《传动系统概说》PPT课件.ppt

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1、汽汽 车车 构构 造造（下册）（下册）（下册）（下册）同济大学同济大学 汽车学院汽车学院自我介绍姓名：办公地点：电话：E-mail：周 德 宽同济大学汽车学院工程中心65984625Zhou de kuan认识大家必须与大家交流和沟通的几个问题:作业作业纪律纪律考试考试“硬件”:2个作业本交作业时间:每双周5要求:关手机 不要在下面开小会 有问题举手平时表现:15%20%期末考试:85%80%让让 我我 们们 开开 始始一、总体内容1.汽车传动系统2.汽车行驶系统3.汽车转向系统4.制动系统5.汽车车身、仪表、照明及附属系统除发动机系统以外的汽车其它组成部分发动机发动机行驶系统行驶系统传动系统

2、传动系统转向系统转向系统制动系统其它：车身、仪表及显示、照其它：车身、仪表及显示、照明与信号、电气与电子系统、明与信号、电气与电子系统、空调、取暖及通风、雨刷空调、取暖及通风、雨刷二、各系统的作用与组成作用：作用：将发动机产生的驱动力矩和转速，以将发动机产生的驱动力矩和转速，以一定的关系和要求传递到车轮的系统。一定的关系和要求传递到车轮的系统。1.传动系统：传动系统：组成：组成：离合器及其操纵离合器及其操纵 变速器及其操纵变速器及其操纵 万向节与传动轴万向节与传动轴 驱动桥驱动桥二、各系统的作用与组成1.传动系统：传动系统：传动系统传动系统二、各系统的作用与组成2.行驶系统：行驶系统：作用：作

3、用：接收发动机传递的转矩，并通过驱动轮与地面的附着作接收发动机传递的转矩，并通过驱动轮与地面的附着作用，产生驱动力并保证车辆的正常行驶；用，产生驱动力并保证车辆的正常行驶；传递并承受路面作用于车轮的力和因此而产生力矩；传递并承受路面作用于车轮的力和因此而产生力矩；减缓路面对车身的冲击，并衰减由此产生的振动，保证减缓路面对车身的冲击，并衰减由此产生的振动，保证汽车的行驶平顺性；汽车的行驶平顺性；配合转向系统，实现车辆行驶方向的控制，并保证车辆配合转向系统，实现车辆行驶方向的控制，并保证车辆的操纵稳定性；的操纵稳定性；配合制动系统，保证车辆的制动性。配合制动系统，保证车辆的制动性。组成：组成：车车

4、 架架 车车 桥桥 车车 轮轮 悬悬 架架二、各系统的作用与组成2.行驶系统：行驶系统：二、各系统的作用描述与组成2.行驶系统：行驶系统：行驶系统行驶系统3.转向系统：转向系统：二、各系统的作用与组成作用：作用：按驾驶员（或其他设备）的要求，改按驾驶员（或其他设备）的要求，改变和恢复车辆的行驶方向，保证良好的可操变和恢复车辆的行驶方向，保证良好的可操纵性、安全性和轻便性，并缓和因转向引起纵性、安全性和轻便性，并缓和因转向引起的冲击。的冲击。组成：组成：转向器与操纵机构转向器与操纵机构 转向传动机构转向传动机构 动力转向系统及附属系统动力转向系统及附属系统二、各系统的作用与组成方向盘方向盘3.转

5、向系统：转向系统：方向胎胎轮轮4.制动系统：制动系统：二、各系统的作用与组成作用：作用：按驾驶员（或其他设备）的要求，通按驾驶员（或其他设备）的要求，通过操纵，在车轮上产生一定的力矩，使行驶过操纵，在车轮上产生一定的力矩，使行驶中的车辆减速、停车，并达到驻车等功能。中的车辆减速、停车，并达到驻车等功能。组成：组成：供能装置供能装置 控制装置控制装置 传力装置传力装置 制动器制动器二、各系统的作用与组成4.制动系统：制动系统：三、思考1.我们将在后面的课程中，学习哪几方面的内容？2.这几个系统的作用是什么？3.这几个系统的组成如何？你自己的熟悉程度如何？打开你们的书，到第1页第十三章 汽车传动系

