对运动行驶过程中，有相对运动FR组成（机械传动系为例）组成（机械传动系为例） 离合器、变

10、速器（分动器）、万向传动装置（万离合器、变速器（分动器）、万向传动装置（万向节和传动轴）、驱动桥（主减速器、差速器）向节和传动轴）、驱动桥（主减速器、差速器） 、半、半轴。轴。离合器：离合器：传递或者切断动力；传递或者切断动力；在驾驶员的操纵下，通过主动、从动部在驾驶员的操纵下，通过主动、从动部分结合或分离实现传递或断开；分结合或分离实现传递或断开；保证起步平稳、换挡平顺、防止过载保证起步平稳、换挡平顺、防止过载离合器变速器：变速器：实现车辆的变速，保证发动机工作在高实现车辆的变速，保证发动机工作在高效区；效区；设置多个档位，依次为设置多个档位，依次为1、2、3、4、5档，档，传动比依次减小，

11、最小为传动比依次减小，最小为1，并称之为直，并称之为直接档，此外还有空档、倒档；或者传动接档，此外还有空档、倒档；或者传动比在一定的范围内连续可调，此时称之比在一定的范围内连续可调，此时称之为无级变速。为无级变速。变速器的传动比一般用变速器的传动比一般用ig 表示表示；变速器万向传动装置：消除变速器与驱动桥之间因相对万向传动装置：消除变速器与驱动桥之间因相对运动而产生的不利影响，允许驱动轮在一定的空运动而产生的不利影响，允许驱动轮在一定的空间范围内跳动；间范围内跳动；便于传动轴在底部的布置，降低地板的高度。便于传动轴在底部的布置，降低地板的高度。万向传动装置传动轴传动轴：传动轴：传递动力；传递

12、动力；连接变速箱与主减速器连接变速箱与主减速器驱动桥驱动桥：驱动桥：安装左右驱动轮，内置主减速器齿轮、安装左右驱动轮，内置主减速器齿轮、差速器；差速器；主减速器主减速器：主减速器：减速增矩；减速增矩；原因：发动机的转速高，扭矩小。原因：发动机的转速高，扭矩小。原理：原理：P=nT/9550主减速主减速器的传动比一般用器的传动比一般用i0 表示表示；与变；与变速箱的传动比速箱的传动比ig共同构成整车传动比共同构成整车传动比I。I=i0ig差速器和半轴差速器差速器差速器、半轴：差速器、半轴：实现左右车轮的差速；实现左右车轮的差速；原因：在汽车转向时，左右驱动轮，在原因：在汽车转向时，左右驱动轮，在

13、相同的时间内，行驶的距离不同，需要相同的时间内，行驶的距离不同，需要获得不同的线速度，内侧车轮的线速度获得不同的线速度，内侧车轮的线速度较小，外侧车轮的线速度较大。较小，外侧车轮的线速度较大。实现方法：动力经主减实现方法：动力经主减差速器差速器半轴，传递到驱动轮。半轴，传递到驱动轮。半轴半轴 1. 前置后驱（前置后驱（FR）(轻轻、中型货车、部分客车和高级轿中型货车、部分客车和高级轿车车) 置置指发动机布置位置指发动机布置位置 驱驱指驱动轮位置指驱动轮位置前前 端端发动机发动机驱动轮驱动轮驱动轮驱动轮传动系统传动系统离合器 变速器万向节驱动桥 差速器半轴主减速器传动轴二、机械式传动系统布置形式

14、二、机械式传动系统布置形式前置后驱（前置后驱（FR）式式优点：优点：轴荷分配比较合理；轴荷分配比较合理；在满载情况下可以获得更好的动力性；在满载情况下可以获得更好的动力性；方便布置，便于维护和保养。方便布置，便于维护和保养。缺点：缺点：需要较长的传动轴，增加整车重量；需要较长的传动轴，增加整车重量；使用多个万向节，降低了传动系统效率。使用多个万向节，降低了传动系统效率。 2. 后置后驱（后置后驱（RR） （大（大、中型客车、少数轿车和微型汽车）中型客车、少数轿车和微型汽车）后置后驱（后置后驱（RR）式式优点：优点：降低车厢内的噪声；降低车厢内的噪声；空间利用高；空间利用高；容易做到前后轴荷的分

