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汽车传动系统总体结构简介

【摘要】:能力标准学完本任务,你应获得以下能力:①能正确认识传动系统的总体结构。任务描述请以下列任务为指导,完成相关知识的学习和实施练习:①对汽车传动系统进行总体认识,识别各个组成部分的位置。图5.7全轮驱动传动系统布置形式示意图传动系统总体结构传动系统的结构因传动系统的布置、类型及驱动方式的影响而有所不同。传动系统主要由离合器及其操纵机构、变速器及其操纵机构、万向节与传动轴及驱动桥组成。

能力标准

学完本任务,你应获得以下能力:

①能正确认识传动系统的总体结构。

②能正确描述传动系统各组成部分的作用。

③了解汽车传动系统的布置形式及其特点。

任务描述

请以下列任务为指导,完成相关知识的学习和实施练习:

①对汽车传动系统进行总体认识,识别各个组成部分的位置。

②认识传动系统的布置形式。

相关知识

传动系统概述

(1)传动系统的作用

汽车传动系统是指从发动机到驱动车轮之间所有的动力传递装置的总称。其作用是将发动机发出的动力,以一定的关系和要求传递到车轮,使汽车行驶。传动系统可以实现以下功能:

①降速增矩。

②实现汽车倒车行驶。

③中断动力传动。

④差速作用。

(2)传动系统的分类

按结构和传动介质不同,汽车传动系统的形式可分为机械式、液力机械式、静液式及电力式等。

1)机械式传动系统

机械式传动系统完全依靠机械的方式将发动机动力传给驱动轮。图5.1所示为机械式传动系统的组成示意图。发动机纵向布置在汽车前部,后轮为驱动轮。传动系统由离合器、变速器、传动轴万向节组成的万向传动装置以及安装在驱动桥壳中的主减速器差速器和半轴等组成。发动机发出的动力依次经离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器及半轴,最后传给驱动轮。

图5.1 机械式传动系统

2)液力机械式传动系统

液力机械式传动系统以液体为传力介质,利用液体在主动元件和从动元件之间的循环流动过程中功能变化来传递动力。

图5.2所示为液力机械式传动系统的组成示意图。液力机械变速器由液力传动装置和有级式机械变速器组成。液力传动装置有液力耦合器和液力变矩器两种。液力耦合器只能传递转矩,而不能改变转矩大小,可代替离合器的部分功用。液力变矩器除具有液力耦合器的全部功用外,还能在一定范围内实现无级变速,因此,目前应用较为广泛。但是,液力变矩器传动比变化范围还不能满足使用要求,故一般在其后再串联一个有级式机械变速器。

图5.2 液力机械式传动系统

3)静液式传动系统

在静液式传动系统中,动力是通过液体传动介质的静压力能的变化而传递的。发动机输出机械能,通过油泵转换成液能,再由液压马达转换成机械能。发动机输出的动力通过液压泵转换成液压能,然后再由液压马达重新转换为机械能,驱动车轮转动,如图5.3所示。

图5.3 静液式传动系统

4)电力式传动系统

电力式传动系统由发动机驱动发电机发电,然后将电能传给电动机,最后带动驱动轮转动。

电力式传动系统如图5.4所示。主动部件是由发动机驱动的发电机,从动部件是牵引电动机,电力式传动系统在组成和布置上与液力机械式传动系统有些类似。可以只用一个电动机,与传动轴或驱动桥相连,电动机输出的动力经主减速器、差速器、半轴传给驱动轮,也可以在每个驱动轮上单装一个电动机,电动机输出的动力必须通过一套减速机构传递给驱动轮,因为牵引电动机的输出转矩不够大而转速过高,不能满足汽车行驶驱动的需要。

图5.4 电力式传动系统

(3)传动系统的布置形式

汽车传动系统的布置形式主要与发动机的安置及汽车驱动形式有关。

1)发动机前置、后轮驱动(FR型)

发动机前置、后轮驱动是目前普通汽车广泛采用的一种传动形式,图5.1所示为典型的前置后驱型传动系统。它一般是将离合器和变速器连成一个整体安装在汽车前部,而主减速器、差速器和半轴则安装在汽车后部的后桥壳中,两者之间通过万向传动装置相连。这种布置形式,发动机散热条件好,便于驾驶员直接操纵发动机、离合器和变速器,操纵机构简单,维修方便,且后驱动轮的附着力大,易获得足够的牵引力

2)发动机前置、前轮驱动(FF型)

图5.5所示为发动机前置、前轮驱动的传动系统布置形式示意图。其变速器、主减速器和差速器制为一体并与发动机、离合器一起集中安装在汽车前部。发动机有纵向布置和横向布置之分。FF型除具有发动机散热条件好、操纵方便等优点外,还省去了很长的传动轴,传动系统结构紧凑,整车质心降低,汽车高速行驶时稳定性好。但其上坡时,前轮附着力减小,易打滑;下坡制动时,前轮载荷过重;高速时,易发生翻车现象。故这种布置主要用于质心较低的轿车上。

