第十一章汽車傳動系統(tǒng)汽車傳動系統(tǒng)的基本功用是將發(fā)動機所發(fā)出的動力傳遞到驅動車輪,按能量傳遞方式的不同分為機械式、液力式、電力式傳動系統(tǒng),均具有減速增矩、變速、倒車、中斷動力、輪間差速和軸間差速等功能。貨車采用發(fā)動機前置、后輪驅動的傳統(tǒng)布置方式，簡稱ＦR式，其技術特點是前排車輪負責轉向,后排車輪承擔整個車輛的驅動工作,它能有效運用載荷重量產生驅動力。它將發(fā)動機縱向放置在汽車前部，通過一線展開的離合器、變速器、萬向傳動裝置(萬向節(jié)和傳動軸）將動力傳給后部的驅動橋，經驅動橋內的主減速器、差速器和半軸帶動后輪，推著汽車前進。輪間差速汽車轉向時，外側車輪滾過的路程長,內側車輪滾過的路程短，規(guī)定外側車輪轉速快于內側車輪。通過驅動橋中的差速器,可以使兩驅動輪能以不同轉速轉動，實現(xiàn)差速功能。分時四輪驅動系統(tǒng)有前后兩個驅動橋,前置發(fā)動機通過離合器、變速器將動力傳給分動器,再經傳動軸分別傳遞到前后驅動橋,駕駛員一般通過操縱桿或按鈕控制分動器在兩驅與四驅之間進行切換。分動器一般配有H2、H4及L4等檔位，H2是高速兩輪驅動,H4用于雨雪天和沙石路面,L4適宜于拖曳重物或越野攀坡。離合器安裝在發(fā)動機與變速器之間，用來分離或接合前后兩者之間動力聯(lián)系。汽車離合器有摩擦式離合器、液力偶合器、電磁離合器等幾種。目前在汽車上廣泛采用的是用彈簧壓緊的摩擦式離合器（簡稱為摩擦離合器）。功用:平穩(wěn)起步，平順換檔，防止過載。一、摩擦離合器由積極部分從動部分壓緊機構操縱機構組成二、螺旋彈簧離合器采用螺旋彈簧作為壓緊元件的離合器，稱為螺旋彈簧離合器。將若干個螺旋彈簧沿壓盤圓周分布的稱為周布彈簧離合器,將一個大螺旋彈簧置于離合器中央的稱為中央彈簧離合器。三、膜片彈簧離合器采用膜片彈簧作為壓緊元件的離合器,稱為膜片彈簧離合器。膜片彈簧為碟形,其上開有若干個徑向開口，形成若干個彈性杠杠。彈簧中部兩側有鋼絲支承圈,用鉚釘將其安裝在離合器蓋上。五、離合器操縱機構操縱機構是為駕駛員控制離合器分離與接合限度的一套專設機構。按照操縱離合器的能源劃分,離合器操縱機構分為人力式、助力式和動力式三種。按傳動方式劃分,離合器操縱機構有機械、液壓和氣壓三種。離合器接合時,分離軸承前端與膜片彈簧(或分離杠杠內端）之間有一定的軸向間隙，稱為自由間隙。從踩下離合器踏板到消除自由間隙所相應的踏板行程稱為離合器踏板自由行程。摩擦襯片磨損后膜片彈簧離合器比螺旋彈簧離合器能更可靠地傳遞轉矩。變速器1．變速器的功用①改變傳動比；②改變行駛方向;③中斷動力傳遞。2．變速器的組成①變速傳動機構②變速操縱機構。3.變速器的分類①按傳動比變化方式：有級式、無級式和綜合式。②按換檔操縱方式:手動操縱式、自動操縱式和半自動操縱式。變速傳動機構重要由齒輪、軸及變速器殼體等零部件組成，它運用不同齒數的齒輪對互相嚙合來改變變速器的傳動比，通過增長齒輪傳動的對數來實現(xiàn)倒檔。按傳動齒輪軸的數目(不涉及倒檔軸)，普通齒輪式變速器有二軸式和三軸式之分。貨車一般采用三軸式變速器,其傳動機構由殼體、第一軸（輸入軸）、中間軸、第二軸（輸出軸)、倒檔軸、各軸上齒輪等部分組成。