6、统概述一、汽车传动系统的组成与功能1.1 汽车传动系基本功用：汽车传动系基本功用：将发动机产生的驱动力矩和转速，以一将发动机产生的驱动力矩和转速，以一定的关系和要求传递到车轮的系统。定的关系和要求传递到车轮的系统。第十三章 汽车传动系统概述一、汽车传动系统的组成与功能1.2 汽车传动系的组成：汽车传动系的组成：前 端发动机发动机驱动轮驱动轮驱动轮驱动轮前置后驱动方案前置后驱动方案传动系统传动系统离合器 变速器万向节驱动桥 差速器半轴主减速器传动轴第十三章 汽车传动系统概述一、汽车传动系统的组成与功能离合器：离合器：传递或者切断动力；传递或者切断动力；在正常工作时接通，在起步、换档、制在正常工作

7、时接通，在起步、换档、制动、滑行时断开；动、滑行时断开；在驾驶员的操纵下，通过主动、从动部在驾驶员的操纵下，通过主动、从动部分结合或分离实现传递或断开；分结合或分离实现传递或断开；注意：在正常使用中滑行是一种危险状注意：在正常使用中滑行是一种危险状态，一般我们做的滑行是为了通过滑行态，一般我们做的滑行是为了通过滑行试验获得车辆的路面阻力。试验获得车辆的路面阻力。离合器：离合器：第十三章 汽车传动系统概述一、汽车传动系统的组成与功能变速器变速器变速器：变速器：实现车辆的变速，保证发动机工作在高实现车辆的变速，保证发动机工作在高效区；效区；设置多个档位，依次为设置多个档位，依次为1、2、3、4、5

8、档，档，传动比依次减小，最小为传动比依次减小，最小为1，并称之为直，并称之为直接档，此外还有空档、倒档；或者传动接档，此外还有空档、倒档；或者传动比在一定的范围内连续可调，此时称之比在一定的范围内连续可调，此时称之为无级变速。为无级变速。变速器的传动比一般用变速器的传动比一般用ig 表示表示；第十三章 汽车传动系统概述一、汽车传动系统的组成与功能万向节万向节万向节：消除变速器与驱动桥之间因相万向节：消除变速器与驱动桥之间因相对运动而产生的不利影响，允许驱动轮对运动而产生的不利影响，允许驱动轮在一定的空间范围内跳动；在一定的空间范围内跳动；便于传动轴的在底部的布置，降低地板便于传动轴的在底部的布

9、置，降低地板的高度。的高度。第十三章 汽车传动系统概述一、汽车传动系统的组成与功能驱动桥驱动桥驱动桥：驱动桥：安装左右驱动轮，内置主减速器齿轮、安装左右驱动轮，内置主减速器齿轮、差速器、安装制动器；差速器、安装制动器；第十三章 汽车传动系统概述一、汽车传动系统的组成与功能差速器差速器差速器、半轴：差速器、半轴：实现左右车轮的差速；实现左右车轮的差速；原因：在汽车转向时，左右驱动轮，在原因：在汽车转向时，左右驱动轮，在相同的时间内，行驶的距离不同，需要相同的时间内，行驶的距离不同，需要获得不同的线速度，内侧车轮的线速度获得不同的线速度，内侧车轮的线速度较小，外侧车轮的线速度较大。较小，外侧车轮的

10、线速度较大。实现方法：动力经：主减实现方法：动力经：主减差速器差速器半轴，传递到驱动轮。半轴，传递到驱动轮。半轴半轴第十三章 汽车传动系统概述一、汽车传动系统的组成与功能主减速器主减速器：主减速器：减速增扭；减速增扭；原因：发动机的转速高，扭矩小。原因：发动机的转速高，扭矩小。原理：原理：P=nT变速器的传动比一般用变速器的传动比一般用i0 表示表示；与变速；与变速箱的传动比箱的传动比ig共同构成整车传动比共同构成整车传动比I。I=i0ig第十三章 汽车传动系统概述一、汽车传动系统的组成与功能传动轴传动轴：传动轴：传递动力；传递动力；连接变速箱与主减速器。连接变速箱与主减速器。第十三章 汽车传

