传动系传动系转向系转向系行驶系行驶系制动系制动系 第十一章 汽车传动系统概述一、汽车传动系统的组成与功能二、机械式传动系统的布置方案三、液力式传动系统的布置方案四、电力式传动系统的布置方案 一、汽车传动系统的组成与功能1. 汽车传动系的组成：汽车传动系的组成：前 端发动机发动机驱动轮驱动轮驱动轮驱动轮前置后驱动方案前置后驱动方案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 离合器：离合器：传递或者切断动力；传递或者切断动力；在正常工作时接通，在起步、换档、制在正常工作时接通，在起步、换档、制动时断开动时断开离合器：离合器： 变速器变速器变速器：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；设置多个挡位，依次为设置多个挡位，依次为1、、2、、3、、4、、5挡，挡，传动比依次减小，最小为传动比依次减小，最小为1，并称之为直，并称之为直接挡，此外还有空挡、倒挡；接挡，此外还有空挡、倒挡；或者传动比在一定的范围内连续可调，或者传动比在一定的范围内连续可调，此时称之为无级变速此时称之为无级变速 万向节万向节万向节：消除变速器与驱动桥之间因相万向节：消除变速器与驱动桥之间因相对运动而产生的不利影响，允许驱动轮对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；在一定的空间范围内跳动；便于传动轴在底部的布置，降低地板的便于传动轴在底部的布置，降低地板的高度。
高度 传动轴传动轴：传动轴：传递动力；传递动力；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：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、安装制动器差速器、安装制动器 主减速器主减速器：主减速器：减速增扭；减速增扭；原因：发动机的转速高，扭矩小原因：发动机的转速高，扭矩小 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半轴半轴 2.2.汽车传动系统的功能汽车传动系统的功能: :l实现汽车减速增矩实现汽车减速增矩l实现汽车变速实现汽车变速l实现汽车倒车实现汽车倒车l必要时中断动力传递必要时中断动力传递l应使车轮具有差速功能应使车轮具有差速功能l能够消除变速器与驱动桥之间因能够消除变速器与驱动桥之间因相对运动而产生的不利影响相对运动而产生的不利影响发发动动 机机汽车汽车行驶行驶具体具体情况情况与发动机协同工作，与发动机协同工作，以保证汽车在各种行驶条件下正以保证汽车在各种行驶条件下正常行驶所必需的驱动力与车速常行驶所必需的驱动力与车速，，并使汽车具有良好的并使汽车具有良好的动力性与燃油经济性动力性与燃油经济性，具体如下：，具体如下：为什么？为什么？怎么实现？怎么实现？ 发动机外特性曲线发动机外特性曲线转速高、扭矩小转速高、扭矩小 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：353N·m (1200～1400r/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=9290×9.8×0.015=1366N 速度：速度：V=(2×3.14×0.48×3000) ×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： 变速器(传动比ig） 主减速器（传动比i0）如何实现如何实现 实现汽车变速实现汽车变速l汽车的需求：汽车的需求：–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–速度变化范围大：假设速度变化范围大：假设5km/h---100km/hl发动机提供的情况发动机提供的情况–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–有利转速范围很窄有利转速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：3~6 中、重型货车：中、重型货车：6~15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力：驱动力足以克服行驶中最大行驶阻力 轿车：轿车：12~18 轻、中型货车：轻、中型货车：35~50如何实现如何实现 实现汽车倒驶实现汽车倒驶l为什么：为什么：–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–发动机的旋转方向不变发动机的旋转方向不变l实现实现–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l为什么：为什么：–起动起动–换档换档–制动停车制动停车–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l实现：实现：–离合器离合器–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 实实现现：：万万向向传传动动装装置置 二、机械式汽车传动系统的布置方案 主要内容主要内容:介绍典型的汽车传动系统的布置方案；介绍典型的汽车传动系统的布置方案；明确各种布置方案的特点、使用在何种类型的车上。