其中，第一軸和第二軸在同一軸線上，并與中間軸平行。轎車一般采用兩軸變速器，在一般檔位只通過一對齒輪就可以將輸入軸的動力傳至輸出軸，所以傳動效率要高一些,但最高效率不如三軸變速器直接檔的高同步器采用接合套換檔時，必須使待嚙合的接合套與接合齒圈花鍵齒的圓周速度一致(同步),才干順利進入嚙合而完畢掛檔。而高檔換低檔和低檔換高檔實現(xiàn)同步的方法尚有所不同。同步器的功用是使接合套與待嚙合的齒圈迅速同步,并阻止兩者在同步前進入嚙合，從而消除換擋時的沖擊，縮短換擋時間,簡化換擋過程，使換擋操作簡捷輕便，并可延長變速器的使用壽命。現(xiàn)代汽車上廣泛使用的是慣性式同步器,運用摩擦原理實現(xiàn)同步。假如變速器布置在駕駛員座位附近，則變速桿可以從駕駛室底板伸出，由駕駛員直接操縱，這種操縱機構稱為直接操縱機構。它一般由變速桿、撥塊、撥叉、撥叉軸以及安全裝置等組成,多集裝于變速器上蓋或側蓋內，結構簡樸,操縱方便。為了保證變速器在任何情況下都能準確、安全、可靠地工作，操縱機構均設有自鎖、互鎖、倒檔鎖等安全裝置。自鎖裝置(自鎖鋼球和自鎖彈簧)的作用是：保證換檔到位;防止自動脫檔?；ユi裝置（互鎖銷,互鎖鋼球)用于防止同時掛入兩檔。倒檔鎖的作用是防止誤掛倒檔。有些汽車上，變速器的安裝位置離駕駛員座位較遠,需要在變速桿與撥叉之間加裝一些輔助杠桿或一套傳動機構,構成遠距離操縱機構。遠距離操縱機構分為變速桿布置在轉向盤旁邊和變速桿布置在駕駛座椅旁邊的地板上兩種類型。分動器的功用就是將變速器輸出的動力分派到各驅動橋,并且進一步增大扭矩,是越野車汽車傳動系中不可缺少的傳動部件,它的前部與汽車變速箱聯(lián)接，將其輸出的動力經適當變速后同時傳給汽車的前橋和后橋,此時汽車全輪驅動，可在冰雪、泥沙和無路的地區(qū)地面行駛。當越野車在良好路面上行駛,只需后輪驅動時,可用操縱手柄控制前橋接合套,切斷前驅動橋輸出軸的動力。操作時必須注意：（1）先接前橋,后掛低速檔;(２)先退出低速檔,再摘下前橋。上述規(guī)定也可以通過操縱機構加以保證。日前汽車使用最普遍的是液力自動變速器(AT），由變矩器、機械式變速器（一般采用行星齒輪)和控制系統(tǒng)三部分組成，按控制方式分為液控液壓式和電控液壓式兩種。液力變矩器重要由泵輪、渦輪和導輪組成。泵輪是積極部分，將發(fā)動機動力變成油液動能。渦輪是輸出部分，將動力傳至機械式變速器的輸入軸。導輪是反作用元件,它對油流起反作用,達成增扭作用。泵輪與變矩器外殼連為一體,是積極元件；渦輪懸浮在變矩器內,通過花鍵與輸出軸相連,是從動元件。單向離合器的作用是只允許導輪單向旋轉，不允許其逆轉。常用的有滾柱式單向離合器和楔塊式單向離合器。液力變矩器一般均帶有鎖止離合器（TCＣ），在汽車變工況行駛時(如起步、經常加減速）,鎖止離合器分離,相稱于普通液力變矩器；當汽車在穩(wěn)定工況下行駛時,鎖止離合器接合,動力不經液力傳動,直接通過機械傳動傳遞,變矩器效率為1。在行星齒輪式自動變速器中，由于所有齒輪均處在常嚙合狀態(tài)，其擋位變換是以對行星機構的基本元件進行約束來實現(xiàn)的。自動變速器中的約束元件，即換擋執(zhí)行機構通常有換擋離合器、換擋制動器和單向離合器等，分別具有連接、固定或鎖止功能，使變速器獲得不同傳動比。