11、动系统概述一、汽车传动系统的组成与功能1.3 汽车传动系的功能：汽车传动系的功能：实现汽车减速增矩；实现汽车减速增矩；实现汽车变速；实现汽车变速；实现汽车倒车；实现汽车倒车；必要时中断动力传递；必要时中断动力传递；应使车轮具有差速功能；应使车轮具有差速功能；能够消除变速器与驱动桥之间因相对运动而产生的不利能够消除变速器与驱动桥之间因相对运动而产生的不利影响；影响；主减速器变速器离合器、空档差速器、半轴万向节、传动轴倒档问题：问题：这些功能由哪个部件来这些功能由哪个部件来实现？实现？第十三章 汽车传动系统概述一、汽车传动系统的组成与功能需要掌握的要点需要掌握的要点:汽车传动系统由哪些部件组成？汽

12、车传动系统由哪些部件组成？汽车传动系统的主要功能有哪些，是如何实现的汽车传动系统的主要功能有哪些，是如何实现的？第十三章 汽车传动系统概述二、汽车传动系统的布置方案2.1 主要内容主要内容:介绍典型的汽车传动系统的布置方案，介绍典型的汽车传动系统的布置方案，明确各种布置方案的特点。明确各种布置方案的特点。第十三章 汽车传动系统概述二、汽车传动系统的布置方案汽车的用途：载货车、大客车、轿车、越野车汽车的用途：载货车、大客车、轿车、越野车汽车的布置空间；汽车的布置空间；整车的质量分配；整车的质量分配；2.2 影响汽车传动系布置的几个要素：影响汽车传动系布置的几个要素：第十三章 汽车传动系统概述二、

13、汽车传动系统的布置方案FR发动机前置后驱动；发动机前置后驱动；FF发动机前置前驱动；发动机前置前驱动；RR发动机后置后驱动；发动机后置后驱动；MR发动机中置后驱动；发动机中置后驱动；AWD全轮驱动方案全轮驱动方案(All-Wheel Drive)；2.3 典型的汽车传动系布置方案典型的汽车传动系布置方案第1个字母代表发动机的位置；第2个字母代表驱动轮的位置；（除AWD外外）第十三章 汽车传动系统概述二、汽车传动系统的布置方案2.4 典型汽车传动系布置方案的应用与优缺点典型汽车传动系布置方案的应用与优缺点FR发动机前置后驱动（图发动机前置后驱动（图14-1）；）；应用范围：应用范围：大、中型载货

14、汽车，部分轿车、客车。大、中型载货汽车，部分轿车、客车。优点：优点：获得比较合理的轴荷分布。获得比较合理的轴荷分布。在满载情况下可以获得更好的动力性，并保证制动性。在满载情况下可以获得更好的动力性，并保证制动性。方便布置；方便布置；便于维护和保养；便于维护和保养；缺点：缺点：需要较长的传动轴，增加整车重量；需要较长的传动轴，增加整车重量；使用多个万向节，降低了传动系统的效率；使用多个万向节，降低了传动系统的效率；影响地板的布置。影响地板的布置。第十三章 汽车传动系统概述二、汽车传动系统的布置方案FF发动机前置前驱动（图发动机前置前驱动（图14-2）；）；发动机发动机离合器离合器变速箱变速箱半半

15、 轴轴主减速器主减速器差速器差速器万向节万向节应用范围：应用范围：大部分轿车。大部分轿车。发动机布置发动机布置：可以横置或纵置。：可以横置或纵置。优点：优点：无传动轴穿过地板，增加乘坐空间。无传动轴穿过地板，增加乘坐空间。相对于相对于FR布置，可以获得比较好的隔振效果；布置，可以获得比较好的隔振效果；传动系统效率较高。传动系统效率较高。提高车辆的操纵稳定性；提高车辆的操纵稳定性；结构紧凑；结构紧凑；缺点：缺点：在车辆满载时，质心后移较多，影响动力性；在车辆满载时，质心后移较多，影响动力性；发动机舱布置部件过多，影响散热和维修；发动机舱布置部件过多，影响散热和维修；前轮既是转向轮又是驱动轮，结构

