第二章 传动系统
第一节 传动系统概述
一、汽车传动系统的组成和功能
汽车传动系统的基本功用是将发动机输出的动力传递给驱动车轮。
现代汽车普遍采用的是活塞式内燃机,与之相配的传动系统大多数是机械式的。发动机纵向安置在汽车前部,并且以后轮为驱动轮。发动机发出的动力依次经过离合器、变速器,万向节与传动轴组成的万向传动装置,以及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴,最后传到驱动车轮。机械式传动系统的组成及布置(以桑塔纳轿车为例)如图2-1所示。
图2-1 传动系统组成图
二、汽车传动系统的作用
传动系统的首要任务是与发动机协同工作,以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶,并具有良好的动力性和燃油经济性。传动系统功能如下:
(1)实现汽车减速增矩 只有当作用在驱动轮上的牵引力足以克服外界对汽车的阻力时,汽车方能起步和正常行驶。由试验得知,即使汽车在平直的沥青路面上以低速匀速行驶,也需要克服数值相当于1.5%汽车总重力的滚动阻力。因此必须使传动系统具有减速增矩的作用,即驱动轮的转速降低为发动机转速的若干分之一,相应地驱动轮所得到的转矩则增大到发动机转矩的若干倍。
(2)实现汽车变速 汽车在城市道路行驶时遇到红灯亮需要停车,绿灯亮需要起步加速;在高速公路上需要高速行驶;在山路或者路况不好的地段时需要以低速行驶。这些都称为汽车的变速。
这就要求汽车牵引力和速度有相当大的变化范围。为了使发动机能保持在有利转速范围内工作,而汽车牵引力和速度又能在足够大的范围内变化,就应当使传动系统传动比能在最大值与最小值之间变化,即传动系统应具有变速功能,该功能由变速器来实现。
(3)实现汽车倒车 汽车在某些情况下(如进入停车场或车库,在窄路上掉头时),需要倒向行驶。然而,内燃机是不能反向旋转的,故与内燃机共同工作的传动系统必须保证在发动机旋转方向不变的情况下,能使驱动轮反向旋转。一般结构措施是在变速器内加设倒档(具有中间齿轮的减速齿轮副)。
(4)必要时中断传动系统的动力传递 内燃机只能在无负荷情况下起动,而且起动后的转速必须保持在最低稳定转速以上,否则就可能熄火。所以在汽车起步之前,必须将发动机与驱动轮之间的传动路线切断。发动机进入正常怠速运转后,再逐渐地恢复传动系统的传动能力,以保证发动机不熄火,且汽车能平稳起步。此外,在换档以及对汽车进行制动之前,也都有必要暂时中断动力传递。为此,在发动机与变速器之间应装设离合器。
(5)应使车轮具有差速功能 当汽车转弯行驶时,左右车轮在同一时间内滚过的距离不同,如果两侧驱动轮仅用一根刚性轴驱动,则在汽车转弯时必然产生车轮相对于地面滑动的现象。这将使转向困难,汽车的动力消耗增加,传动系统内某些零件和轮胎加速磨损。所以,驱动桥内装有差速器,使左右两驱动轮可以以不同的角速度旋转。