汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。具有减速、变速、倒车、中断动力传递、轮间差速和轴间差速等功能,与发动机配合工作,保证汽车在各种工况下能正常行驶,并使汽车表现出良好的动力性和经济性。
1、减速与变速
汽车的起步与驱动要求作用在驱动轮上的驱动力足以克服来自外界的各种阻力以及自身的重力,如滚动阻力和空气阻力等。
若发动机发出的转矩直接传给驱动轮,那么驱动轮得到的驱动力会很小,不足以驱动汽车行驶;
另一方面,发动机的转速较高,一般每分钟数千转,若这转速直接传到驱动轮上(驱动轮与发动机转速相同),那么汽车将达到几百公里每小时的时速,这样高的时速既不现实也不可能,因为达不到所需要的驱动力。
因此就要求传动系具有减速增矩的作用,使驱动轮的转速减小到发动机的若干分之一,相应的将驱动轮的转矩增大到发动机转矩的若干倍。(驱动轮的转矩与发动机的转矩之比称为传动系的传动比)
汽车在行驶过程中,由于车速和驱动力在很大范围内不断变化,而发动机的有利转速范围很窄。为使发动机能保持在有利转速范围内工作,而驱动力和转速又可以在足够大的范围内变化,应当使传动系的传动比在最大值与最小值之间变化,即传动系应起到变速的作用。因此在传动系中设置了主减速器和变速器以满足上述要求。
2、倒车
汽车除了前进以外,还要倒车,而发动机是不能反向旋转的。这就要求传动系能够改变驱动轮的转动方向,以实现汽车的倒向行驶,在变速器中设置倒挡,汽车就可以实现倒车功能。
3、中断动力传递
起动发动机后,在汽车行驶中换挡以及对汽车进行制动,为使发动机不熄火,这要求传动系能暂时切断动力的传递路线。因此在发动机与变速器之间设置了一个离合器,由驾驶人控制发动机与变速器的分离与接合。另外,在变速器中设置空档(各档位齿轮都处于非传动状态),这样就可以实现汽车在发动机不停止转动时能较长时间地中断传递动力。
4、差速作用
汽车在转弯行驶时,左、右驱动车轮在同一时间内滚过的距离不同,如果两侧的驱动轮用一根钢性轴驱动,则两轮转动的角度必然相同,这样在汽车转弯时必然会出现车轮相对地面滑动的现象,这将使汽车转向困难,汽车动力消耗增加,传动系内部零件磨损和轮胎磨损,甚至发生事故。为避免这些情况出现,在驱动桥内安装一个差速器,使左、右驱动车轮以不同的转速旋转。(动力由主减速器先传到差速器,再由差速器分配给左、右半轴,最后传到驱动轮上)
汽车传动系的组成
按结构和传动介质的不同,汽车传动系的类型分为机械传动系、液力机械传动系、液压传动系、电动传动等。现代汽车上普遍采用机械式传动系和液力机械传动系。
1、机械式传动系
一般由离合器、变速器、万向传动装置、驱动桥组成。其中万向传动装置由万向节和传动轴组成,驱动桥由主减速器、差速器、半轴组成。发动机发出的动力经离合器、变速器、万向传动装置传到安装在驱动桥壳中的主减速器、差速器和半轴,最后传给驱动轮。
离合器:使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合,以切断或传递发动机向变速器输入的动力。
变速器:用来改变来自发动机的转速和转矩的机构。
万向节:即万向接头,实现变角度动力传递的机件,用于需要改变传动轴线方向的位置 ,相当于人的关节。
差速器:使左、右驱动轮实现不同转速转动的机构。
主减速器:在驱动桥内将转矩和转速改变的机构,基本功用是将来自变速器或者万向传动装置的转矩增大,同时降低转速并改变转矩的传递方向。
半轴:也叫驱动轴,连接差速器与驱动轮,并将扭矩传递给驱动轮。
2、液力机械传动系
一般由液力变矩器、变速器、万向传动装置、驱动桥组成。
液力机械式传动系特点是组合运用液力传动和机械传动,以液力机械变速器取代机械式传动系的摩擦式离合器和普通齿轮式变速器,其他组成部件及布置形式均与机械式传动系相同。
液力传动是利用液体介质在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力的。