16、和运动关系复杂。前轮既是转向轮又是驱动轮，结构和运动关系复杂。第十三章 汽车传动系统概述二、汽车传动系统的布置方案第十三章 汽车传动系统概述二、汽车传动系统的布置方案RR发动机后置后驱动（图发动机后置后驱动（图14-3）；）；发发动动机机离离合合器器变变速速器器角传动角传动万向节万向节驱动桥驱动桥应用范围：应用范围：大、中型客车大、中型客车优点：优点：容易做到前后轴荷的分配合理。容易做到前后轴荷的分配合理。空间利用高；空间利用高；降低车厢内的噪声。降低车厢内的噪声。缺点：缺点：稳定性差；稳定性差；操纵距离长，操纵机构复杂；操纵距离长，操纵机构复杂；无迎风，不容易散热，发动机的冷却条件差。无迎风

17、，不容易散热，发动机的冷却条件差。RR发动机后置后驱动（图）；发动机后置后驱动（图）；第十三章 汽车传动系统概述二、汽车传动系统的布置方案第十三章 汽车传动系统概述二、汽车传动系统的布置方案MR发动机中置后驱动（图发动机中置后驱动（图14-4）；）；发动机发动机传动系传动系应用范围：应用范围：跑车、方程式赛车，一些大中型客车将卧式发动跑车、方程式赛车，一些大中型客车将卧式发动机装在地板下面。机装在地板下面。优点：优点：可以采用较大功率的发动机。可以采用较大功率的发动机。将发动机放在驾驶员座椅之后和后轴之前，有利于获将发动机放在驾驶员座椅之后和后轴之前，有利于获得最佳的轴荷分配；得最佳的轴荷分配

18、；缩短了传动轴的长度；缩短了传动轴的长度；空间利用率较高；空间利用率较高；散热效果较好；散热效果较好；缺点：缺点：稳定性一般；稳定性一般；操纵距离较长，操纵机构比较复杂；操纵距离较长，操纵机构比较复杂；第十三章 汽车传动系统概述二、汽车传动系统的布置方案AWD全轮驱动全轮驱动（图图14-4）；）；前驱动桥前驱动桥发动机发动机后驱动桥半轴后驱动桥半轴变速器变速器前传动轴前传动轴分动器分动器后传动轴后传动轴后驱动桥后驱动桥横向稳定器横向稳定器应用范围：应用范围：越野车、军事车辆，高级轿车。越野车、军事车辆，高级轿车。优点：优点：最大限度的利用地面附着条件，获得尽可能大的最大限度的利用地面附着条件，

19、获得尽可能大的牵引力牵引力。缺点：缺点：结构复杂；结构复杂；成本高；成本高；重量大；重量大；第十三章 汽车传动系统概述二、汽车传动系统的布置方案需要掌握的要点需要掌握的要点:汽车传动系统的布置方案有哪些？汽车传动系统的布置方案有哪些？汽车传动系统的各布置方案的特点和适用范围？汽车传动系统的各布置方案的特点和适用范围？第十三章 汽车传动系统概述二、汽车传动系统的布置方案第十三章 汽车传动系统概述三、汽车传动系统的类型3.1汽车传动系统的类型汽车传动系统的类型:分类方法：按传动元件的特征分类。分类方法：按传动元件的特征分类。机械式：全部传动部件均由机械部件组成的传动机械式：全部传动部件均由机械部件