明确各种布置方案的特点、使用在何种类型的车上 ØFR——发动机前置后驱动；发动机前置后驱动；ØFF——发动机前置前驱动；发动机前置前驱动；ØRR——发动机后置后驱动；发动机后置后驱动；ØMR——发动机中置后驱动；发动机中置后驱动；ØnWD——全轮驱动方案全轮驱动方案；；典型的机械式汽车传动系布置方案典型的机械式汽车传动系布置方案第1个字母代表发动机的位置；第2个字母代表驱动轮的位置；（除nWD外外） 1.前置后驱（前置后驱（FR））式式适用情况适用情况：主要用于货车、客车和部分轿车主要用于货车、客车和部分轿车优点：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 前置后驱（前置后驱（FR））式式 2.前置前驱（前置前驱（FF））式式适用情况适用情况：：主要用于轿车和微型、轻型客车等主要用于轿车和微型、轻型客车等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 FF发发动动机机纵纵置置 3.后置后驱（后置后驱（RR））式式适用情况适用情况：：主要用于大、中型客车主要用于大、中型客车优点：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（后置后驱（RR））式式 RR——发动机后置后驱动（图）；发动机后置后驱动（图）；后置后驱（后置后驱（RR））式式 4. 中置后驱（中置后驱（ MR ））式式适用情况适用情况：：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 发动机发动机传动系传动系中置后驱（中置后驱（ MR ））式式 5.全轮驱动（全轮驱动（nWD））l主要用于主要用于越野车及重型货车越野车及重型货车l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l缺点缺点：结构复杂，：结构复杂， 成本高，重量大成本高，重量大 全轮驱动（全轮驱动（nWD）） 三、液力式传动系统的布置方案Ø液力机械式：液力机械式：动液式动液式 由部分液压传动部件和机械部件组成的传动系由部分液压传动部件和机械部件组成的传动系Ø静液式：静液式：容积式容积式 传动系统的主要部件均由液压部分组成传动系统的主要部件均由液压部分组成 液力机械式液力机械式：：动液式动液式 以液体为介质，利用液体在主动元件和从动元件之间以液体为介质，利用液体在主动元件和从动元件之间流动过程中动能的变化来传递动力分为液力耦合器流动过程中动能的变化来传递动力分为液力耦合器与变矩器与变矩器液力耦合器液力耦合器: 只传递转矩，可代替离合器的部分功能。
只传递转矩，可代替离合器的部分功能液力变矩器：液力变矩器：传递可可变转矩，无矩，无级变速，速，应用广泛液力液力变矩器的矩器的输出出转矩和矩和输入入转矩比矩比值的的变化范化范围不不能能满足汽足汽车各种行各种行驶工况要求，一般在后面串工况要求，一般在后面串联一个一个有有级式机械式机械变速器 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 静液式：静液式： 通过液体介质的静压力能的变化来传动的通过液体介质的静压力能的变化来传动的 由发由发动机驱动的油泵、液压马达和控制装置组成动机驱动的油泵、液压马达和控制装置组成优点：优点：工作平稳，噪音低，通过性好，制动轻便工作平稳，噪音低，通过性好，制动轻便缺点：缺点：效率低，造价高，可靠性差效率低，造价高，可靠性差应用范围：应用范围：军事车辆军事车辆 静液式静液式主要组成：1.驱动桥2.液压马达3.液压自动控制器4.液压油泵发动机扭矩----液压油泵------液压马达----驱动桥驱动桥液压马达液压油泵发动机液压自动控制装置 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、驱动平稳、噪音低、寿命长等。
寿命长等缺点：缺点： 造价高、目前电池等技术还不成熟造价高、目前电池等技术还不成熟 电力式传动系统由电力部件和机械部件组成电力式传动系统由电力部件和机械部件组成 1、、发动机发动机——发电机发电机——电动机电动机 2、、电池单元电池单元——电动机电动机 燃料电池、混合驱动等燃料电池、混合驱动等技术越来越成为研究的热点技术越来越成为研究的热点 电池电动机发电机发动机 。