第三章第三章 汽车底盘汽车底盘汽车底盘组成汽车底盘组成传动系统传动系统转向系统转向系统制动系统制动系统行走系统行走系统3-1 3-1 汽车传动系统概述汽车传动系统概述 主主要要组组成成部部件件 传传动动系系统统的的功功能能 传传动动系系统统的的型型式式F 机机械械式式传传动动F 液液力力机机械械传传动动F 静静液液式式传传动动F 电电力力式式传传动动 传传动动系系的的布布置置型型式式 汽汽车车驱驱动动形形式式表表示示方方法法一、主要组成部件离合器液力变扭器变速箱万向节及传动轴驱动桥：主传动器、差速器、半轴、驱动轮二、传动系统的功能将将发动机发出的动力传给驱动车轮发动机发出的动力传给驱动车轮减速和变速（变矩器、变速箱、主传动器）减速和变速（变矩器、变速箱、主传动器）实现汽车倒驶（变速器）实现汽车倒驶（变速器）必要时中断动力传递（离合器、变速器）必要时中断动力传递（离合器、变速器）差速作用（差速器）差速作用（差速器）三、传动类型1 1、机械式传动、机械式传动一般一般组成及布置示意成及布置示意图 发动机发动机发动机发动机主离合器主离合器主离合器主离合器 变速箱变速箱变速箱变速箱（万向节传动轴）（万向节传动轴）（万向节传动轴）（万向节传动轴）主传动器主传动器主传动器主传动器差速器差速器差速器差速器半轴半轴半轴半轴驱动轮驱动轮驱动轮驱动轮 机械传动通常采用人力换档的机械式变速箱机械传动通常采用人力换档的机械式变速箱机械传动通常采用人力换档的机械式变速箱机械传动通常采用人力换档的机械式变速箱优点：优点：传动效率高；结构简单、可靠；传动效率高；结构简单、可靠；缺陷：缺陷：易熄火；（工况急剧变化、发动机过载熄火）易熄火；（工况急剧变化、发动机过载熄火）2、液力机械传动典型液力机械传动示意图传动过程：发动机传动过程：发动机传动过程：发动机传动过程：发动机液力变矩器液力变矩器液力变矩器液力变矩器半自动或自动换档变速半自动或自动换档变速半自动或自动换档变速半自动或自动换档变速箱箱箱箱（万向节及传动轴）（万向节及传动轴）（万向节及传动轴）（万向节及传动轴）驱动桥驱动桥驱动桥驱动桥驱动轮驱动轮驱动轮驱动轮一般不再设离合器一般不再设离合器1-液力变矩器 2-自动器变速器 3-万向传动 4-驱动桥 5-主减速器6-传动轴 优点：优点：优点：优点：应用：应用：应用：应用：中级以下轿车和一般货车采用此种传动较少。中级以下轿车和一般货车采用此种传动较少。中级以下轿车和一般货车采用此种传动较少。中级以下轿车和一般货车采用此种传动较少。多用于轿车和重型汽车上。多用于轿车和重型汽车上。多用于轿车和重型汽车上。多用于轿车和重型汽车上。（）液力变矩器在一定范围内具有无级变速能力。能适（）液力变矩器在一定范围内具有无级变速能力。能适（）液力变矩器在一定范围内具有无级变速能力。能适（）液力变矩器在一定范围内具有无级变速能力。能适应阻力的不断变化，防止过载熄火。应阻力的不断变化，防止过载熄火。应阻力的不断变化，防止过载熄火。应阻力的不断变化，防止过载熄火。（）可以减少档位数（）可以减少档位数（）可以减少档位数（）可以减少档位数. .（）变刚性连结为柔性、冲击小、零件寿命长。（）变刚性连结为柔性、冲击小、零件寿命长。（）变刚性连结为柔性、冲击小、零件寿命长。（）变刚性连结为柔性、冲击小、零件寿命长。（）起步平稳、并可得到很小的行驶速度。（）起步平稳、并可得到很小的行驶速度。（）起步平稳、并可得到很小的行驶速度。（）起步平稳、并可得到很小的行驶速度。