图5.5 发动机前置、前轮驱动传动系统布置示意图

3)发动机后置、后轮驱动(RR型)

图5.6所示为发动机后置、后轮驱动的传动系统布置形式示意图。发动机、离合器和变速器制为一体,布置在驱动桥之后。这样可以大大缩短传动轴的长度,使传动系统结构紧凑,质心有所降低,前轴不易过载,后轮附着力大,并能更充分地利用车厢面积。但由于发动机后置,其散热条件差。发动机、离合器和变速器的远距离操纵使操纵机构变得复杂,维修调整不便。这种布置除用在大型客车上外,某些微型或轻型轿车也采用这种布置形式。

图5.6 发动机后置、后轮驱动的传动系统布置形式示意图

4)全轮驱动(4WD型)

为了充分利用所有车轮与地面之间的附着条件,以获得尽可能大的牵引力,越野汽车均采用全轮驱动。图5.7所示为4×4越野汽车传动系统布置形式示意图。与发动机前置、后轮驱动的4×2汽车相比较,其前桥既是转向桥也是驱动桥。为了将发动机传给变速器的动力分配给前后两驱动桥,在变速器后增设了分动器,并相应地增设了从变速器通向分动器、从分动器通向前后两驱动桥之间的万向传动装置。由于前驱动桥又是转向桥,因此,左右两根半轴均分为两段,并用万向节相连。

图5.7 全轮驱动传动系统布置形式示意图

传动系统总体结构

传动系统的结构因传动系统的布置、类型及驱动方式的影响而有所不同。传动系统主要由离合器及其操纵机构、变速器及其操纵机构、万向节与传动轴及驱动桥组成。其中驱动桥由主减速器、差速器和半轴组成。

现代汽车越来越多地采用了液力机械式传动系统,以液力机械变速器代替了机械式传动系统中的离合器和变速器。

(1)离合器

离合器的功用是按照需要适时接合或切断发动机与传动系统的动力传递。汽车起步之前,必须将发动机与驱动轮之间的传动路线切断,以便启动发动机。汽车起步时,再逐渐恢复传动系统的传动能力,保证发动机不熄火,且汽车平稳起步。此外,在变换挡位及汽车制动之前,也都需要暂时切断动力的传递。

(2)变速器

变速器的功用如下:

1)扩大发动机输出转矩和转速的变化范围

汽车在使用过程中,受道路和气候等各种使用条件的限制,车速和驱动力在很大范围内不断变化,而发动机输出转矩和转速的变化范围有限,因此变速器通过改变传动比,改变发动机转矩和转速,使作用在驱动轮上的驱动力足以克服各种外界的阻力,如滚动阻力、空气阻力和坡道阻力等。

2)汽车倒车行驶

汽车在进入车库和掉头等情况时,需要倒车行驶,然而,发动机是不能反向旋转的,传动系统在保证发动机旋向不变的情况下,能使驱动轮反向旋转,所以在变速器内设有倒车挡。

3)中断动力传递

在发动机不停止运转的情况下,汽车在滑行、停驻时,在变速器中设有空挡,能较长时间中断动力传递。

(3)万向传动装置

万向传动装置的功用是将变速器输出的动力传给驱动桥中的主减速器,同时能满足两者相对位置变化的需要。

(4)驱动桥

1)主减速器

主减速器的功用是进一步降低转速,增大转矩,改变动力的传递方向。

2)差速器

将主减速器传来的动力分配给左右两半轴,并允许左右两半轴以不同角速度旋转,以满足左右两驱动轮在行驶过程中差速的需要。

3)半轴

将差速器传来的动力传给驱动轮,使驱动轮获得旋转的动力。

全轮驱动的汽车,在变速器和万向传动装置之间装有分动器,分动器的功用是将发动机的动力分配给所有驱动桥。

任务实施

实施要求

☞任务目标与要求

①小组成员分工协作,利用实训资料,依据任务工作单制订工作计划,并通过小组自评或互评检查工作计划。

②认识传动系统的整体结构,识别各组成部分,确定各部分的安装位置,并说明各部分的功用。

③能识别传动系统的布置形式,描述动力传递路线。

☞注意事项

在任务实施过程中,严格遵守相关实验实训制度和规范的要求,注意职场健康与安全需求,做好废料的处理,并保持工作场所的整洁。实施步骤

☞准备工作

①小组接受工作任务,准备实训车辆,清理场地,做好实施准备工作。

②组长带领组内成员阅读任务工作单,查阅相关手册或指导书,合理分工,制订任务计划,并检查计划的有效性。

☞实施步骤

①依照任务工作单的引导,观察认识所用实训车辆传动系统的各个组成部分,并填写任务工作单。

②依照任务工作单的引导,查找各主要部分的安装位置,分析传动系统的布置形式,观察动力传递路线,并填写任务工作单。

☞评估总结

①回答指导教师提问,并接受指导教师相关考核。

②对本次任务完成过程及效果进行自我评价和小组互评,填写任务工作单。

③清洁工作场所,清点归还相关工具设备,完成本次任务。

任务工作单