汽车传动系统综述

汽车传动系统

汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。它应保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速，以及保证牵引力与车速之间协调变化等功能，使汽车具有良好的动力性和燃油经济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而平稳地结合或彻底、迅速地分离。传动系包括离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器及半轴等部分。汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。

1简介

牵引力、车速，以及保证牵引力

汽车传动系统图示

与车速

汽车传动系的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。例如，越野车多采用四轮驱动，则在它的传动系中就增加了分动器等总成。而对于前置前驱的车辆，它的传动系中就没有传动轴等装置。

传动系的布置型式机械式传动系常见布置型式主要与发动机的位置及汽车的驱动型式有关。有六种可分为：

1.前置后驱—FR：即发动机前置、后轮驱动

这是一种传统的布置型式。国内外的大多数货车、部分轿车和部分客车都采用这种型式。FR的优点是附着力大易获得足够的驱动力，整车的前后重量比较均衡，操控稳定性较好。缺点是传动部件多、传动部件多、传动系统质量大，贯穿乘坐舱的传动轴占据了舱内的地台空间。

2.后置后驱—RR：即发动机后置、后轮驱动

在大型客车上多采用这种布置型式，少量微型、轻型轿车也采用这种型式。发动机后置，使前轴不易过载，并能更充分地利用车箱面积，还可有效地降低车身地板的高度或充分利用汽车中部地板下的空间安置行李，也有利于减轻发动机的高温和噪声对驾驶员的影响。缺点是发动机散热条件差，行驶中的某些故障不易被驾驶员察觉。远距离操纵也使操纵机构变得复杂、维修调整不便。但由于优点较为突出，在大型客车上应用越来越多。

3.前置前驱—FF：发动机前置、前轮驱动

这种型式操纵机构简单、发动机散热条件好。但上坡时汽车质量后移，使前驱动轮的附着质量减小，驱动轮易打滑；下坡制动时则由于汽车质量前移，前轮负荷过重，高速时易发生翻车现象。大多数轿车采取这种布置型式。

4.越野汽车的传动系

越野汽车一般为全轮驱动，发动机前置，在变速箱后装有分动器将动力传递到全部车轮上。轻型越野汽车普遍采用4×4驱动型式，中型越野汽车采用4×4或

6×6驱动型式；重型越野汽车一般采用6×6或8×8驱动型式。

5.中置后驱—MR:即发动机中置、后轮驱动

发动机放置在前、后轴之间，同时采用后轮驱动，类似F1赛车的布置形式。还有一种“前中置发动机”，即发动机置于前轴之后、乘员之前，类似于FR，但能达到与MR一样的理想轴荷分配，从而提高操控性。MR的优点是：轴荷分配均匀，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，因此MR大都是追求操控表现的跑车。

6.四轮驱动—4WD

无论上面的哪种布局，都可以采用四轮驱动，以前越野车上应用的最多，但随着限滑差速器技术的发展和应用，四驱系统已能精确地调配扭矩在各轮之间分配，所以高性能跑车出于提高操控性考虑也越来越多采用四轮驱动。4WD的优点是：四个车轮均有动力，地面附着率最大，通过性和动力性好。

2系统分类

机械式传动系

机械式传动系结构简单、工作可靠，在各类汽车上得到广泛的应用。其基本组成情况和工作原理：发动机的动力经离合器1、变速器2、万向节3、传动轴8、主减速器7、差速器5、半轴6传给后面的驱动轮。并与发动机配合，保证汽车在不同条件下能正常行驶。为了适应汽车行驶的不同要求，传动系应具有减速增扭、变速、使汽车倒退、中断动力传递、使两侧驱动轮差速旋转等具体作用。