不足：不足：不足：不足：结构较复杂，造价较高；传动效率低。结构较复杂，造价较高；传动效率低。结构较复杂，造价较高；传动效率低。结构较复杂，造价较高；传动效率低。3、静液式传动传动过程：传动过程：发动机发动机油泵（变量油泵）油泵（变量油泵）液压马达液压马达（减速器）（减速器）驱动轮驱动轮方案一：用一个液压马达方案一：用一个液压马达方案二：用二个液压马达方案二：用二个液压马达 左右驱动轮各有一套独立的传动系统；利用改变变量左右驱动轮各有一套独立的传动系统；利用改变变量泵的流量来实现无级变速；当左右马达转速相同时，泵的流量来实现无级变速；当左右马达转速相同时，则直线行驶；当左右马达转速相同而方向相反时，则则直线行驶；当左右马达转速相同而方向相反时，则原地转向。原地转向。缺点：缺点：传动效率低、造价高、使用寿命及可靠性不够等。传动效率低、造价高、使用寿命及可靠性不够等。应用：应用：在军用车上开始有使用。在军用车上开始有使用。4、电力式传动电传动电传动是由是由是由是由发动发动机机机机驱动发电驱动发电机机机机发电发电，再由，再由，再由，再由电动电动机机机机驱动驱动桥驱动驱动桥或由或由或由或由电动电动机直接机直接机直接机直接驱动带驱动带有减速器有减速器有减速器有减速器的的的的驱动轮驱动轮。传动过程：传动过程：发动机发动机发电机发电机电动机电动机电动轮电动轮方案一：只用一个电动机，驱动驱动桥方案一：只用一个电动机，驱动驱动桥方案二：每个驱动轮上装一个电动机方案二：每个驱动轮上装一个电动机特点：特点：传动效率高于静液式；电机质量很大。传动效率高于静液式；电机质量很大。 应用：应用：目前在超重型汽车、混合电力汽车有应目前在超重型汽车、混合电力汽车有应用。用。四、传动系的布置型式FRFR型：目前普通汽车广泛使用的型式型：目前普通汽车广泛使用的型式FFFF型：多用于自重不大的轿车型：多用于自重不大的轿车RRRR型：应用于大客车型：应用于大客车五、汽车驱动形式表示方法五、汽车驱动形式表示方法车轮（轮毂）总数车轮（轮毂）总数驱动轮数驱动轮数四驱车四驱车4WD4WD：4 4 4 4 四驱车有四种驱动形式：四驱车有四种驱动形式：1.1.全时传动全时传动2.2.兼时传动兼时传动3.3.适时传动适时传动4.4.兼兼/ /适混合适混合发动机前置、纵置，四轮驱动的布置示意图发动机前置、纵置，四轮驱动的布置示意图3-2 离合器离合器思考：汽车传动系中为什么要装离合器思考：汽车传动系中为什么要装离合器？功用功用保证汽车平稳起步保证汽车平稳起步保证传动系换档时工作平顺保证传动系换档时工作平顺防止传动系过载防止传动系过载类型类型1、机械式离合器的动作原理1-飞轮 2-从从动盘 3-压盘 4-膜片膜片弹簧簧 离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。程中又允许两部分相互转动。 闭合闭合分离分离2、磁粉式、磁粉式电磁离合器的磁离合器的动作原理作原理 1-粉末粉末 2-输入入侧 3-输出出侧 4-激磁激磁线圈圈 5-线型粉末型粉末 6-磁通磁通电磁离合器靠磁离合器靠线圈的通断圈的通断电来控制离合器的接合与分来控制离合器的接合与分离。在主离。在主动与从与从动件之件之间放置磁粉，可以加放置磁粉，可以加强两者之两者之间的接合力，的接合力，这样的离合器称的离合器称为磁粉式磁粉式电磁离合器磁离合器 3、液力离合器结构与动作原理1-叶叶轮 2-输出出轮 3-油油 4-油的流向油的流向 双离合器双离合器3-3 变矩器变矩器功能功能传动原理传动原理工作特性工作特性常用变矩器型式常用变矩器型式 带闭锁离合器式，与变速器组成混合式变速箱。