20、组成的传动系。系。液力式：分为液力机械式和静液式。液力机械式液力式：分为液力机械式和静液式。液力机械式指由部分液压传动部件和机械部件组成的传动系。指由部分液压传动部件和机械部件组成的传动系。静液式又称容积式，传动系统的主要部件均由液压静液式又称容积式，传动系统的主要部件均由液压部分组成。部分组成。电力式：由电力部件和机械部件组成的传动系。电力式：由电力部件和机械部件组成的传动系。第十三章 汽车传动系统概述三、汽车传动系统的类型3.2 液力式传动系统：液力式传动系统：液力式传动系统分为：液力式传动系统分为：液力机械式（动液式）；液力机械式（动液式）；静液式。静液式。以液体为传动介质，利用液体在主

21、动元件和从动元件之间流动过程中动能的变化来传递动力。分为液力耦合器和液力变矩器。第十三章 汽车传动系统概述三、汽车传动系统的类型3.2 液力式传动系统：液力式传动系统：液力耦合器起到离合器的部分作用；保证车辆平稳起步，加速、减速；在换档过程中仍然产生冲击。特点：不能改变扭矩的大小，只起到传递扭矩的作用；优点：便于操作。起步平稳，减少冲击。缺点：不便于维护，效率低；增加质量，仍需要离合器、轴向尺寸增加等。应用范围：大型载重汽车；前景：将被淘汰。液力耦合器第十三章 汽车传动系统概述三、汽车传动系统的类型3.2 液力式传动系统：液力式传动系统：液力变矩器在一定的范围内能够实现无级变速，配合机械变速箱

22、后，可在几个速度范围内实现无级变速，组成液力机械变速箱。特点：能够实现无级变速；优点：可以自动操作。缺点：不便于维护，造价高；复杂、质量大，效率较低等。应用范围：轿车、载货车；前景：发展潜力大。第十三章 汽车传动系统概述三、汽车传动系统的类型3.2 液力式传动系统：液力式传动系统：静液式（图静液式（图14-6）发动机静液式传动系统工作流程：静液式传动系统工作流程：发动机油泵液压马达主减速器差速器车 轮车 轮控制器加速踏板操纵杆第十三章 汽车传动系统概述液压马达液压马达第十三章 汽车传动系统概述静液式传动系统工作流程：静液式传动系统工作流程：静压式传动系统可以通过控制油泵的输出压力油的流量或静压

23、式传动系统可以通过控制油泵的输出压力油的流量或流向，来实现汽车的平稳起步，加速、倒车等。具体为：流向，来实现汽车的平稳起步，加速、倒车等。具体为：怠速工况：怠速工况：油泵空转，系统内无压力，相当于汽车的空档；油泵空转，系统内无压力，相当于汽车的空档；起步工况：起步工况：油泵流量较小，建立较高的系统压力，使液压马油泵流量较小，建立较高的系统压力，使液压马达输出较大的转矩；达输出较大的转矩；加速工况：加速工况：油泵流量逐步加大，降低系统压力，提高液压马油泵流量逐步加大，降低系统压力，提高液压马达的转速。达的转速。倒车工况：倒车工况：通过改变压力油的流向，实现液压马达的反转。通过改变压力油的流向，实

24、现液压马达的反转。静压式传动系统的特点和应用范围：静压式传动系统的特点和应用范围：优点：优点：工作平稳、噪音低、出力大；工作平稳、噪音低、出力大；缺点：缺点：效率低、造价高、可靠性差、因油液效率低、造价高、可靠性差、因油液污染导致寿命低。污染导致寿命低。应用范围：应用范围：军事车辆。军事车辆。第十三章 汽车传动系统概述第十三章 汽车传动系统概述三、汽车传动系统的类型3.2 电力式传动系统：电力式传动系统：因为环境污染、能源危机等问题日益突出，目前电动汽车越因为环境污染、能源危机等问题日益突出，目前电动汽车越来越得到企业和社会的关注。电动汽车的发展，在近几年来得来越得到企业和社会的关注。电动汽车

