汽车是为什么“会跑”?传动系统篇

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动力如何传递?

早期的汽车上还没有起动装置,起动发动机时,需用一支摇手柄插接在曲轴带轮上,利用人的体力摇转发动机的曲轴,让活塞在气缸内来回运转,以达到起动发动机的目的。出现利用起动机(即电动机)来起动发动机

按动起动按钮时,起动机的电路接通,蓄电池的大量电流便流入起动机的线圈,这时起动机就运转起来,同时起动机的小齿轮和飞轮上的齿环互相接合,把力量扩大传送给曲轴,曲轴带动活塞便能上下移动,从而将发动机起动运转。

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传动系统

发动机起动后,起动机小齿轮和飞轮齿环会自动分开,当操纵点火开关的手松开时,就自动切断了起动机电路,这时起动机也停止运转。发动机转动后,带动附在发动机旁的发电机运转而产生电力经由飞轮传至离合器。

飞轮在发动机的做功行程时储存动能,当发动机不产生动力时,再将动能输出供应给进气、压缩、排气行程时所需的动能,使发动机运转平稳。发动机的气缸数越多,动力重叠数就越多,

可以不必储存太多动能,故飞轮可以小一点。飞轮越重,发动机运转越平稳。飞轮是用作起动机的被动件,离合器的主动件。离合器分为两种,一种是机械离合器,另一种是液体离合器,后者是自动档车用的。飞轮的摩擦面在车辆行进时,是和离合器的离合器片相接触而将动力传至变速器。当驾驶人踩下离合器踏板时,离合器片便离开飞轮,使动力传送中断,可进行换档。反之,松开离合器踏板时,离合器片又与飞轮相触,动力便恢复传送。

变速器内有四根轴:动力输入轴、主动轴、从动轴、倒档轴,每个轴上都有齿轮利用变速杆(也就是档把)来拨动齿轮,使之相互接合而变换速度。发动机动力由离合器传至主动轴,再传到从动轴或通过倒档轴再传到从动轴,如果是前轮驱动,那么变速器的从动轴将通过前差速器和半轴将动力分别传到两个前轮,驱动两个前轮运转;如果是后轮驱动,那么从动轴将动力传递给后差速器,经调整后驱动两个后轮转动。当驱动轮转动时,轮胎与地面产生一个摩擦力,根据作用力与反作用力的原理,从而轮胎与地面的摩擦力使汽车能够前进或者后退。

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传动系统

离合器有什么作用?

离合器相当于一个“动力开关”,它位于发动机和变速器之间的飞轮壳内,用螺栓将离合器总成固定在飞轮的后平面上,离合器的输出轴就是变速器的输入轴。在汽车行驶过程中,驾驶人可根据需要踩下或松开离合器踏板,使发动机与变速器暂时分离和逐渐接合,以切断或传递发动机向变速器输入的动力。

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离合器

依靠接触面间的摩擦作用,离合器的主动部分和从动部分之间可以暂时分离,又可逐渐接合,在传动过程中又允许两部分相互转动。

目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)。发动机发出的转矩,通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用,传给从动盘。当驾驶人踩下离合器踏板时,通过机件的传递,使膜片弹簧大端带动压盘后移,此时从动部分与主动部分分离。当驾驶人抬起踏板后,依靠弹簧的作用,它们又可接合到一起。

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万向节起什么作用?

万向节-般位于传动轴的末端,起到连接传动轴和驱动桥、半轴和驱动桥,或传动轴之间的连接。在前置后驱汽车上,要想将动力传递到后驱动桥上,必须将变速器动力输出轴与驱动桥之间进行连接。但考虑到汽车运行中路面不平产生跳动,会使变速器输出轴与驱动桥输入轴之间的夹角和距离发生变化,不能直接进行“硬连接”,要用一个“以变应变”的装置来解决这一个问题,因此就有了类似肢体关节作用的万向节。

最普通的万向节主要是个像“十字架”的十字接头,它允许连接在上面的传动轴做上下或左右摆动。说是万向,其实只有四向,但对于相对固定的传动轴来说足够了。

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什么是分时四驱?

汽车在直线行驶时,四个车轮的转速是相同的,但在转弯时,尤其是急转弯时,四个车轮的转速可以说各不相同。外侧车轮比内侧车轮转速应快些,前轮比后轮转速应快些。

在湿滑的草地、泥泞、沙漠行驶时,往往可以采用四轮驱动的方式,用分动器将四个车轮硬性连接,让四个车轮都按同样的转速进行驱动。因为这类路面的摩擦系数较低,转弯时前后车轮虽然会发生转向干涉.但是它们可以自由滑动打滑)所以不会影响到安全。

但在公路上行驶时,由于分动器将前轴和后轴硬性连接,这就会使它们相互干涉,转弯时就会产生类似制动的现象。

面对这个问题,最简单的解决方案就是设计一套机构,让驾驶人能够自由切换四驱和两驱模式。越野时就挂上四驱模式,当在公路上行驶时,则可以选择两驱模式,通过两驱的方式彻底避免转向时的车轮干涉。这就是所谓的分时四驱系统。

由于需要驾驶人经常切换两驱或四驱模式,造成操作的复杂性,如果发生误操作,又很容易出问题,所以这类四驱只是在一些较老的、强调越野的车型上广泛使用,因为它十分可靠,而且价格低廉。

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什么是适时四驱?