液力传动系

液力传动系组合运用液力和机械来传递动力。在汽车上，液力传动一般指液传动，即以液体为传动介质，利用液体在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。动液传动装置有液力偶合器和液力变矩器两种。液力偶合器只能传递扭矩，而不能改变扭矩的大小，可以代替离合器的部分功能，即保证汽车平稳起步和加速，但不能保证在换档时变速器中的齿轮不受冲击。液力变矩器则除了具有液力偶合器的全部功能外，还能实现无级变速，故应用得比液力偶合器广泛得多。但是，液力变矩器的输出扭矩与输入扭矩的比值范围还不足以满足使用要求，故一般在其后再串联一个有级式机械变速器而组成液力机械变速器以取代机械式传动系中的离合器和变速器。液力机械式传动系能根据道路阻力的变化自动地在若干个车速范围内分别实现无级变速，而且其中的有级式机械变速器还可以实现自动或半自动操纵，因而可使驾驶员的操作大为简化。但是由于其结

构较复杂，造价较高，机械效率较低等缺点，除了高级轿车和部分重型汽车以外，一般轿车和货车很少采用。

静液式传动系

静液式传动系又称容积式液压传动系。主要由油泵、液压马达和控制装置等组成。发动机的机械能通过油泵转换成液压能，然后由液压马达再又转换为机械能。在图示方案中，只用一个水磨石马达将动力传给驱动桥主减速器，再经差速器、半轴传给驱动轮。另一方案是每一个驱动轮上都装一个水磨石马达。采用后一方案时，主减速器、差速器、和半轴等机械传动件都可取消静压式传动系由于机械效率低、造价高、使用寿命和可靠性不够理想，故只在某些军用车辆上开始采用。

电力式传动系

电力式传动系主要由发动机驱动的发电机2、整流器3、逆变装置（将直流电再转变为频率可变的交流电的装置）、和电动轮（内部装有牵引电动机和轮达减速器的驱动轮）等组成。电力式传动系的性能与静液式传动系相近，但电机质量比油泵和液压马达大得多，故只限于在超重型汽车上应用。

3组成

离合器

功用：1，离合器可使汽车发动机与传动系逐渐结合，保证汽车平稳起步。2，离合器可暂时切断发动机与传动系的联系，便于发动机的起动和变速器的换挡，以保证传动系换挡时工作平顺。3，离合器还能限制所传递的转矩，防止传动系过载。

组成：主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构。

变速器

功用：1，实现变速变矩。2，实现汽车倒驶。3，必要时中断动力传输。4，实现动力输出。

由于变速器分为MT、AT、AMT、DCT、CVT等多种形式，并且此处并没有完全展开介绍的必要。只按照手动和自动两种情况分类。手动变速器最为常见，自动变速器已较为普遍并且有取代手动变速器的趋势。虽然类型不同、组成部分不同。但功能几乎一样。显然自动变速器结构更为复杂、技术含量更高、操作更为简便、价格较为昂贵、维修较为不便。此处就再略为介绍下对变速器的要求：1，能防止变速器自动换挡和自动脱档。2，能保证变速器不会同时挂入两个档位。3，能防止误挂倒档。(关于汽车自动变速器百科有专门词条，欲知详情请直接在百科里搜“汽车自动变速器”就可以了）

万向传动装置

功用：在汽车上任何一对轴间夹角和相对位置经常发生变化的转轴之间传递动力。

1、变速器（或分动器）与驱动桥之间

一般FR的输出轴线与驱动桥的输入轴线难以布置重合，并且汽车在负荷变化及在不平路面行驶时引起的跳动，将使驱动桥输入轴与变速器输出轴之间的夹角和距离发生变化，故须万向传动装置连接。

2、变速器与离合器或与分动器之间

虽然变速器、离合器、分动器等都支撑在车架上，且他们的轴线也可以设计重合，但为消除车架变形及制造、装配误差等引起的轴线同轴度误差对动力传递的影响，其间也常装有万向传动装置。