機械式自動變速器（AMT)是在普通人工換擋機械式變速器基礎上增長電子控制操縱機構,達成替代人工換擋的目的。AＭT保存了本來的機械變速器,因此其傳動性能基本上和機械變速器相同。這種純機械傳動的傳動效率高，結構簡樸,但是換擋過程不可避免地存在動力中斷，乘坐舒適性較差。萬向傳動裝置用于實現(xiàn)一些軸線相交且相對位置經常變化的轉軸之間的動力傳遞，典型應用場合有變速器、分動器、驅動橋之間,以及驅動橋與驅動輪之間的萬向傳動。貨車萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，當變速器與驅動橋之間距離較遠時，應將傳動軸提成兩段甚至多段，并加設中間支承,以減少自振頻率,防止共振。萬向節(jié)是實現(xiàn)轉軸之間變角度傳遞動力的部件。按萬向節(jié)在扭轉方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。汽車上一般使用剛性萬向節(jié),又分為不等速萬向節(jié)、準等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)三種。十字軸式剛性萬向節(jié)為貨車上廣泛使用的不等速萬向節(jié),由一個十字軸、兩個萬向節(jié)叉和四個滾針軸承等組成，允許相鄰兩軸的最大交角為１５゜～20゜。ｖ使用兩個十字軸式剛性萬向節(jié),并按下述條件布置時可實現(xiàn)由變速器的輸出軸到驅動橋的輸入軸的等角速傳動:（１)第一萬向節(jié)兩軸間的夾角α1與第二萬向節(jié)兩軸間的夾角α２相等;（２)第一萬向節(jié)的從動叉與第二萬向節(jié)的積極叉在同一平面內。ｖ根據雙萬向節(jié)實現(xiàn)等速傳動的原理而設計的萬向節(jié)稱為準等速萬向節(jié),最典型的是雙聯(lián)式萬向節(jié),其特點是:兩個十字軸式萬向節(jié)相連，中間傳動軸長度縮減至最小。v現(xiàn)代轎車普遍采用發(fā)動機前置、前輪驅動，萬向傳動裝置位于變速驅動橋和車輪之間,由二根傳動軸和四個萬向節(jié)組成,分為左、右兩組，傳動軸為實心軸，工作時差速器與驅動輪之間的距離變化靠伸縮型萬向節(jié)來完畢。習慣上將差速器與驅動輪之間的傳動軸稱為半軸。球籠式萬向節(jié)屬于一種等速萬向節(jié)，承載能力強,結構緊湊，拆裝方便,根據在傳遞轉矩的過程中，主從動件之間能否產生軸向位移，分為ＲF型(不能移動）和ＶL型(能移動),其中RF型用于靠近車輪處，VＬ型用于靠近變速驅動橋處。驅動橋的重要作用是:①通過主減速器齒輪的傳動，減少轉速，增大轉矩;②部分主減速器采用錐齒輪傳動,改變轉矩的傳遞方向；③通過差速器使內外側車輪以不同轉速轉動，適應汽車的轉向規(guī)定;④通過橋殼和車輪，實現(xiàn)承載及傳力作用。貨車一般采用整體式驅動橋,也稱為非斷開式驅動橋,橋殼通過鋼板彈簧與車架相連,車輪安裝在橋殼兩端上，不能在橫向平面內作相對運動。貨車驅動橋由驅動橋殼、主減速器、差速器和半軸等組成。萬向傳動裝置輸入驅動橋的轉矩，一方面?zhèn)鞯街鳒p速器,在此減少轉速、增大轉矩后，經差速器分給左右兩半軸,最后通過半軸外端凸緣盤傳至驅動輪的輪轂。