第二节 传动系统
一、传动系统的组成
传动系统将发动机的动力传给驱动车轮。发动机运转产生的动力,经由飞轮传至离合器。飞轮的摩擦面在车辆行进时与离合器的离合器片相触而将动力传至变速箱。
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发动机输出的动力,是要经过一系列的动力传递装置才能到达驱动轮的。发动机到驱动轮之间的动力传递机构,称为汽车的传动系统,主要由离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器、变速器等组成。动力传动系统如图1-3所示。
图1-3 动力传动系统
1—液力变矩器;2—自动变速器;3—万向节;4—驱动桥;5—主减速器;6—传动轴
1. 离合器
离合器通过离合器盘传递发动机扭矩。车辆运行时需要从静止状态起步。发动机无法在承受负荷的静止状态下启动,需要一个怠速转速。这样就需要一个系统,该系统能够使传动系统分离并在起步过程中将发动机运行产生的力矩平稳转递至最初处于静止状态的变速器。这项任务由离合器承担。变速器换挡过程与起步过程基本相同。
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离合器压盘带有一个盘形弹簧,该弹簧因其几何形状而得名。盘形弹簧产生压紧力,离合器压盘通过该压紧力将离合器从动盘压到飞轮上。离合器(图1-4)的压紧力通过这个盘形弹簧确定。盘形弹簧离合器普遍应用于当前车辆制造,因为这种离合器不易受高转速影响,且能够采用紧凑的结构设计。选择压紧力与分离力的比例时,要确保无需过大的作用力即可使离合器分离。
图1-4 离合器
1—飞轮;2—离合器从动盘;3—离合器自动装置(离合器端盖、压盘、盘形弹簧);4—分离轴承
维修提示
离合器从动盘:最简单的离合器从动盘包括离合器毂和带有两个铆接摩擦环的支撑板,现在已很少采用这种结构。为了改善起步特性,普遍采用摩擦面轴向弹性设计。扭转减振器用于减小变速器的噪声。
分离轴承:分离轴承将驾驶员施加的操纵力传递到盘形弹簧上,从而使离合器分离。
2. 传动轴
变速器将动力传输至连接后桥主减速器的轴上。由于变速箱、分动器和主减速器以弹性方式支撑在车辆上且所处高度不同,因此传动轴需使用可传递扭矩且允许特定交角的万向节。此外还需要进行长度补偿,因为车桥弹簧压缩等情况下车轮与主减速器之间的距离可能会发生变化。
3.主减速器
后轮驱动车辆的主减速器位于后桥中部,四轮驱动车辆在发动机侧面前部还通过法兰安装了第二个主减速器。主减速器内装有一个锥齿轮传动装置,该装置可改变作用力方向并再次降低传动轴转速。
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锥齿轮传动装置的传动比通常为(4∶1)~(3∶1)。传动轴的扭矩通过主动齿轮传至被动齿轮。被动齿轮与差速器连接在一起。主减速器如图1-5所示。
图1-5 主减速器
1—主动齿轮;2—被动齿轮;3—改变作用力方向
4. 差速器
直线行驶时,前桥和后桥主减速器将传动轴传输的作用力均匀分配至车桥的驱动轮。差速器在转弯行驶时对转速进行补偿。之所以需要进行转速补偿,是因为在整个转弯过程中弯道内侧车轮行驶距离小于弯道外侧车轮,即弯道内侧车轮的转速慢于弯道外侧车轮。
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差速器(图1-6)可在向两侧车轮传输相同作用力的情况下进行转速补偿。差速器内装有行星齿轮和半轴齿轮,两者相互啮合。扭矩通过行星齿轮传输至半轴齿轮。
图1-6 差速器
1—被动齿轮;2—主动齿轮;3—右侧半轴;4—行星齿轮;
5—差速器壳;6—半轴齿轮;7—左侧半轴
每一个锥齿轮都获得可传输扭矩的1/2。通过行星齿轮实现的这项功能可在不受不同车轮作用力的影响下自然转弯。
二、传动系统的工作原理
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发动机产生的驱动力矩通过飞轮传递至离合器。内燃机循环工作过程中受系统条件所限会出现振动,在此飞轮还通过其惯性承担内燃机运行时的减振任务。
由于离合器可以使传动系统分离或缓慢连接,因此车辆可以在发动机运转状态下静止、平稳起步和换挡。传动系统的工作原理如图1-7所示。
图1-7 传动系统的工作原理
1—发动机;2—离合器;3—变速器;4—传动轴;5—带有差速器的主减速器;6—半轴
在连接状态下离合器将驱动力矩传递至变速箱。在变速箱内可以根据当前运行情况通过传动比调节驱动力矩。驱动力矩从变速箱经过传动轴传递至主减速器。在主减速器处改变转动方向,从而能够将可供使用的驱动力矩通过半轴传递至车轮。
对于四轮驱动车辆来说,有一个分动器安装在变速箱上,前桥和后桥主减速器各通过一个传动轴与分动器连接。在前桥上也通过主减速器和半轴将作用力传递至车轮。