汽车传动系统的类型及组成

由于汽车动力装置的性能不同,以及所采用传动系统类型的不同,其传动系统的组成和具体功能也有差别。汽车传动系统按照结构和传动介质分为机械式、液力机械式、静液式(容积液压式)、电力式等4种类型。

机械式传动系统因效率较高、结构简单、工作可靠、成本较低而被广泛采用。比较而言,液力机械式传动系统结构较复杂、造价较高,但由于其操纵的方便性和挡位选择的合理性,被广泛用于轿车和部分重型汽车。静液压式传动系统也是造价较高,但具有传动系统布置灵活的特点,因此广泛应用于工程机械和军用车辆。电力式传动系统目前多应用于工程机械。

1.机械式传动系统

普通汽车的传动系统多采用机械式传动系统,它由离合器、变速器、万向传动装置(万向节)、驱动桥(包括主减速器、差速器、半轴)等零部件组成的,如图11-1所示。

图11-1　普通汽车传动系统示意图

1—离合器;2—变速器;3—万向节;4—驱动桥;5—差速器;6—半轴;7—主减速器;8—传动轴

机械式传动系统具有结构简单、工作可靠、价格低廉、质量轻、传动效率高,以及可以利用发动机运动零件的惯性进行工作等优点,因此机械传动系统在中小功率的车辆上得到广泛的应用。但机械传动系统也存在以下主要缺点:在工作阻力急剧变化的工况下,发动机容易过载熄火;采用人力换挡时,换挡动力中断时间长;传动系统零件受到的冲击载荷大;由于外载荷的急剧变化,因而降低了传动系统中各零件的使用寿命。

2.液力机械式传动系统

液力机械式传动也称动液传动。该传动方式的原理是,发动机将动力传给液力变矩器(或液力耦合器),再传给机械变速器,最后驱动车轮,推动汽车行驶。它是液力传动和机械传动的组合装置。所谓液力传动,是指以液体为传递动力的介质,利用液体在元件间循环流动中动能的变化来传递动力的。液力传动装置可以是液力耦合器或液力变矩器,如图11-2所示。

液力机械传动具有能在规定范围内根据外界阻力的变化,自动进行无级变速的特点。这不仅提高了发动机的功率利用率,而且大大减少了换挡次数,降低了驾驶员的劳动强度。变矩器具有自动变速能力,在同样的变速范围内,可减少变速器的挡位数,简化变速器结构。由于变矩器利用液体作为传递动力的介质,输出轴和输入轴之间没有刚性的机械联系,因而减少了传动系统及发动机零件的冲击载荷,提高了车辆的使用寿命。又由于变矩器具有自动无级变速的能力,因而车辆起步平稳,并可得到很低的行驶速度。

3.静液式传动系统

静液式传动系统主要由发动机、液压泵、液压电动机、控制装置和辅助装置等组成。发动机驱动液压泵转动进行吸油和压油,使工作油液产生压力,经驾驶员控制的操纵装置(阀)使工作油液流向执行机构的液压电动机,液压电动机得到油液压力而转动,进而驱动车轮滚动,如图11-3所示。

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图11-2　红旗CA7560型轿车液力机械变速器传动示意图

1—液力变矩器;2—直接挡离合器;3—低速挡离合器;4—前排内齿圈;5—倒挡制动器;6—前排行星齿轮;7—后排行星齿轮架;8—后排内齿圈;9—后排行星齿轮;10—变速器第二轴;11—后排太阳齿轮;12—前排行星齿轮架;13—前排太阳齿轮;14—变速器第一轴

液压传动具有以下优点:能实现无级变速,变速范围大,能实现微动,并且在相当大的变速范围内,保持较高的效率;用一根操纵杆便能改变行驶方向和变速,操纵简便;利用液压传动系统本身,可以实现制动;液压传动使传动系统简化,能取消机械传动和液力机械传动系统中的传动轴和差速器;使用低速大扭矩电动机分别驱动左、右驱动轮时,改变左、右驱动轮的转速,能平稳地实现按任意转向半径转向及原地转向,车辆的机动性能大大提高。静液式传动系统存在着传动效率低、造价高、使用寿命短和可靠性差等缺点,目前在汽车上采用得很少。

图11-3　静液式传动系统示意图

1—驱动桥;2—液压电动机;3—制动踏板;4—加速踏板;5—变速操纵杆;6—液压自动控制装置;7—液压泵

图11-4　电力式传动系统示意图

1—发动机;2—发电机;3—晶闸管整流器;4—逆变装置;5—电动轮

4.电力式传动系统

电力式传动系统是发动机驱动发电机,发电机将发出的电能传给电动机,电动机将发电机传来的电能转变为机械能,通过减速装置传给驱动轮驱动汽车行驶,如图11-4所示。

电动车辆也可采用机械传动系统,其结构形式采用集中驱动和分别驱动两种形式。集中驱动的传动系统是由减速器、差速器、半轴等组成。这些组成部分均安装在驱动桥壳内,构成驱动桥总成。电动车辆的驱动轮为分别驱动时,不再有驱动桥及差速器等,电动机通过减速装置直接驱动一个驱动车轮。

电力式传动系统的性能与静液式传动系统相近,而且传动效率高,但电动机质量比液压泵和液压电动机大得多,故目前还只限于在超重型汽车上应用。