周德寬 汽車構(gòu)造 13 傳動系統(tǒng)概說

1、汽 車 構(gòu) 造（下冊）,同濟(jì)大學(xué) 汽車學(xué)院,自我介紹,姓名：辦公地點(diǎn)：電話：E-mail：,周 德 寬,同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院工程中心,69589251-1058,zdkwayzdc@citiz.net,一、總體內(nèi)容,汽車傳動系統(tǒng)汽車行駛系統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)制動系統(tǒng)汽車車身、儀表、照明及附屬系統(tǒng),,除發(fā)動機(jī)系統(tǒng)以外的汽車其它組成部分,其它：車身、儀表及顯示、照明與信號、電氣與電子系統(tǒng)、空調(diào)、取暖及通風(fēng)、雨刷……,二、各系統(tǒng)的作用與

2、組成,作用：將發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動力矩和轉(zhuǎn)速，以一定的關(guān)系和要求傳遞到車輪的系統(tǒng)。,1. 傳動系統(tǒng)：,組成： 離合器及其操縱 變速器及其操縱 萬向節(jié)與傳動軸 驅(qū)動橋,二、各系統(tǒng)的作用與組成,1. 傳動系統(tǒng)：,二、各系統(tǒng)的作用與組成,2. 行駛系統(tǒng)：,作用： 接收發(fā)動機(jī)傳遞的轉(zhuǎn)矩，并通過驅(qū)動輪與地面的附著作用，產(chǎn)生驅(qū)動力并保證車輛的正常行駛； 傳遞

3、并承受路面作用于車輪的力和因此而產(chǎn)生力矩； 減緩路面對車身的沖擊，并衰減由此產(chǎn)生的振動，保證汽車的行駛平順性； 配合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛行駛方向的控制，并保證車輛的操縱穩(wěn)定性； 配合制動系統(tǒng)，保證車輛的制動性。,組成： 車 架 車 橋 車 輪 懸 架,二、各系統(tǒng)的作用與組成,2. 行駛系統(tǒng)：,二、各系統(tǒng)的作用描述與組成,2.

4、行駛系統(tǒng)：,3. 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：,二、各系統(tǒng)的作用與組成,作用：按駕駛員（或其他設(shè)備）的要求，改變和恢復(fù)車輛的行駛方向，保證良好的可操縱性、安全性和輕便性，并緩和因轉(zhuǎn)向引起的沖擊。,組成： 轉(zhuǎn)向器與操縱機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu) 動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及附屬系統(tǒng),二、各系統(tǒng)的作用與組成,方向盤,3. 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：,方向,胎輪,4. 制動系統(tǒng)：,二、各系統(tǒng)的作用與組成,作用：按駕駛員（或其他設(shè)備）的要求，通過

5、操縱，在車輪上產(chǎn)生一定的力矩，使行駛中的車輛減速、停車，并達(dá)到駐車等功能。,組成： 供能裝置 控制裝置 傳力裝置 制動器,二、各系統(tǒng)的作用與組成,4. 制動系統(tǒng)：,,打開你們的書，到第1頁——,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,一、汽車傳動系統(tǒng)的組成與功能,1.1 汽車傳動系基本功用： 將發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動力矩和轉(zhuǎn)速，以一定的關(guān)系和要求傳遞到車輪的系統(tǒng)。,第十

6、三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,一、汽車傳動系統(tǒng)的組成與功能,1.2 汽車傳動系的組成：,前 端,前置后驅(qū)動方案,,,,,,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,一、汽車傳動系統(tǒng)的組成與功能,離合器：傳遞或者切斷動力；在正常工作時接通，在起步、換檔、制動、滑行時斷開；在駕駛員的操縱下，通過主動、從動部分結(jié)合或分離實(shí)現(xiàn)傳遞或斷開；注意：在正常使用中滑行是一種危險狀態(tài)，一般我們做的滑行是為了通過滑行試驗(yàn)獲得車輛的路面阻力。,離合器：,第十三章