主減速器的重要功用減速增矩,當發(fā)動機縱置時還能改變轉矩的方向。按參與減速傳動的齒輪副數目分，有單級主減速器和雙級主減速器之分。單級主減速器由一對齒輪完畢主減速傳動,具有結構簡樸、體積小、重量輕和傳動效率高等優(yōu)點。規(guī)定主減速器有較大傳動比時,由一對錐齒輪傳動將會導致尺寸過大,不能保證最小離地間隙的規(guī)定，這時多采用兩對齒輪傳動，即雙級主減速器。差速器的功用是既能向兩側驅動輪傳遞轉矩，又能使兩側驅動輪以不同轉速轉動，以滿足轉向等情況下內外驅動輪要以不同轉速轉動的需要。目前汽車上廣泛應用的是對稱式錐齒輪差速器,它由行星齒輪、半軸齒輪、行星齒輪軸(十字軸或一根直銷軸)和差速器殼等組成。差速器殼作為差速器中的積極件,與主減速器的從動齒輪和行星齒輪軸連成一體。半軸齒輪為差速器中的從動件。行星齒輪即可隨行星齒輪軸一起繞差速器旋轉軸線公轉,又可以繞行星齒輪軸軸線自轉。半軸是在差速器與驅動輪之間傳遞動力的實心軸,它的支承形式重要有全浮式和半浮式兩種。全浮式支承對地面反力Ｎ和F以及由Ｆ形成的彎矩均通過橋殼傳至車身,故半軸只承受轉矩，不承受任何反力和彎矩作用，受力狀態(tài)簡樸，廣泛用于各種載貨汽車。驅動橋殼分為整體式和分段式兩類。整體式橋殼因強度和剛度性能好,便于主減速器的安裝、調整和維修，而得到廣泛應用。整體式橋殼因制造方法不同,可分為整體鑄造式、中段鑄造壓入鋼管式和鋼板沖壓焊接式等。在全浮式支承結構中,輪轂通過兩個跨距較大的圓錐滾子軸承支承在半軸套管上，半軸套管與空心梁壓配在一起形成橋殼。半軸外端凸緣借助螺栓與輪轂相連，內端通過花鍵與半軸齒輪相連。發(fā)動機橫置前橋驅動的轎車,一般采用圓柱齒輪式單級主減速器，只改變轉矩的大小，不改變轉矩的方向。發(fā)動機縱置前橋驅動的轎車，一般采用圓錐齒輪式單級主減速器，既改變轉矩的大小，又改變轉矩的方向。發(fā)動機前置、后輪驅動的轎車，一般也采用斷開式驅動橋,主減速器殼固定在車架上,差速器的半軸齒輪通過萬向節(jié)與傳動軸(半軸）鉸接,傳動軸的另一端通過萬向節(jié)與驅動輪鉸接。驅動輪采用獨立懸架,兩側的驅動輪可彼此獨立地相對于車架上下跳動。汽車行駛系統(tǒng)行駛系統(tǒng)一般由車輪、車橋、懸架和車架等組成,其基本功用是:①接受傳動系的動力,通過驅動輪與路面的作用產生牽引力，使汽車正常行駛；②承受汽車的總重量和地面的反力；③緩和不平路面對車身導致的沖擊,衰減汽車行駛中的振動，保持行駛的平順性；④與轉向系配合,保證汽車操縱穩(wěn)定性。車架俗稱“大梁”，是汽車上各部件的安裝基礎,其重要功用是支承、連接汽車的各總成，保持它們之間的對的位置,并承受來自車內外的各種載荷。大多數轎車和部分大型客車取消了車架,而以車身兼代車架的作用，即將所有部件固定在車身上,所有的力也由車身來承受，這種車身稱為承載式車身。承載式車身由于無車架，可以減輕整車質量,并且還能使地板高度減少，方便乘客上、下車。將左、右兩側車輪連接在一條軸線上并通過懸架和車架(或承載式車身）相連的裝置為車橋,它功用是傳遞車架（或承載式車身）與車輪之間各方向的作用力及其力矩。安裝轉向輪的車橋叫轉向橋。轉向橋是運用車橋中的轉向節(jié)使車輪可以偏轉一定角度,以實現(xiàn)汽車的轉向。