[科普中国]-传动系统

简介

对于前置后驱的汽车来说，发动机发出的转矩依次经过离合器、变速箱、万向节、传动轴、主减速器、差速器、半轴传给后车轮，所以后轮又称为驱动轮。驱动轮得到转矩便给地面一个向后的作用力，并因此而使地面对驱动轮产生一个向前的反作用力，这个反作用力就是汽车的驱动力。汽车的前轮与传动系一般没有动力上的直接联系，因此称为从动轮。

传动系的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。例如，越野车多采用四轮驱动，则在它的传动系中就增加了分动器等总成。而对于前置前驱的车辆，它的传动系中就没有传动轴等装置。1

布置型式机械式传动系常见布置型式主要与发动机的位置及汽车的驱动型式有关。可分为：

1、前置后驱—FR：即发动机前置、后轮驱动

这是一种传统的布置型式。国内外的大多数货车、部分轿车和部分客车都采用这种型式。

2、后置后驱—RR：即发动机后置、后轮驱动

在大型客车上多采用这种布置型式，少量微型、轻型轿车也采用这种型式。发动机后置，使前轴不易过载，并能更充分地利用车箱面积，还可有效地降低车身地板的高度或充分利用汽车中部地板下的空间安置行李，也有利于减轻发动机的高温和噪声对驾驶员的影响。缺点是发动机散热条件差，行驶中的某些故障不易被驾驶员察觉。远距离操纵也使操纵机构变得复杂、维修调整不便。但由于优点较为突出，在大型客车上应用越来越多。

3、前置前驱—FF：发动机前置、前轮驱动

这种型式操纵机构简单、发动机散热条件好。但上坡时汽车质量后移，使前驱动轮的附着质量减小，驱动轮易打滑；下坡制动时则由于汽车质量前移，前轮负荷过重，高速时易发生翻车现象。如今大多数轿车采取这种布置型式。

4、越野汽车的传动系

越野汽车一般为全轮驱动，发动机前置，在变速箱后装有分动器将动力传递到全部车轮上。轻型越野汽车普遍采用4×4驱动型式，中型越野汽车采用4×4或6×6驱动型式；重型越野汽车一般采用6×6或8×8驱动型式。2

工作原理AT传动系统的结构与手动档相比，在结构和使用上有很大的不同。手动档主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而AT传动系统是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变矩器是AT传动系统最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，它直接输入发动机动力并传递转矩，同时具有离合作用。泵轮和涡轮是一对工作组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转，风力成了动能传递的媒介，如果用液体代替空气成为传递动能的媒介，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮提高效率，液压操纵系统会随发动机工作变化自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。辅助机构自动换位不能满足行驶上的多种需要，例如停泊、后退等，所以还设有干预装置即手动拨杆，标志P（停泊）、R（后位）、N（空位）、D（前进位），另在前进位中还设有“2”和“l”的附加档位，用以起步或上斜坡之用。由于将其变速区域分成若干个变速比区段，只有在规定的变速区段内才是无级的，因此AT传动系统实际上是一种介于有级和无级之间的自动变速器。3

液力自动变速器通常有两种类型：一种为前置后驱动液力自动变速器；另一种为前置前驱动液力自动变速器。液力自动变速器电子控制通过动力传动控制模块接收来自汽车上各种传感器的电信号输入，根据汽车的使用工况对这些信息处理来决定液力自动变速器运行工况。按照这些工况，动力传动控制模块给执行机构发出指令，并实现下列功能：变速器的升位和降位；一般通过操纵一对电子换位电磁阀在通/断两种状态中转换；通过电控压力控制电磁阀用以调整管路油压；变矩器离合器通过控制电磁阀来控制结合和分离时间，以及某些应用场合变矩器锁止离合器接合感觉。

自动变速器主要是根据车速传感器、节气门位置传感器以及驾驶员踩下加速踏板的程度进行升位和降位控制。1

组成变速机构1. 手动变速机构：一般称为「手排变速箱」。以手动操作的方式进行换档。

2. 自动变速机构：一般称为「自排变速箱」。利用油压的作动去改变档位。

差速器当车辆在转向时，左、右二边的轮子会产生不同的转速，因此左、右二边的传动轴也会有不同的转速，于是利用差速器来解决左、右二边转速不同的问题。

传动轴将经过变速系统传递出来的动力，传递至差速器进而产生驱动力道的机构。

在具备了基本的传动系统组件之后，汽车工程师会依据使用目的的需要，将传动系统设计为二轮传动(2WD)或四轮传动(4WD)的型式。

引擎配置在传动系统中包括了变速箱、差速器、传动轴三项重要的组件。传动系统的要务就是将引擎的动力传送到车轮。由于汽车的引擎在车身上摆设方式的不同，使得引擎与传动系统的组合形成多样的变化。多数的组合方式与汽车的用途或性能要求有关。常见的组合方式有前置引擎前轮驱动(FF)、前置引擎后轮驱动(FR)、中置引擎后轮驱动(MR)。2

作用减速变速我们知道，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，汽车才能起步和正常行驶。发动机在发出最大功率99.3kW时的曲轴转速为3000rpm。假如将发动机与驱动轮直接连接，则对应这一曲轴转速的汽车速度将达510km/h。这样高的车速既不实用，也不可能实现（因为相应的牵引力太小，汽车根本无法启动）。

为解决这些矛盾，必须使传动系具有减速增距作用（简称减速作用），亦即使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扭距则增大到发动机扭距的若干倍。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有能在足够大的范围内变化，应当使传动系传动比（所谓传动比就是驱动轮扭距与发动机扭距之比以及发动机转速与驱动轮转速之比）能在最大值与最小值之间变化，即传动系应起变速作用。

实现汽车倒驶汽车在某些情况下，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必须保证在发动机选择方向不变的情况下，能够使驱动轮反向旋转。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

中断传动内燃机只能在无负荷情况下起动，而且启动后的转速必须保持在最低稳定转速上，否则即可能熄火，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，以便起动发动机。发动机进入正常怠速运转后，再逐渐地恢复传动系的传动能力，即从零开始逐渐对发动机曲轴加载，同时加大节气门开度，以保证发动机不致熄灭，且汽车能平稳起步。刚学驾驶车的朋友应该有比较深的认识吧，起动时忘踩离合或者离合放得太快就会“死火”。此外，在变换传动系传动比档位（换档）以及对汽车进行制动之前，都有必要暂时中断动力传递。为此，在发动机与变速器之间，可装设一个依靠摩擦来传动，且其主动和从动部分可在驾驶员操纵下彻底分离，随后再柔和接合的机构——离合器。

同时，再汽车长时间停驻时，以及在发动机不停止运转情况下，使汽车暂时停驻，传动系应能较长时间中断传动状态。为此，变速器应设有空挡，即所有各档齿轮都能自动保持在脱离传动位置的档位。

差速作用当汽车转弯行驶时，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以根刚性轴驱动，则二者角速度必然相同，因而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，传动系内某些零件和轮胎加速磨损。所以，我们需要在驱动桥内装置具有差速作用的部件——差速器，使左右两驱动轮可以以不同的角速度旋转。