7、汽車傳動系統(tǒng)概述,一、汽車傳動系統(tǒng)的組成與功能,,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,一、汽車傳動系統(tǒng)的組成與功能,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,一、汽車傳動系統(tǒng)的組成與功能,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,一、汽車傳動系統(tǒng)的組成與功能,差速器,差速器、半軸：實(shí)現(xiàn)左右車輪的差速；原因：在汽車轉(zhuǎn)向時，左右驅(qū)動輪，在相同的時間內(nèi)，行駛的距離不同，需要獲得不同的線速度，內(nèi)側(cè)車輪的線速度較小，外側(cè)車輪的線速度較大。實(shí)現(xiàn)方法：動力經(jīng)：主減——差速器

8、——半軸，傳遞到驅(qū)動輪。,半軸,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,一、汽車傳動系統(tǒng)的組成與功能,主減速器,主減速器：減速增扭；原因：發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速高，扭矩小。原理：P=n×T主減速器的傳動比一般用i0 表示；與變速箱的傳動比ig共同構(gòu)成整車傳動比I。I=i0×ig,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,一、汽車傳動系統(tǒng)的組成與功能,傳動軸,傳動軸：傳遞動力；連接變速箱與主減速器。,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,一、汽

9、車傳動系統(tǒng)的組成與功能,1.3 汽車傳動系的功能：,實(shí)現(xiàn)汽車減速增矩；實(shí)現(xiàn)汽車變速；實(shí)現(xiàn)汽車倒車；必要時中斷動力傳遞；應(yīng)使車輪具有差速功能；能夠消除變速器與驅(qū)動橋之間因相對運(yùn)動而產(chǎn)生的不利影響；,主減速器,變速器,離合器、空檔,差速器、半軸,萬向節(jié)、傳動軸,倒檔,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,一、汽車傳動系統(tǒng)的組成與功能,需要掌握的要點(diǎn):汽車傳動系統(tǒng)由哪些部件組成？汽車傳動系統(tǒng)的主要功能有哪些，是如何實(shí)現(xiàn)的？,,,第十三

10、章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)的布置方案,2.1 主要內(nèi)容:介紹典型的汽車傳動系統(tǒng)的布置方案，明確各種布置方案的特點(diǎn)。,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)的布置方案,汽車的用途：載貨車、大客車、轎車、越野車……汽車的布置空間；整車的質(zhì)量分配；,2.2 影響汽車傳動系布置的幾個要素：,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)的布置方案,FR——發(fā)動機(jī)前置后驅(qū)動；FF——發(fā)動機(jī)前置前驅(qū)動；RR——發(fā)

11、動機(jī)后置后驅(qū)動；MR——發(fā)動機(jī)中置后驅(qū)動；AWD——全輪驅(qū)動方案(All- Wheel Drive)；,2.3 典型的汽車傳動系布置方案,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)的布置方案,2.4 典型汽車傳動系布置方案的應(yīng)用于優(yōu)缺點(diǎn),FR——發(fā)動機(jī)前置后驅(qū)動（圖14-1）；,應(yīng)用范圍：大、中型載貨汽車，部分轎車、客車。優(yōu)點(diǎn)：獲得比較合理的軸荷分布。 在滿載情況下可以獲得更好的動力性，并保證制動性

12、。 方便布置； 便于維護(hù)和保養(yǎng)；缺點(diǎn)： 需要較長的傳動軸，增加整車重量； 使用多個萬向節(jié)，降低了傳動系統(tǒng)的效率； 影響地板的布置。,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)的布置方案,FF——發(fā)動機(jī)前置前驅(qū)動（圖14-2）；,應(yīng)用范圍：大部分轎車。發(fā)動機(jī)布置：可以橫置或縱置。優(yōu)

13、點(diǎn)：無傳動軸穿過地板，增加乘坐空間。 相對于FR布置，可以獲得比較好的隔振效果； 傳動系統(tǒng)效率較高。 提高車輛的操縱穩(wěn)定性； 結(jié)構(gòu)緊湊；缺點(diǎn)： 在車輛滿載時，質(zhì)心后移較多，影響動力性； 發(fā)動機(jī)艙布置部件過多，影響散熱和維修； 前輪既是轉(zhuǎn)向

