第一章 传动系的构造与检修.docx
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第一章传动系的构造与检修
第一章 汽车传动系的构造与检修
案例导入：
案例一：
汽车在行驶过程中，为了适应不同的路况，驾驶员需要经常地变换不同的档位，使汽车获得不同的行驶速度。
那么传动系是如何传递动力的呢？
案例二：
一辆解放CA1091型汽车满载行驶。
故障症状：
在行驶过程中，当通过一个沟坎时，受到剧烈的冲击之后，汽车无法行驶。
检查发现发动机运转正常，离合器工作正常，变速器能够正常挂档。
相关知识：
课题一：
认知汽车行驶的基本原理
任务导入
想一想：
汽车在起步时，驾驶员通过踩下离合器踏板→挂档→逐渐放松离合器踏板同时缓慢踩下加速踏板（两者相配合）的一系列操作，汽车为什么能够行驶？
汽车在上坡时，驾驶员为什么要换入低档同时加大踩下加速踏板呢？
汽车在冰雪路面上行驶时，为什么车轮滑转而汽车却不能行驶呢？
针对这些疑问让我们进入以下的学习。
任务一牵引力的产生
任务分析：
汽车要想从静止状态过渡到行驶状态，必须由外界提供一个顺着汽车行驶方向的推动力，使汽车克服阻力而运动。
那么这个推动力是如何产生的呢？
汽车为什么能运动呢？
让我们进入下面的学习。
相关知识：
如图1—1所示，当汽车行驶时，发动机的输出转矩通过传动系传给驱动车轮，使驱动车轮得到一个转矩Mt，由于汽车轮胎与地面接触，在转矩作用下，接触面处轮胎边缘对地面产生一个圆周力F0,它的方向与汽车行驶方向相反，其大小由下式表示：
式中Mt—驱动车轮上的转矩；
r—驱动轮的工作半径。
根据作用力与反作用力的关系，路面对轮胎边缘施加一个反作用力Ft（即向前推力），其大小与F0相等，方向相反。
我们通常把汽车行驶时，路面对轮胎边缘施加的推动力Ft，称牵引力（也称驱动力）。
当牵引力增大到能克服汽车静止状态的最大阻力时，汽车便开始起步。
任务二汽车的行驶
任务分析：
车轮从路面获得一个推动力，汽车就一定能行驶吗？
汽车的行驶情况还受什么因素影响吗？
让我们进入下面的学习。
相关知识一行驶阻力
汽车在行驶中会遇到各种阻力，主要有滚动阻力、空气阻力、上坡阻力和加速阻力等，统称汽车行驶阻力。
1.滚动阻力主要是由于车轮滚动时轮胎与路面的变形以及车轮轴承内的摩擦所引起的阻力，用Ff表示，其大小与轮胎结构、轮胎气压、路面性质及汽车总重量有关。
2.空气阻力是汽车在行驶时，其表面与空气相摩擦，同时车身前部受到迎面气体压力及车身后部因空气涡流而产生真空度所引起的阻力，用Fw表示，其大小与汽车迎风面积、汽车与空气的相对速度、汽车外廓形状和表面摩擦系数有关。
3.上坡阻力是指汽车上坡时，由于汽车重力和坡度所引起的阻力，用Fi表示，其大小与汽车总重量和道路纵向坡度角有关。
4.加速阻力是指汽车在起步和加速时由于惯性作用所引起的阻力，用Fj表示，其大小与汽车的加速度和汽车的惯性质量有关。
5.汽车起步后行驶阻力∑F为：
∑F=Ff＋Fw+Fi+Fj
通常当车速小于30km/h时空气阻力忽略不计。
相关知识二汽车行驶的基本条件
1.汽车的行驶情况取决于牵引力与行驶阻力的关系：
当牵引力等于行驶阻力时，即Ft=∑F时，汽车匀速行驶或静止状态；当牵引力大于行驶阻力时，即Ft＞∑F时，汽车起步或加速行驶；反之，则汽车无法起步或减速行驶。
2.牵引力的影响：
汽车牵引力的大小，不仅取决于发动机输出转矩和传动装置的结构，同时还取决于轮胎与路面的附着性能。
如果车辆在泥泞路面上或冰雪地面上打滑，说明轮胎与路面间的圆周力虽然存在，但小于汽车行驶阻力。