带闭锁离合器式，与变速器组成混合式变速箱。液力变矩器的传动比液力变矩器的传动比变矩系数变矩器效率变矩器效率液力变矩器的特性曲线液力变矩器的特性曲线以nw为横坐标，为纵坐标，（Mb、nb为常数），可绘出工作特性图如下：3-4 变速器变速器?组组成成?功功能能?类类型型v按按传传动动比比变变化化方方式式： 有有级级式式变变速速器器 无无级级式式变变速速器器 综综合合式式变变速速器器（液液力力机机械械变变速速箱箱）v按按操操纵纵方方式式： 人人力力强强制制操操纵纵式式变变速速器器 自自动动换换档档变变速速器器 半半自自动动换换档档变变速速器器机械式（人力）换档变速箱机械式（人力）换档变速箱变速机构变速机构换档方式换档方式换档原理换档原理自动换档变速箱自动换档变速箱变速机构变速机构换档执行机构换档执行机构换档原理换档原理换档规律换档规律正确使用要点正确使用要点自动换档原理图（液力式）自动换档原理图（液力式）传感器和控制开关传感器和控制开关执行器执行器ECT（或（或PCM）模式选择开关模式选择开关发动机转速传感器发动机转速传感器节气门位置传感器节气门位置传感器车速传感器车速传感器油温传感器油温传感器输入轴转速传感器输入轴转速传感器0D超速挡开关超速挡开关挡位开关挡位开关强制降挡开关强制降挡开关空挡启动开关空挡启动开关制动灯开关制动灯开关换挡电磁阀换挡电磁阀A换挡电磁阀换挡电磁阀B锁定正时电磁阀锁定正时电磁阀锁定电磁阀锁定电磁阀主油路油压电磁阀主油路油压电磁阀换挡控制换挡控制主油路油压控制主油路油压控制模式选择控制模式选择控制锁定离合器控制锁定离合器控制发动机制动控制发动机制动控制改善换挡感觉控制改善换挡感觉控制输入轴转速传感器控输入轴转速传感器控制制故障诊断和失效保护故障诊断和失效保护控制控制自动变速器电控系统的组成自动变速器电控系统的组成3-5 驱动桥驱动桥驱动桥主要由五大机构组成：主传动器、差速器、半轴、驱动桥主要由五大机构组成：主传动器、差速器、半轴、轮边减速器、桥壳轮边减速器、桥壳一、主传动器一、主传动器作用：改变力的传递方向；增扭减速作用：改变力的传递方向；增扭减速 结构形式结构形式、单级主传动器、单级主传动器由一对圆锥齿轮组成，也采用双曲面齿由一对圆锥齿轮组成，也采用双曲面齿轮。只进行一次增扭减速，传动比一般为轮。只进行一次增扭减速，传动比一般为3.53.56.76.7，不，不超过超过7 7。结构简单，重量轻，传动效率高，主要用在中小型汽车上。结构简单，重量轻，传动效率高，主要用在中小型汽车上。2 2、双级主传动器、双级主传动器由一对锥齿轮和一对圆柱齿轮组成，二级减速增扭，由一对锥齿轮和一对圆柱齿轮组成，二级减速增扭，传动比为传动比为711。减小了从动齿轮的尺寸，增大了离地。减小了从动齿轮的尺寸，增大了离地间隙，但复杂、成本高。间隙，但复杂、成本高。主要用于重型汽车上。主要用于重型汽车上。二、差速器二、差速器是驱动桥的主件，最早由法国雷诺汽车公司的创始人是驱动桥的主件，最早由法国雷诺汽车公司的创始人路易斯路易斯.雷诺发明的。雷诺发明的。作用作用使驱动轮实现以不同的转速旋转，以防止打滑使驱动轮实现以不同的转速旋转，以防止打滑.轮胎磨损轮胎磨损更低，汽车行驶稳定性更好。更低，汽车行驶稳定性更好。