机械传动有几种方式(汽车的传动系统)

Posted 2023-05-29

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机械传动有几种方式(汽车的传动系统)

汽车传动系统

众所周知，汽车的传动系统，就是汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。它应保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速，以及保证牵引力与车速之间协调变化等功能，使汽车具有良好的动力性和燃油经济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而平稳地结合或彻底、迅速地分离。传动系包括离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器及半轴等部分。

汽车在1898年以前，发动机动力输出后直接通过齿轮传给驱动轴，因而限制了发动机的安装位置只能紧靠驱动轮轴，使汽车的造型设计产生了困难。正因为万向节的发明，才有了今天的前置后驱动，后置前驱动汽车，它标志着汽车传动技术走向成熟。

汽车传动系统的基本功能主要包括起步功能，变速功能，驱动力分配功能，主减速功能，差速功能和驱动力方向转换功能。通过各种功能的密切配合以此来达到汽车动力传动的正常运行。

汽车传动系统的布置形式

一般汽车传动系统的布置主要有前置后驱-FR，后置后驱-RR，前置前驱-FF，中置后驱-MR，四轮驱动-4WD［分为全时四轮驱动(Full-Time)，分时四轮驱动(Part-Time)，适时四轮驱动(Real-Time)，分时/适时混和四轮驱动］几种形式。

前置后驱—FR

前置后驱是汽车驱动形式的常用术语，即发动机前置、后轮驱动(Front—engine , Rear—drive，简称FR)，是一种最传统的驱动形式。

优势：一，在拼合良好的路面上启动、加速或爬坡时，驱动轮的负荷增大(即驱动轮的附着压力增大)，其牵引性能比前置前驱型式优越；二，轴荷分配比较均匀，因而具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性，并有利于延长轮胎的使用寿命；三，发动机、离合器和变速器等总成临近驾驶室，简化了操纵机构的布置；四，转向轮是从动轮，转向机构结构简单、便于维修。

弊端：一，由于采用传动轴装置，不仅增加车重，还影响乘坐的舒适性；同时降低动力传动系的传动效率，影响了燃油经济性和动力性；二，纵置发动机、变速器和传动轴等总成的布置，使驾驶室空间减小，影响乘坐舒适性；同时，地板高度的降低也受到限制；汽车正面发生碰撞时，易导致发动机进入车厢，会对前排驾驶员造成伤害。三，在雪地或易滑路面上启动加速时，后轮推动车身，易发生摆尾现象。

后置后驱—RR

即发动机后置、后轮驱动(Rear—engine Rear—drive，简称RR）

优势：1．重量集中于汽车的后部，发动机距驱动轴很近，因而驱动轮负荷大，启动加速时牵引力大，且传动效率高，燃油经济性好。2．有利于车身内部布置，车厢内的面积利用率高。3．易于将发动机与车厢隔开，减少车厢内的振动和噪声，乘坐舒适性良好。4．可在地板下设置容积很大的行李仓。

弊端：1.前轮附着力小，高速时转向不稳定，影响了操纵稳定性。2.水箱布置困难，不利于发动机的散热。3.发动机防尘困难。4.发动机和变速器等总成远离驾驶员，远程（Remote）操纵机构的布置较复杂。5.故障不宜及时判别，维修保养困难。

前置前驱—FF

前置前驱即发动机前置、前轮驱动(Front—en-gine Front—drive，简称FF)，这是轿车(含微型、经济型汽车)上比较盛行的驱动型式，但货车和大客车基本上不采用该型式。前置前驱轿车的布局一般都是将发动机横向布置，与设计紧凑的变速驱动桥相连。

优势：1．省略传动轴装置，减轻了车重，结构比较紧凑； 2．有效地利用了发动机室的空间，驾驶室内空间较为宽敞，并有利于降低地板高度，提高乘坐舒适性； 3．发动机*近驱动轮，动力传递效率高，燃油经济性好； 4．发动机等总成前置，增加前轴的负荷，提高了轿车高速行驶时的操纵稳定性和制动时的方向稳定性； 5．简化了后悬架系统； 6．在积雪或易滑路面上行驶时，车前轮牵拉车身，有利于保证方向稳定性。弊端：1.启动、加速或爬坡时，前轮负荷减少，导致牵引力下降； 2.前桥既是转向桥，又是驱动桥，结构及工艺复杂，制造成本高、维修保养困难。

中置后驱—MR

中置后驱即发动机中置、后轮驱动(Middle—engine Rear—drive，简称MR)，是大多数运动型轿车和方程式赛车所采用的型式。

优势：对于运动车型来说，1．可获得最佳的轴荷分配，操纵稳定性和行驶平顺性较好。2．发动机临近驱动桥，无需传动轴，从而减轻车重，具有较高的传动效率。3．重量集中，车身平摆方向的惯性力矩小，转弯时，转向盘操作灵敏，运动性好。