由于轉向橋通常位于汽車前部，因此也稱為前橋。貨車前橋的結構大體相同,重要由前梁、轉向節(jié)、主銷和輪轂等部分組成。轉向橋在保證汽車轉向功能的同時,應使轉向輪有自動回正作用,以保證汽車穩(wěn)定直線行駛，即當轉向輪在偶遇外力作用發(fā)生偏轉時,一旦作用的外力消失后，應能立即自動回到本來直線行駛的位置。這種自動回正作用是由轉向輪的定位參數采保證的,也就是轉向輪、主銷和前軸之間的安裝應具有一定的相對位置。這些轉向輪的定位參數有主銷后傾角、主銷內傾角、前輪外傾角和前輪前束。汽車水平停放時,在汽車的縱向垂直面內,主銷上部向后傾斜一個角度r，稱為主銷后傾角，前輪偏轉時,在與路面的接觸點處會產生一個側向反作用力,并圍繞主銷形成一個力矩,使車輪回復到本來的中間位置,保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性汽車水平停放時，在汽車的橫向垂直面內，主銷軸線與地面垂線之間的夾角β，稱為主銷內傾角。當車輪轉過一個角度，車輪軸線就離開水平面往下傾斜,致使車身上抬,勢能增長。這樣汽車自身的重力就有使轉向輪回復到本來中間位置的效果汽車水平停放時,在汽車的橫向垂直面內,車輪平面與地面垂線的夾角α,稱為前輪外傾角。假如車輪垂直地面，一旦滿載就會因車橋承載變形引起車輪上部向內傾側,導致車軸外端小軸承損壞,并使輪胎產生偏磨。轉向車輪的前端略微向內收束，使左右兩端車輪之間的距離前后不相等,后端大于前端，這就稱為前輪前束,兩車輪前后距離差即后端去前端就為前束值。轉向驅動橋重要由主減速器、差速器、萬向節(jié)、半軸、轉向節(jié)、主銷等組成。轉向驅動橋為了將動力傳給前輪,又能使前輪偏轉,必須在轉向節(jié)內加裝萬向節(jié),且主銷的軸線必須通過萬向節(jié)中心，以保證不發(fā)生運動干涉。既無轉向功能又無驅動功能的車橋稱為支持橋,現(xiàn)代普遍采用發(fā)動機前置前輪驅動的布置形式,其后橋為典型的支持橋。車輪是介于輪胎和車軸之間承受負荷的旋轉組件,重要由輪輞和輪輻組成,貨車車輪多為可拆卸式。輪輞是在車輪上安裝和支承輪胎的部件,輪輻是在車輪上介于車軸和輪輞之間的支承部件。按輪輻的構造，車輪分為輻板式和輻條式兩種形式轎車一般采用深槽式輪輞，它有帶肩的凸緣,用以安放外胎的胎圈,斷面中部制成深凹槽.以便于外胎的拆裝。輪胎總成安裝在輪輞上,直接與路面接觸。貨車一般采用有內胎的充氣輪胎，重要由外胎１、內胎2、墊帶3組成。內胎中充滿壓縮空氣,外胎用來保護內胎不受損傷且具有一定彈性；墊帶放在內胎下面，防止內胎與輪輞硬性接觸受損傷。外胎重要由胎體、胎冠、胎肩、胎側和胎圈等部分組成。普通斜交輪胎：簾布層和緩沖層各相鄰層簾線交叉排列,且與胎冠中心線成35o~40ｏ交角。子午線輪胎:簾線與胎面中心線呈90度或接近９0o角排列，分布如地球子午線?，F(xiàn)代轎車廣泛使用無內胎輪胎。它在外觀上與普通輪胎相似，所不同的是輪胎內壁上附加了一層厚約２～3mm的專門用來封氣的橡膠密封層。部分密封層下面貼著一層未硫化橡膠的特殊混合物制成的自粘層。當輪胎穿孔時,自粘層能自行將刺穿的孔粘合。部分胎圈上尚有若干道同心環(huán)形槽紋,在輪胎內空氣壓力作用下，能使胎圈緊貼在輪輞邊沿上，保證良好氣密性。