1、转弯、转弯2、在不平路面上行驶，两轮走过的距离总不等、在不平路面上行驶，两轮走过的距离总不等3、轮胎滚动半径总不等、轮胎滚动半径总不等(左右轮胎气压不等；胎面磨损左右轮胎气压不等；胎面磨损不同；左右负载不同不同；左右负载不同)安装位置安装位置轴间差速器轴间差速器轮间差速器轮间差速器普通十字轴差速器运动特性普通十字轴差速器运动特性、不论行星轮的运动状态如何，左右两半轴、不论行星轮的运动状态如何，左右两半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍（因齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍（因轮式机械差速器左右半轴齿轮齿数相等）轮式机械差速器左右半轴齿轮齿数相等）、快速轴增加的转速等于慢速轴减小的转速、快速轴增加的转速等于慢速轴减小的转速、若一半轴不动，另一半轴则以、若一半轴不动，另一半轴则以2倍于差速倍于差速器壳的转速旋转器壳的转速旋转 n1=0，n2=2n0 如车轮陷入泥如车轮陷入泥泞中，该车轮就以泞中，该车轮就以2倍的转速旋转，另一侧车倍的转速旋转，另一侧车轮不动轮不动、n0=0，n1=n2 两侧车轮相反旋转两侧车轮相反旋转 如架如架修驱动桥，刹住传动轴，扳动车轮的情况修驱动桥，刹住传动轴，扳动车轮的情况转矩分配转矩分配直线行驶时：此时行星轮只有公转，相当于一个直线行驶时：此时行星轮只有公转，相当于一个等臂杠杆，行星轮总是将转矩等臂杠杆，行星轮总是将转矩M M0 0平均分配给左平均分配给左右半轴齿轮，即右半轴齿轮，即M M1 1=M=M2 2=1/2M=1/2M0 0当转弯时：当转弯时：M M1 1=1/2=1/2（M M0 0M Mt t）、）、M M2 2=1/2=1/2（M M0 0+M+Mt t） 一般一般M Mt t很小，因此通常认为是很小，因此通常认为是差速不差力差速不差力，即，即转矩总是平均分配的。转矩总是平均分配的。带差速锁的差速器带差速锁的差速器普通锥齿轮式差速器平均分配转矩的特性，将影响机普通锥齿轮式差速器平均分配转矩的特性，将影响机械的通过性能。械的通过性能。如轮胎陷入泥泞的情况，在硬地上车轮所产生的牵引如轮胎陷入泥泞的情况，在硬地上车轮所产生的牵引力就受到了限制，使机械无法起步。力就受到了限制，使机械无法起步。采用带差速锁的差速器或限滑差速器，可解决这一问采用带差速锁的差速器或限滑差速器，可解决这一问题。题。原理：当一侧车轮附着条件小时，可将全部扭矩传给原理：当一侧车轮附着条件小时，可将全部扭矩传给另一侧车轮。但操作要及时，不宜接合过早和分离过另一侧车轮。但操作要及时，不宜接合过早和分离过晚。可司机操纵或由自动控制系统完成。晚。可司机操纵或由自动控制系统完成。汽车驱动防滑系统汽车驱动防滑系统Anti-Skidding Restraint(ASR)驱动防滑控制：驱动防滑控制：控制控制车轮的滑转率车轮的滑转率在合适的在合适的范围内范围内作用：作用：防止汽车在加速、起步过程中的滑转，防止汽车在加速、起步过程中的滑转，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮的空转，以保持方向稳定性、操纵性和最轮的空转，以保持方向稳定性、操纵性和最佳驱动力。佳驱动力。控制方法：控制方法：1.制动控制方式制动控制方式2.