对于大和中型汽车，具有车厢内的面积利用率较高、车内噪音小、传动轴短、传动效率高等优点。

弊端：对于运动车型，1.发动机的布置占据了车厢和行李箱的一部分空间，通常，车厢内只能安放2张座椅。2.对发动机的隔音和绝热效果差，乘坐舒适性有所降低。

对于大中型客车，1．发动机需要特殊设计，且其冷却和防尘不易。2．远程操纵机构复杂，维修保养不便。3．地板高度难于降低。

四轮驱动—4WD

四轮驱动系统，又称全轮驱动系统，是指汽车前后轮都有动力。可按行驶路面状态不同而将发动机输出扭矩按不同比例分布在前后所有的轮子上，以提高汽车的行驶能力。一般用4X4或4WD来表示，如果一辆车上标有上述字样，那就表示该车辆拥有4轮驱动的功能。

优点：

1.提高通过性，由于四轮驱动车辆的四个车轮都传递动力，所以车辆所获得的驱动力是两轮驱动的2倍。且前后轮相互支持，这样大大提高了在湿滑冰雪路面和凹凸不平路面的通过性。

2.提高爬坡性，同理，四轮驱动的车辆可以爬上两轮驱动车辆爬不上去的陡坡。

3.转弯性能极佳，轮胎的附着力与传输至道路的动力大小有密切的关系，随动力的增大，轮胎的转弯力趋向减小。动力减小，转弯力升高，提高湿滑路面与变换车道时的性能。

4.启动和加速性能极佳，四轮驱动的车辆，发动机功率平均传递至所有四个车轮，四个车轮的附着力都可以被有效利用。所以即使猛然将加速踏板踩到底，车轮也不可能空转，从而提高了车辆的启动和加速性能。

5.直线行驶稳定性，由于每个车轮的剩余附着力升高，所以车轮抗外界扰动的能力得到增强。因此常四轮驱动显示出优越的方向稳定性。

缺点：结构复杂、重量增加、成本升高、震动和噪音略有升高、油耗增加。

汽车传动系统的分类

机械式传动系

传动系统一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。其基本功用是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮，产生驱动力，使汽车能在一定速度上行驶。

液力传动系

以液体为工作介质，利用液体动能来传递能量的流体传动系称为液力传动系。叶轮将动力机（内燃机、电动机、涡轮机等）输入的转速、力矩加以转换，经输出轴带动机器的工作部分。液体与装在输入轴、输出轴、壳体上的各叶轮相互作用，产生动量矩的变化，从而达到传递能量的目的。液力传动的输入轴与输出轴之间只靠液体为工作介质联系，构件间不直接接触，是一种非刚性传动。液力传动系的优点是：能吸收冲击和振动，过载保护性好，甚至在输出轴卡住时动力机仍能运转而不受损伤，带载荷起动容易，能实现自动变速和无级调速等。因此它能提高整个传动装置的动力性能。

静液式传动系

静液式传动（hydrotatictransmission）用来在发动机与驱动轮之间传递动力。静液式传动由油泵、液压马达、管路等组成。根据结构不同，静液传动有用液压马达驱动驱动桥和直接驱动车轮两种。工作原理是发动机驱动油泵使系统内工作油升压，压力油通往管路、各种控制元件和液压马达。液压马达将工作油压转变为转矩驱动汽车的驱动桥或驱动车轮。

电力式传动系

电力式传动系主要由发动机驱动的发电机2、整流器3、逆变装置（将直流电再转变为频率可变的交流电的装置）、和电动轮（内部装有牵引电动机和减速器的驱动轮）等组成。

汽车传动系统的组成

汽车的传动系统由离合器、变速器、万向节、主减速器、差速器和半轴组成。汽车传动系统的作用是将发动机的动力传递给汽车的驱动轮产生驱动力，使汽车以一定的速度行驶。发动机和驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系统。应保证汽车在各种行驶工况下具有必要的牵引力和速度，以及牵引力和速度的协调变化，使汽车具有良好的动力性和燃油经济性。还应保证汽车能倒车，左右驱动轮能满足差速要求，动力传递能根据需要平稳结合或完全快速分离。

离合器：离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。

变速器：变速箱，别称变速器，是用来改变来自发动机的转速和转矩，并能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的汽车配件。变速箱由变速传动机构和操纵机构组成，有些汽车还有动力输出机构，可分为有级式、无级式和综合式变速器，具有实现倒车行驶、中断动力传递、改变传动比等功能。由于汽车自动变速箱的种类繁多,还包括ATD、CT、CVT等。

万向传动装置：万向传动装置是用来在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递动力的装置。其作用是连接不在同一直线上的变速器输出轴和主减速器输入轴，并保证在两轴之间的夹角和距离经常变化的情况下，仍能可靠地传递动力。

驱动桥：驱动桥（driving axle）由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。是将万向传动装置传来的动力折过90°角，改变力的传递方向，并由主减速器降低转速，增大转矩后，经差速器分配给左右半轴和驱动轮。

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