可见，路面与轮胎间的附着性能决定了路面所能提供反作用力的最大值（即附着力）。
附着力是阻止车轮打滑的路面阻力，用Fф表示，其大小与轮胎和地面的性质及作用在车轮上的重力有关。
为使车轮在路面上不打滑，附着力必须大于或等于汽车牵引力，即：
Fф≥Ft
课题二：
认知汽车传动系
任务导入
想一想：
发动机输出转矩的最终目的是使驱动车轮获得足够大的推动力，从而使汽车能够适应各种路况而正常行驶。
那么传动系是如何将发动机的输出转矩传递给驱动车轮的呢？
传动系是由哪些装置组成的呢？
不同汽车的传动系布置相同吗？
为什么要这样布置呢？
让我们进入下面的学习。
任务一认知传动系
任务分析：
汽车底盘由传动系、行驶系、转向系、制动系四大系统构成。
汽车的传动系是指发动机与驱动车轮之间的动力传递装置，传动系为汽车在各种行驶条件下提供了行驶所必需的牵引力和车速（以及相互之间的协调变化），使汽车获得了良好的动力性和燃油经济性。
那么，传动系又是如何将发动机的输出转矩传递给驱动车轮的呢？
传动系有哪些布置形式呢？
相关知识一传动系的作用
传动系的作用是将发动机的输出转矩传递给驱动车轮，并改变转矩的大小，以适应行驶条件的需要，保证汽车正常行驶。
此外，传动系还应具有改变车速、倒向行驶、切断动力、差速等作用。
相关知识二传动系的组成
如图1—2所示，一般机械式传动系主要由离合器，手动变速器，万向传动装置，主减速器及差速器，半轴组成；而液力机械式传动系由液力机械变速器代替了离合器和手动变速器（如图1—3）。
1.离合器：
接通或切断发动机向变速器的动力传递。
2.变速器：
实现变速、变矩、变向输出动力。
3.万向传动装置：
将变速器输出的动力传递给主减速器。
4.主减速器：
降低转速，增加转矩。
5.差速器：
将主减速器传来的动力分配给左、右两半轴，使两半轴实现等速或差速传动。
6.半轴：
将动力由差速器传递给驱动车轮。
相关知识三传动系的分类
一、按结构和传动介质分类
1.机械式传动系（图1—2）
按其传动方式可分为齿轮式和摩擦式两类。
齿轮式结构简单，传动效率高，广泛应用于各种客车和轻、中型载货汽车；随着科技的发展摩擦式传动已开始应用，如轿车采用的金属带式机械传动系。
2.液力机械式（图1—3）
由于其操作简单等优点，目前在中高级轿车上广泛使用。
3.静液式
通过一个电动机驱动一个高压油泵，使受压液体通过控制阀、管路进入液压马达，从而驱动车轮。
目前仅在军车或特种车上有所应用。
4.电力式
通过发动机带动发电机，再由装在驱动桥或驱动轮上的电动机进行牵引驱动，该传动系具有良好的动力性，但质量大、效率低，故主要用于重载自卸车辆。
二、按传动比变化分类
1.有级传动系
指仅有若干个一定数值传动比的传动系，如齿轮机械传动系。
2.无级传动系
指传动比能在一定范围内按无限多级进行变化的传动系，如液压传动系和电力传动系。
任务二传动系的布置形式
任务分析：
汽车种类繁多，因用途和工作环境等不同，在传动系布置上存在较大差异。
通过本节课的学习，能够分析掌握其结构特点。
相关知识一驱动形式的表示
汽车的驱动形式通常用汽车的全部车轮数乘以驱动车轮数表示，如BJ2124×4，表示四个车轮全部为驱动轮；或用全部车桥数乘以驱动桥数表示，如BJ20202×2，表示两个车桥全部为驱动桥；另外，对于越野车也可用nWD表示，如：
宝马4WD轿车，表示传动系统为4个驱动轮的全驱型轿车。
相关知识二传动系的布置
一、传动系布置的影响因素
汽车传动系的布置形式主要与发动机的类型、汽车的用途和汽车重心的位置有关。
其中汽车重心的位置决定了驱动桥的位置。
二、传动系的布置形式