发动机转矩控制方式发动机转矩控制方式 具体方法：改变燃料喷射量、点火时间和节具体方法：改变燃料喷射量、点火时间和节气门开度气门开度ASR的原理的原理控制系统组成：控制系统组成： 传感器、传感器、ASR ECU、制动压力调节器、制动供制动压力调节器、制动供能总成、执行机构（步进电机、电磁阀）能总成、执行机构（步进电机、电磁阀）控制原理：控制原理： 四个车轮上各装有一个车轮转速传感器，将各四个车轮上各装有一个车轮转速传感器，将各个车轮转速信号输入到个车轮转速信号输入到ECU，ECU接收并处理接收并处理车速信号，形成相应的控制指令，驱动制动压车速信号，形成相应的控制指令，驱动制动压力调节器以及节气门控制步进电动机，进行驱力调节器以及节气门控制步进电动机，进行驱动防滑转控制。动防滑转控制。注：注：ABS与与ASR控制系统常组合在一起控制系统常组合在一起（ABS/ASR（TRC）控制系统），且共用一控制系统），且共用一套液压调节装置。套液压调节装置。习习 题题1 1、汽车传动系统的作用是什么？、汽车传动系统的作用是什么？2 2、传动系统的布置形式有哪几种，各有什么特点，分、传动系统的布置形式有哪几种，各有什么特点，分别适用于何种汽车？别适用于何种汽车？3 3、汽车传动型式有哪几种，现代轿车用的是哪种传动、汽车传动型式有哪几种，现代轿车用的是哪种传动型式，系统组成有什么特点？型式，系统组成有什么特点？4 4、自动变速器与无级变速器是一回事吗？、自动变速器与无级变速器是一回事吗？5 5、简要说明自动变速器组成及换档原理。、简要说明自动变速器组成及换档原理。6 6、差速器的作用是什么？、差速器的作用是什么？7 7、汽车驱动防滑系统（、汽车驱动防滑系统（ASRASR）是要控制什么？（或者是要控制什么？（或者说其作用是什么？）说其作用是什么？）8 8、汽车车轮会出现哪三种滚动形式？一般从动车轮常、汽车车轮会出现哪三种滚动形式？一般从动车轮常伴随有哪种形式，主动车轮又伴随有哪种形式？伴随有哪种形式，主动车轮又伴随有哪种形式？9 9、绘出滑转率与驱动力的关系曲线。、绘出滑转率与驱动力的关系曲线。1010、简述液力变矩器的工作特性。、简述液力变矩器的工作特性。车轮的三种滚动情况车轮的三种滚动情况（）、纯滚动（）、纯滚动车轮相对地面无滑动，车轮相对地面无滑动，（为滚动瞬为滚动瞬心）心）车轮的直线运动速度车轮的直线运动速度OO （）、带滑移的滚动（）、带滑移的滚动U切切，车轮相对地面有向前移动的速度，车轮相对地面有向前移动的速度 瞬心瞬心向下移动，相当于一个直径变大的车轮在作纯向下移动，相当于一个直径变大的车轮在作纯滚动（纯滚动半径增大）滚动（纯滚动半径增大） （）、带有滑转的滚动（）、带有滑转的滚动U切切，车轮相对地面有向后移动的速度，车轮相对地面有向后移动的速度瞬心向上移动，相当于一个直径变小瞬心向上移动，相当于一个直径变小的车轮在作纯滚动（纯滚动半径增小）的车轮在作纯滚动（纯滚动半径增小） 滑转率（滑转率（）表示驱动轮的滑转程度，即因滑转而损失速度的表示驱动轮的滑转程度，即因滑转而损失速度的百分比百分比()( r ) (r)式中：式中：驱动轮的理论速度驱动轮的理论速度滑转率与牵引力的变化曲线：滑转率与牵引力的变化曲线：结论：结论：、产生驱动力时，必然伴随产生驱动车轮滑转，产生驱动力时，必然伴随产生驱动车轮滑转，一定限度的滑转是允许的。一定限度的滑转是允许的。、100时发挥的时发挥的，即最大附着力，即最大附着力，无论发动机的动力有多大，汽车发挥的无论发动机的动力有多大，汽车发挥的最大驱动力受限于最大驱动力受限于。1-离合器离合器 2-发电机机 3-控制器控制器 4-电动机机 5-驱动桥 6-导线 FRFFRR4WD驱动桥驱动桥