14、輪又是驅(qū)動輪，結(jié)構(gòu)和運(yùn)動關(guān)系復(fù)雜。,應(yīng)用范圍：大部分轎車。發(fā)動機(jī)布置：可以橫置或縱置。優(yōu)點(diǎn)：無傳動軸穿過地板，增加乘坐空間。 相對于FR布置，可以獲得比較好的隔振效果； 傳動系統(tǒng)效率較高。 提高車輛的操縱穩(wěn)定性； 結(jié)構(gòu)緊湊；缺點(diǎn)： 在車輛滿載時，質(zhì)心后移較多，影響動力性；

15、 發(fā)動機(jī)艙布置部件過多，影響散熱和維修； 前輪既是轉(zhuǎn)向輪又是驅(qū)動輪，結(jié)構(gòu)和運(yùn)動關(guān)系復(fù)雜。,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)的布置方案,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)的布置方案,RR——發(fā)動機(jī)后置后驅(qū)動（圖14-3）；,應(yīng)用范圍：大、中型客車優(yōu)點(diǎn)：容易做到前后軸荷的分配合理。 空間利用高； 降低車廂內(nèi)的噪聲。缺點(diǎn)：

16、 穩(wěn)定性差； 操縱距離長，操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜； 無迎風(fēng)，不容易散熱，發(fā)動機(jī)的冷卻條件差。,RR——發(fā)動機(jī)后置后驅(qū)動（圖）；,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)的布置方案,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)的布置方案,MR——發(fā)動機(jī)中置后驅(qū)動（圖14-4）；,應(yīng)用范圍：跑車、方程式賽車，一些大中型客車將臥式發(fā)動機(jī)裝在地板下面。優(yōu)點(diǎn)：可以采用較大功率

17、的發(fā)動機(jī)。 將發(fā)動機(jī)放在駕駛員座椅之后和后軸之前，有利于獲得最佳的軸荷分配； 縮短了傳動軸的長度； 空間利用率較高； 散熱效果較好；缺點(diǎn)： 穩(wěn)定性一般； 操縱距離較長，操縱機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜；,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)的布置方案,AWD——全輪驅(qū)動（圖14-4）；,應(yīng)

18、用范圍：越野車、軍事車輛，高級轎車。優(yōu)點(diǎn)：最大限度的利用地面附著條件，獲得盡可能大的牽引力。 缺點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 成本高； 重量大；,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)的布置方案,需要掌握的要點(diǎn):汽車傳動系統(tǒng)的布置方案有哪些？汽車傳動系統(tǒng)的各布置方案的特點(diǎn)和適用范圍？,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,二、汽車傳動系統(tǒng)

19、的布置方案,,,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,三、汽車傳動系統(tǒng)的類型,3.1汽車傳動系統(tǒng)的類型:分類方法：按傳動元件的特征分類。機(jī)械式：全部傳動部件均由機(jī)械部件組成的傳動系。液力式：分為液力機(jī)械式和靜液式。液力機(jī)械式指由部分液壓傳動部件和機(jī)械部件組成的傳動系。靜液式又稱容積式，傳動系統(tǒng)的主要部件均由液壓部分組成。電力式：由電力部件和機(jī)械部件組成的傳動系。,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,三、汽車傳動系統(tǒng)的類型,3.2 液力式傳動

20、系統(tǒng)：,液力式傳動系統(tǒng)分為：液力機(jī)械式（動液式）；靜液式。,以液體為傳動介質(zhì)，利用液體在主動元件和從動元件之間流動過程中動能的變化來傳遞動力。分為液力耦合器和液力變矩器。,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,三、汽車傳動系統(tǒng)的類型,3.2 液力式傳動系統(tǒng)：,液力耦合器——起到離合器的部分作用；,保證車輛平穩(wěn)起步，加速、減速；在換檔過程中仍然產(chǎn)生沖擊。,特點(diǎn)：不能改變扭矩的大小，只起到傳遞扭矩的作用；優(yōu)點(diǎn)：便于操作。起步平穩(wěn)，減少沖