氣門嘴直接固定輪輞上，用橡膠襯墊密封。懸架是車架（或承載式車身)與車橋之間一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪上的力和力扭,緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架的沖擊力,并衰減由此引起的震動，以保證汽車能平順地行駛?，F(xiàn)代汽車的懸架盡管有各種不同的結構形式，但是一般都由彈性元件、減振器和導向機構三部分組成，分別起緩沖、減振和導向作用,三者聯(lián)合起到共同傳力的作用。為防止車身在轉向時發(fā)生過大的橫向傾斜,部分汽車還裝有橫向穩(wěn)定器。１-彈性元件2-縱向推力桿3-減振器4-橫向穩(wěn)定器5－橫向推力桿減振器與彈性元件并聯(lián)安裝在懸架中，為改善行駛平順性,規(guī)定:

①在壓縮行程(車橋和車架互相靠近),減振器阻尼力較小,以便充足發(fā)揮彈性元件的彈性作用，緩和沖擊。②在伸張行程(車橋和車架互相遠離)，減振器阻尼力應大,迅速減振。非獨立懸架結構簡樸,工作可靠,應用廣泛。貨車的前、后橋一般采用縱置板簧式非獨立懸架，重要由鋼板彈簧和減振器組成。一般載貨汽車的前、后橋均采用縱置板簧式非獨立懸架,因鋼板彈簧既有緩沖、減振的功能,又起傳力和導向的作用，使得懸架結構大為簡化。為加速振動的衰減,改善駕駛員的乘坐舒適性，在貨車的前懸架中一般都裝有減振器。發(fā)動機前置、前輪驅動轎車的后橋常采用多連桿橫梁式非獨立懸架。兩端車輪用一根整體后軸相連,縱向推力桿的一端和車軸固定在一起,另一端頭部有孔，里邊裝有橡膠襯套,聯(lián)接螺栓穿過橡膠襯套中間的孔和車身相連，并形成鉸鏈點。汽車行駛過程中，整個后軸可以通過縱向推力桿和車身連接的鉸鏈點進行縱向擺動。橫向推力桿是用來傳遞車軸和車身之間的橫向作用力及其力矩的。加強桿的作用是加強橫向推力桿的安裝強度，并可使車身受力均勻。獨立懸架的重要優(yōu)點是：①兩側車輪可以單獨運動互不影響;②減小了非簧載質量,有助于汽車的平順性;③采用斷開式車橋,可以減少發(fā)動機位置，減少整車重心;④車輪運動空間較大，可以減少懸架剛度,改善平順性。汽車上用來改變或恢復其行駛方向的專設機構稱為轉向系統(tǒng),其功用是保證汽車能按駕駛員的意志進行轉向行駛。按轉向能源的不同,轉向系統(tǒng)分為機械轉向系統(tǒng)和動力轉向系統(tǒng)（助力轉向系統(tǒng)）兩大類。轉向器是轉向系統(tǒng)中的減速傳動裝置,并負責將轉向盤的轉動變?yōu)檗D向搖臂的擺動。轉向器的傳動比越大,轉動轉向盤所需要的操縱力就越小,但轉向操縱的靈敏度就會下降。轉向器除要保證汽車轉向輕便靈活外,還應能防止由于路面反力對轉向盤產生過大的沖擊。為了實現(xiàn)這一目的,轉向器應具有較高的正傳動效率和適當的逆?zhèn)鲃有省Ｑh(huán)球式轉向器中一般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副,第二級是齒條齒扇傳動副。為了減少轉向螺桿轉向螺母之間的摩擦，兩者的螺紋并不直接接觸,其間裝有多個鋼球，以實現(xiàn)滾動摩擦。轉向橫拉桿是轉向梯形機構的底邊,由