1.发动机前置、后桥驱动的传动系（即FR型）
图1—4所示，发动机的动力经离合器→变速器→万向节→传动轴→主减速器→差速器→半轴，最后传给驱动车轮。
此种传动系在载货汽车中应用广泛，优点：
其各轮载荷分配合理，附着力大，易获得足够的驱动力，操控稳定性较好。
缺点：
传动轴较长，增加了车重，降低了传动效率。
2.发动机前置、前桥驱动的传动系（即FF型）
图1—5所示，目前在轿车上应用广泛。
根据发动机放置方向不同又可分为发动机横置式（如夏利TJ7100）和纵置式（如桑塔纳2000系列轿车）两种。
优点：
这种布置形式与发动机后置、后桥驱动的传动系相比，除具有结构布置紧凑，可降低车身底盘高度等特点外，还具有发动机散热条件好，操纵机构布置简单等优点。
缺点：
操纵性方面易产生不足转向，上坡时汽车重心后移使驱动轮附着力减小；前轮由于驱动兼转向，导致结构复杂、工作条件恶劣。
3.发动机后置，后桥驱动的传动系（即RR型）
图1—6所示，某些轻型轿车或大型客车采用这种布置形式，优点：
结构紧凑，没有沉重的传动轴，前桥结构简单。
缺点：
后桥载荷较大，在操控性方面会产生与FF相反的过多转向。
有的车辆采用发动机横置形式（如AK6900），可使汽车后悬缩短，但在此情况下，发动机冷却条件较差。
4.发动机中置、后桥驱动的传动系（即MR型）
图1—7所示，这种布置形式更有利于载荷在前后车桥上的合理分配，具有很中性的操控特性。
缺点是：
发动机占去了座舱的空间，降低了空间利用率和实用性。
被赛车普遍采用，另外，在大中型客车上也有所应用。
5.全轮驱动（即nWD型n代表驱动轮数）：
图1—8所示,为4WD型越野汽车传动系。
对于要求能在坏路或无路区域行驶的越野汽车，为了充分利用所有车轮与地面之间的附着条件，以获得尽可能大的牵引力，总是将全部车轮都作为驱动轮。
这种传动系与单桥驱动相比，优点：
四个车轮均有动力，地面附着率最大，通过性和动力性好。
提示：
为了掌握传动系的布置形式，此处应有实物展示和视频展示。
测试题：
回答传动系布置形式的特点。
并对照实物确认各机件的名称。
模块小结
一、相关知识
1.汽车行驶的基本原理
1）牵引力的产生
汽车在行驶时，路面对轮胎边缘施加的推动力Ft，即牵引力。
2）行驶阻力
汽车在行驶时遇到的阻力主要有滚动阻力Ff、空气阻力Fw、上坡阻力Fi和加速阻力Fj，其阻力因轮胎、路况、车况、车速、载荷等因素变化而变化。
3）汽车行驶的基本条件
汽车的行驶情况取决于牵引力与行驶阻力的关系，而牵引力的大小，不仅取决于发动机输出转矩和传动装置的结构，同时还取决于轮胎与路面的附着性能。
2.传动系的作用
传动系的作用是将发动机经飞轮输出的转矩传递给驱动车轮，并改变扭矩的大小，以适应行驶条件的需要，保证汽车正常行驶。
同时还应具有改变车速、倒向行驶、切断动力、差速等作用。
3.传动系的分类
4.传动系的布置形式
1）汽车传动系的布置形式主要与发动机的类型、汽车的用途和汽车重心的位置有关。
2）驱动形式的表示
汽车的驱动形式的表示有全部车轮数乘驱动车轮数、全部车桥数乘驱动桥数、对于越野车也可用nWD三种表示形式。
3）传动系的布置形式
通常有发动机前置、后桥驱动的传动系（即FR型）、发动机前置、前桥驱动的传动系（即FF型）、发动机后置，后桥驱动的传动系（即RR型）、发动机中置、后桥驱动的传动系（即MR型）、全轮驱动（即nWD型）五种布置形式。
二、任务要求
知识点：
了解汽车行驶的基本原理；掌握牵引力、行驶阻力、附着力三者的关系；了解汽车传动系的功用与组成。
技能点：
掌握传动系的布置形式，对照实车分析结构特点。
任务强化
（一）填空题：