21、擊。缺點(diǎn)：不便于維護(hù)，效率低；增加質(zhì)量，仍需要離合器、軸向尺寸增加等。應(yīng)用范圍：大型載重汽車；前景：將被淘汰。,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,三、汽車傳動系統(tǒng)的類型,3.2 液力式傳動系統(tǒng)：,液力變矩器——在一定的范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速，配合機(jī)械變速箱后，可在幾個速度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級變速，組成液力機(jī)械變速箱。,特點(diǎn)：能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速；優(yōu)點(diǎn)：可以自動操作。缺點(diǎn)：不便于維護(hù)，造價高；復(fù)雜、質(zhì)量大，效率較低等。應(yīng)用范圍：轎車、載貨

22、車；前景：發(fā)展?jié)摿Υ蟆?第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,三、汽車傳動系統(tǒng)的類型,3.2 液力式傳動系統(tǒng)：,靜液式（圖14-6）,1.驅(qū)動橋2.液壓馬達(dá)3.制動踏板4.加速踏板5.變速操縱桿6.液壓控制器7.油泵,發(fā)動機(jī),,靜液式傳動系統(tǒng)工作流程：,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,靜液式傳動系統(tǒng)工作流程：,靜壓式傳動系統(tǒng)可以通過控制油泵的輸出壓力油的流量或流向，來實(shí)現(xiàn)汽車的平穩(wěn)起步，加速、倒車等

23、。具體為：,怠速工況：油泵空轉(zhuǎn)，系統(tǒng)內(nèi)無壓力，相當(dāng)于汽車的空檔；,起步工況：油泵流量較小，建立較高的系統(tǒng)壓力，使液壓馬達(dá)輸出較大的轉(zhuǎn)矩；,加速工況：油泵流量逐步加大，降低系統(tǒng)壓力，提高液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。,倒車工況：通過改變壓力油的流向，實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)的反轉(zhuǎn)。,靜壓式傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍：優(yōu)點(diǎn)：工作平穩(wěn)、噪音低、出力大；缺點(diǎn)：效率低、造價高、可靠性差、因油液污染導(dǎo)致壽命低。應(yīng)用范圍：軍事車輛。,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,第十三章

24、 汽車傳動系統(tǒng)概述,三、汽車傳動系統(tǒng)的類型,3.2 電力式傳動系統(tǒng)：,因?yàn)榄h(huán)境污染、能源危機(jī)等問題日益突出，目前電動汽車越來越得到企業(yè)和社會的關(guān)注。電動汽車的發(fā)展，在近幾年來得到了快速的發(fā)展。 電力傳動系統(tǒng)方案也由過去的發(fā)動機(jī)——發(fā)電機(jī)——電動機(jī)模式，轉(zhuǎn)向電池單元——電動機(jī)模式。電動機(jī)由過去的直流電機(jī)向交流異步電機(jī)轉(zhuǎn)變。燃料電池、混合驅(qū)動、車載蓄電池、線控、電動輪等技術(shù)越來越成為研究的熱點(diǎn)。 目的在于：降低

25、排放、甚至做到零排放，緩解環(huán)境污染； 避免石油危機(jī)，解決能源的安全問題； 對我國來說：更在于抓住發(fā)展機(jī)遇，縮短與國外的差距。,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,3.2 電力式傳動系統(tǒng)：,電力傳動系統(tǒng)的分類：傳統(tǒng)電力模式：發(fā)動機(jī)+發(fā)電機(jī)+（（電動機(jī)+機(jī)械傳動）/電動輪）純電動模式：車載蓄電池+ （（電動機(jī)+機(jī)械傳動）/電動輪）混合動力模式：發(fā)動機(jī)|蓄電池+電動機(jī)燃料電池

26、發(fā)動機(jī)模式：燃料電池|蓄電池+ （（電動機(jī)+機(jī)械傳動）/電動輪）,第十三章 汽車傳動系統(tǒng)概述,3.2 電力式傳動系統(tǒng)：,電力傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：無（?。┪廴?、效率高、無級調(diào)速，驅(qū)動平穩(wěn)、沖擊小、噪音低、使用壽命長、電動機(jī)的高效區(qū)寬等。電動輪方案、線控技術(shù)還可以簡化布置。缺點(diǎn)：造價高、目前電池技術(shù)、充電技術(shù)、電池管理技術(shù)還不成熟，高壓電安全、電磁干擾等問題還有待研究，需要消耗貴金屬，質(zhì)量可能增加。對于燃料電池來說，還有氫設(shè)施、氫