3、转向驱动桥和断开式驱动桥中

汽车的转向驱动桥需要满足转向和驱动的功能，其半轴是分段的，转向时两段半轴轴线相交且夹角变化，因此要用万向传动装置。在断开式驱动桥中，主减速器壳固定是在车架上的，桥壳上下摆动，半轴是分段的，也须用万向传动装置。4、转向操纵机构中

某些汽车的转向操纵机构受整体布置的限制，转向盘轴线与转向器输入轴线不重合，因此在转向操纵机构中装有万向传动装置

驱动桥

驱动桥将万向传动装置（或变速器）传来的动力经降速增扭、改变动力传递方向（发动机纵置时）后，分配到左右驱动轮，使汽车行驶，并允许左右驱动轮以不同的转速旋转。

驱动桥是传动系的最后一个总成，它由主减速器、差速器、半轴和桥壳组成。1，主减速器使输入转矩增大、转速降低，并将动力传递方向改变后（发动机横置的除外）再传给差速器。

2，差速器的功用是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，并在必要时允许左、右半轴以不同转速旋转，以满足两侧驱动轮差速的需要。

3，半轴用于将差速器传来的动力传给驱动轮。

4，驱动桥壳既是传动系的组成部分，同时也是行驶系的组成部分，其功用是安装并保护主减速器、差速器和半轴，以及安装悬架或轮毂。它还要与从动桥一起支承汽车悬架以上各部分质量，承受驱动轮传来的反力和力矩，并在驱动轮与悬架之间传力。

4常见故障

离合器打滑

离合器打滑表现为：汽车起步困难，行驶无力，加速不良，严重时会散发出焦味或冒黑烟。其原因是：离合器踏板的自由行程太小，使压板处于半结合状态；从动盘有油污；磨擦衬片磨损严重、硬化、变形或铆钉露头；离合器压板弹簧过软或折断、调整不当；离合器盖与飞轮固定螺钉松动；离合器踏板拉簧脱落或不起作用。

离合器发响

离合器发响表现为：每当汽车起步或踩下离合器时，离合器发出响声，而在结合状态下，一般不发出响声。其原因是：分离轴磨损或弹簧过软、折断、脱落；分离杠杆或支架销磨损变松；离合器磨擦片铆钉松动，或铆钉头露出；离合器片的花键槽与变速器输入轴的花键齿磨损过大；离合器踏板的回位弹簧折断、过软或脱落。

变速器跳档

变速器跳档表现为：在汽车挂档行驶中，变速器自动跳回空档。其原因是：齿轮的内外结合齿磨损过大而成锥形；输出轴的花键齿和滑动齿轮的花键槽，因磨损过大而变松；轴承磨损过大，使两个相啮合的齿轮在运动时上下摆动；输出轴五档常啮合齿轮衬套及垫圈磨损过大而松旷，在运动时上下摆动；输出轴、输入轴上止动卡环或锁紧螺帽脱落或松动，引起轴或齿轮前后移动；变速叉轴上的自锁定位球磨损；凹槽太浅或凹槽位置不当；弹簧过软或弹簧折断；变速叉轴和变速叉磨损或弯曲。

变速器乱档

变速器乱档表现为：在汽车行驶时换档，换不到所需的档位，或挂上后就退档。其原因是：互锁装置使用时间过长，叉轴、钢球横销等磨损过大，失去了互锁作用；变速杆定位销磨损变松或折断，失去控制作用或变速杆不能按正确方向转动；变速杆下端的工作面磨损过大，使其不能正确拨动换档导杆块而窜档；输出轴上的止动环未装或退出，齿轮在轴上任意移动而造成窜档。

传动系统异响

万向节和花键松动发出异响表现为：在汽车起步时，车身发抖，并听到有“格啦，格啦”的撞击声，在改变车速，尤其是在缓慢行驶时，响声更加明显。其原因是：万向节轴及滚针磨损变松，或滚针断碎；传动轴的花键齿与叉管的花键槽磨损量过大；变速器输出轴上的花键齿与凸缘的花键槽磨损过大；各处连接部分的固定螺丝松动。