1.汽车传动系的作用是，将输出的转矩传给，并适应行驶条件的需要而改变，以保证汽车的正常行驶。
2.传动系按结构和传动介质不同，可分为传动系、传动系、
传动系和传动系；按传动比变化分为传动系和传动系。
3.汽车行驶阻力主要有、、和
四种。
4.滚动阻力指汽车在行驶时由于车轮在滚动时和的变形及车轮内轴承的磨擦所引起的阻力。
其大小与、、
以及有关。
5.空气阻力指汽车在行驶时由于，同时
及所引起的阻力。
其大小与、、
以及有关。
6.上坡阻力指汽车在上坡时，由于和所引起的阻力。
其大小与
和有关。
7.加速阻力指汽车在和由于惯性作用所引起的阻力。
其大小与
和有关。
8.牵引力的大小，不仅取决于发动机和还取决于
和的附着性能。
9.发动机的动力经、、万向节、、、差速器和，最后传给。
10.为提高汽车在和上的行驶能力，为了充分利用，
越野汽车一般都采用驱动，以获得。
11.传动系的布置主要受所用发动机的影响，同进也与汽车的
和有关。
（二）选择题：
（）1.北京BJ2020轿车的驱动型式，用车桥数表示：
A4×4B2×2C4—4D2—2
（）2.当汽车加速行驶时，其牵引力与行驶阻力的大小关系必须为：
A小于B等于C大于D等于或大于
（）3.为使汽车在路面上行驶时不打滑，其附着力与牵引力的大小关系必须为：
A小于B等于C大于D等于或大于
（）4.当汽车在路面上行驶时，车速小于（）时空气阻力可以忽略不计：
A20km/hB30km/hC40km/hD50km/h
（）5.汽车在路面上高速行驶时，主要克服：
A空气阻力B加速阻力C上坡阻力D滚动阻力
（）6.加速行驶时，易产生驱动轮打滑的传动系布置形式为：
A发动机前置前桥驱动B发动机前置后桥驱动
C发动机后置后桥驱动D发动机前置多桥驱动
（三）名词解释：
1.滚动阻力：
2.空气阻力：
3.加速阻力：
4.上坡阻力：
5.附着力：
（四）问答题：
1.牵引力产生的基本原理？
2.汽车在正常行驶时牵引力、行驶阻力、附着力三者有什么关系？
3.传动系的布置有哪几种形式？
四、参考答案
（一）填空题：
1.发动机经飞轮；驱动车轮；扭矩的大小；2.机械式传动系；液力机械式；静液式；电力式；有级传动系；无级传动系；3.滚动阻力；空气阻力；上坡阻力；加速阻力；
4.轮胎；路面；轮胎结构；轮胎气压；路面性质；汽车总重量；5.其表面与空气相摩擦；车身前部受到迎面气体压力；车身后部因空气涡流而产生真空度；汽车迎风面积；汽车与空气的相对速度；汽车外廓形状；表面摩擦系数；6.汽车重力；坡度；汽车总重量；道路纵向坡度角；7.起步；加速；汽车的加速度；汽车的惯性质量；8.发动机输出扭矩；传动装置的结构；轮胎；路面；9.离合器；变速器；传动轴；主减速器；半轴；驱动车轮；10.坏路；无路区域；所有车轮与地面之间的附着条件；全部车轮；尽可能大的牵引力；11.类型；用途；重心的位置；
（二）选择题：
1.B；2.C；3.D；4.B；5.A；6.A；
（三）名词解释：
1.是指由于车轮滚动时轮胎与路面的变形以及车轮轴承内的摩擦所引起的阻力。
2.是指汽车在行驶时，其表面与空气相摩擦，同时车身前部受到迎面气体压力及车身后部因空气涡流而产生真空度所引起的阻力。
3.是指汽车在起步和加速时由于惯性作用所引起的阻力。
4.是指汽车上坡时，由于汽车重力和坡度所引起的阻力。
5.是指汽车在路面上行驶时，阻止车轮打滑的路面阻力。
（四）问答题：
（略）
任务实施
结合所学知识，分析完成章节首页两个案例的分析诊排。
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