15、配合理。容易做到前后轴荷的分配合理。缺点：缺点：稳定性差；稳定性差；操纵距离长，操纵机构复杂；操纵距离长，操纵机构复杂；不容易散热，发动机的冷却条件差。不容易散热，发动机的冷却条件差。后置后驱传动系统后置后驱传动系统传动系统传动系统3. 前置前驱（前置前驱（F.F）（轿车和微型、轻型客车）（轿车和微型、轻型客车）前置前驱（前置前驱（FF）式式发动机布置发动机布置：横置、纵置。：横置、纵置。优点：优点：相对于相对于FR布置，可以获得比较好的隔振效果；布置，可以获得比较好的隔振效果； 结构紧凑；结构紧凑；无传动轴穿过地板，增加乘坐空间；无传动轴穿过地板，增加乘坐空间；有助于提高车辆的操纵稳定性。有

16、助于提高车辆的操纵稳定性。缺点：缺点：发动机舱布置部件过多，影响散热和维修；发动机舱布置部件过多，影响散热和维修；前轮：转向轮、驱动轮，结构和运动关系复杂。前轮：转向轮、驱动轮，结构和运动关系复杂。 4. 全轮驱动（全轮驱动（nWD）（越野车和重型货车）（越野车和重型货车）5. 中置后驱（中置后驱（MR）（赛车和部分大中型客车）（赛车和部分大中型客车）全轮驱动（全轮驱动（nWD）n主要用于主要用于越野车及重型货车越野车及重型货车。n优点优点：获得最大的地面附着条件：获得最大的地面附着条件n缺点缺点：结构复杂，：结构复杂， 成本高，重量大成本高，重量大中置后驱（中置后驱（ MR ）式式适用情况适

17、用情况：主要用于跑车、方程式赛车，大主要用于跑车、方程式赛车，大中型客车（卧式）中型客车（卧式）优点：优点：最佳的轴荷分配；最佳的轴荷分配；缩短了传动轴的长度；缩短了传动轴的长度；空间利用率较高。空间利用率较高。缺点：缺点：稳定性一般；稳定性一般；操纵距离较长，操纵机构比较复杂操纵距离较长，操纵机构比较复杂 。 1. 机械式机械式 2. 液力式液力式 液力机械式（动液式）和容积液压式（静液式）液力机械式（动液式）和容积液压式（静液式） 液力耦合器：只传递转矩，不能改变大小 液力变矩器：可传递转矩，改变转矩大小，还 可实现无级变速（应用广泛） 液力耦合器机械式全部 液力变矩器除离合器以外的机械式

18、 三、传动系统的类型三、传动系统的类型保证车辆平稳起步，加速、减速；在换档仍产生冲击。优点：便于操作，起步平稳，减少冲击。缺点：不便维护，效率低。应用范围：大型载重汽车。前景：将被淘汰。液力耦合器特点：能够实现无级变速,可以自动操作。缺点：不便于维护，造价高；复杂，效率较低。应用范围：轿车、载货车；发展潜力大。发动机液力变矩器行星齿轮变速系统发动机发动机液力变矩器液力变矩器行星齿轮变速系统行星齿轮变速系统由液力变矩器和机械变速器组成的 液力机械变速器静液式传动系 原理：通过液体的静压力能的变化 来传动 组成：油泵、液压马达、控制装置静液式传动系示意图静液式传动系示意图驱动桥驱动桥液压马达液压马达油泵油泵发动机发动机液压自动控制装置液压自动控制装置变速操纵杆变速操纵杆四、电力式传动系统目前电动汽车越来越受到的关注，理由：目前电动汽车越来越受到的关注，理由： 1、 环境污染：降低排放环境污染：降低排放(零排放零排放) ，缓解环境污染，缓解环境污染 2、能源危机：、能源危机： 避免石油危机，解决能源问题避免石油危机，解决能源问题优点：优点： 无（小）污染、无级调速、驱动平稳、噪音低、无（小）污染、无级调速、驱