中间轴承装置异响

中间轴承的异响表现为：汽车在行驶中发出一种“呜，呜”的响声，车速越快，响声越大。其原因是：中间轴承磨损过大或缺少润滑油；中间轴承偏位或螺丝松动；中间轴承损坏，滚珠脱落；中间轴承支架螺丝松动，位置偏斜。

离合器分离不彻底

离合器分离不彻底表现为：经常出现换档困难，牙齿发响。挂上档后，不抬离合器踏板，车辆就行驶或发动机熄火。其原因是：离合器踏板的自由行程过大；从动盘变形翘曲；磨擦片破坏或铆钉松动；更换磨擦片后，新磨擦片过厚或磨擦片的正反装错，使其不能分离；分离杠杆的内端不在同一平面内；分离杠杆的螺钉松动；离合器片的花键槽与变速器输入轴的花键齿配合过紧或有锈蚀、有脏物，使其移动发涩而不能分离；离合器浮动销脱出；双片离合器中间压板限位螺钉调整不当，个别支撑弹簧折断或过软，中间压板磨损变薄；液压操纵离合器漏油或液压系统中存在空气。

汽车起步震动

汽车起步震动表现为：汽车起步时，离合器结合不平稳，而使车身发生震抖。其原因是：离合器沾有油污；铆钉头露出而刮压板；磨擦片不平；钢板翘曲；离合器片的花键槽与变速器输入轴的花键齿因磨损而松旷；压板卡涩或弹簧的弹力不均；踏板回位弹簧折断或脱落；离合器轴承在导管上沾有脏物而滞涩，各分离杠

杆高低不一；分离叉轴与衬套磨损过大；发动机固定螺丝松动；变速器与飞轮壳的固定螺丝松动。

换档困难

换档困难表现为：换档时，齿轮因撞击而发出响声。其原因是：离合器不能彻底分离；齿轮油不足或不合适，因牙齿膨胀使啮合间隙变小；齿合套或同步器总成磨损；新换齿轮端部倒角太小。

齿轮的啮合噪音

齿轮的啮合噪音表现为：齿轮传动时有噪音，车速越快，噪音越大。其原因是：不是成对更换新齿轮，新旧齿轮啮合时误差过大；齿轮磨损过大或因轴承松动而引起的齿侧间隙过大；因变速叉或螺丝凸出而刮、碰齿轮；轴承因磨损而变松；润滑油量不足或润滑油（齿轮油）的粘度不符合要求。

变速器响声的分辨

将变速器放置空档，仔细察听响声的特征，然后挂档行驶，如果响声有变化，再将后桥顶起，若响声仍与行驶时一样，一般是变速器有故障。

传动轴弯曲

传动轴弯曲表现为：在汽车行驶中，能听到一种周期性的响声，车速越快，声音越响。其原因是：传动轴受力而弯曲；传动轴的凸缘和轴管焊接时歪斜；传动轴轴端的万向节叉口不在同一平面内。

传动轴响声的分辨

汽车起步时，有“哐、哐”声，行驶中有“嗡、嗡”声或“呜、呜”声，伴随汽车震抖，多数是传动轴的故障。

5历史发展

汽车在1898年以前，发动机动力输出后直接通过齿轮传给驱动轴，因而限制了发动机的安装位置只能紧靠驱动轮轴，使汽车的造型设计产生了困难。法国雷诺汽车公司的创始人路易斯·雷诺，通过多年的苦心钻研和实验，终于试制出了万向节和差动轴齿轮，从而解决了发动机动力必须紧靠驱动轮轴安放的限制。1898年，雷诺将公司的雷诺Dion汽车由三轮改装成四轮微型汽车，并将万向节和差动轴齿轮第一次装上汽车。正因为万向节的发明，才有了今天的前置后驱动，后置前驱动汽车，它标志着汽车传动技术走向成熟。