25、的发展，在近几年来得到了快速的发展。到了快速的发展。电力传动系统方案也由过去的电力传动系统方案也由过去的发动机发动机发电机发电机电动机电动机模式，转向模式，转向电池单元电池单元电动机电动机模式。电动机由过去的直流电模式。电动机由过去的直流电机向交流异步电机转变。机向交流异步电机转变。燃料电池、混合驱动、车载蓄电池、燃料电池、混合驱动、车载蓄电池、电动轮等电动轮等技术越来越成为研究的热点。技术越来越成为研究的热点。目的在于：降低排放、甚至做到零排放，缓解环境污染；目的在于：降低排放、甚至做到零排放，缓解环境污染；避免石油危机，解决能源的安全问题；避免石油危机，解决能源的安全问题；对我国来说：更在

26、于抓住发展机遇，缩短与国外的差距。对我国来说：更在于抓住发展机遇，缩短与国外的差距。第十三章 汽车传动系统概述3.2 电力式传动系统：电力式传动系统：电力传动系统的分类：电力传动系统的分类：传统电力模式：传统电力模式：发动机发动机+发电机发电机+（电动机（电动机+机械传动）机械传动）/电动电动轮）轮）纯电动模式：纯电动模式：车载蓄电池车载蓄电池+（电动机（电动机+机械传动）机械传动）/电动轮）电动轮）混合动力模式：混合动力模式：发动机发动机|蓄电池蓄电池+电动机电动机燃料电池发动机模式：燃料电池发动机模式：燃料电池燃料电池|蓄电池蓄电池+（电动机（电动机+机械传机械传动）动）/电动轮）电动轮）

27、第十三章 汽车传动系统概述3.2 电力式传动系统：电力式传动系统：电力传动系统的特点：电力传动系统的特点：优点：优点：无（小）污染、效率高、无级调速，驱动平稳、冲击小、无（小）污染、效率高、无级调速，驱动平稳、冲击小、噪音低、使用寿命长、电动机的高效区宽等。电动轮方案还可噪音低、使用寿命长、电动机的高效区宽等。电动轮方案还可以简化布置。以简化布置。缺点：缺点：造价高、目前电池技术、充电技术、电池管理技术还不造价高、目前电池技术、充电技术、电池管理技术还不成熟，高压电安全、电磁干扰等问题还有待研究，需要消耗贵成熟，高压电安全、电磁干扰等问题还有待研究，需要消耗贵金属，质量可能增加。对于燃料电池来

28、说，还有氢设施、氢安金属，质量可能增加。对于燃料电池来说，还有氢设施、氢安全、氢加注、催化剂等技术尚待研究。全、氢加注、催化剂等技术尚待研究。第十三章 汽车传动系统概述3.2 电力式传动系统：电力式传动系统：我院承担的国家我院承担的国家863重大专项燃料电池轿车情况介绍：重大专项燃料电池轿车情况介绍：氢氢气气供供给给单单元元空空气气供供给给单单元元PEMFC燃料电池堆燃料电池堆燃料电池控制单燃料电池控制单元元燃料电池运燃料电池运行支持单元行支持单元高压高压DC/DC变换器变换器电机驱动电机驱动控制器控制器（能量反（能量反馈系统）馈系统）电机电机变速变速器器传动系传动系统统转向系转向系统统制动系

29、制动系统统行走机行走机构构悬架系悬架系统统超级电超级电容容DC/AC变换器变换器低压低压DC/DC变换器变换器蓄电池组蓄电池组电气系统电气系统冷冷 却却 系系统统排排气气系系统统空空调调空空气气压压缩缩机机空气压缩机空气压缩机车辆控制器多能原动力总成控制器加速踏板制动踏板车身车架车架燃料电池单元燃料电池单元A操纵系统冷却水泵冷却水泵第十三章 汽车传动系统概述第十三章 汽车传动系统概述回顾：回顾：第十三章 汽车传动系统概述实现汽车减速增矩；实现汽车减速增矩；实现汽车变速；实现汽车变速；实现汽车倒车；实现汽车倒车；必要时中断动力传递；必要时中断动力传递；应使车轮具有差速功能；应使车轮具有差速功能；能够消除变速器与驱动桥之间因相对运动而产生的不利能够消除变速器与驱动桥之间因相对运动而产生的不利影响；影响；作作 业：业：第第9 9页思考题：页思考题：1 1、2 2题；题；