所谓适时四驱,就是说在不需要四驱的时候采用两轮驱动,需要四驱的时候汽车会自动采用四轮驱动。它与分时四驱最大的区别就是这一切都是系统自动完成切换的不需要人为控制。

适时四驱还有一个优点就是不太费油。适时四驱由于在正常状态下采用的是两轮驱动,只有当驱动轮打滑时,从动轮才会介入,而在公路行驶时,驱动轮打滑的概率非常低,所以它的燃油消耗十分接近两驱车。

但由于适时四驱是在主动轮失去抓地力以后,从动轮才会被动介入,因此它的响应速度稍慢,相对而言,其主动安全性不如全时四驱好。

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全时四驱有什么优势?

全时四驱,指的是四个车轮时刻都能提供牵引力,无论是直线行驶还是转弯,因此它的行驶稳定性更好,时时都是四驱,没有从两驱转换为四驱的响应时间,因此,它的主动安全性更好,不足是相对适时四驱来讲,燃油消耗稍高。

为了避开转向干涉现象,全时四驱设置了一个中央差速器来调节前后车桥的转速差,在转弯时让前轮转得更快些,后轮转得更慢些,这样就解决了四驱汽车转向干涉的问题。在全时四驱汽车上,发动机输出的动力先传递给中央差速器,然后通过中央差速器再分配给前后驱动桥。

差速器因何而生?

汽车在转弯时,车轮的轨迹是圆弧,如果汽车向右转弯,在相同的时间里,左侧轮子走的弧线比右侧轮子长反之亦然。为了平衡这个差异,就要左侧轮子快一.点,右侧轮子慢一点,否则就会产生所谓的转向干涉现象,使汽车转向困难,就像同时踩制动一样,因此也称转向制动现象。

非驱动轮由于左右两侧的车轮相互独立因此不存在转向干涉现象。但驱动桥两侧的车轮如果用一根轴刚性连接,两个车轮只能以相同的速度旋转,当汽车转向时,就会出现转向干涉现象。为了使驱动轮两侧车轮的转速可以有所不同,人们便发明了差速器它可以允许两侧的驱动轮以不同转速行驶

布置在前驱动桥或后驱动桥的差速器,分别称为前差速器或后差速器,它们都是轮间差速器。如果将它布置在四驱汽车的中间传动轴上,用来调节前轮和后轮之间的转速,则称为中央差速器

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差速器如何差速?

当汽车直线行驶时,传动轴过来的驱动力转向90°传递到环齿轮上,环齿轮带动4个小齿轮一起旋转(和车轮旋转方向一样)并带动侧齿轮旋转,从而驱动车轮前进。此时由于是直线行驶,左右两个驱动轮所遇到的阻力一样,因此,中间4个小齿轮不自转。

当汽车转弯时,左右车轮遇到的阻力就不同,左侧齿轮和右侧齿轮间就会产生阻力差,它便会使中间4个小齿轮在绕半轴旋转的同时还要产生自转,从而吸收阻力差,使左右车轮能够以不同的速度旋转,让汽车顺利转弯

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托森差速器的原理是什么?

托森差速器一般在四驱汽车上作为中央差速器使用。它巧妙地利用了蜗轮蜗杆传动的不可逆性,即蜗杆可以使蜗轮自由转动,而蜗轮不能使蜗杆自动转动。

当前后车轮转速-样时,与差速器外壳相连的6个蜗轮,它们一起驱动分别与前传动轴和后传动轴相连的两个蜗杆共同旋转。

当前轮和后轮的转速不一样时,它们会导致一侧的3个蜗轮旋转并带动另-侧的3个蜗轮跟着旋转。如果蜗轮的转速不是很大,由于蜗轮蜗杆传动的不可逆性,它不会对中间的蜗杆施加驱动力,从而可以吸收前后轮的转速差

但是,如果前轮或后轮空转打滑,也就是说转速差特别大的时候,蜗轮与蜗杆间的摩擦力就会增大,就会对蜗杆施加驱动力,从而驱动不打滑的后轮或前轮前进

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限滑差速器如何限滑?

为了克服差速器可能造成车轮打滑的问题,人们发明了差速器锁。当中央差速器的锁死装置在分离和接合时,会影响汽车的行驶稳定性,许多四驱汽车在锁死差速器时都要求降低车速甚至停车后才能操作。后来人们又发明了限滑差速器(LSD ,对行驶稳定性和舒适性较为有利,城市SUV和四驱轿车基本都采用限滑差速器。

限滑差速器壳体中有多片离合器。通过多片离合器,中央差速器可以自动按照比例主动向前后桥分配动力。一旦某一组车轮打滑,利用轮速差的作用,限滑差連器会自动把部分动力分配给不打滑的那组车轮。不过,限滑差連器往往是通过摩擦片来实现动力分配的,所以在重负荷、高强度越野时,由于摩擦片的长时间工作会产生高温,从而影响到可靠性。因此即使配备了限滑差速器的四驱汽车,也会再配置一个中央差速锁,在高强度、重负荷的越野路况时使用。

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防滑差速器

分动器起什么作用?

分动器又称分动箱,是四驱汽车上特有的零部件。作用是将从变速器传来的动力分配给前轴和后轴。分动器-般都设有高低档, 以进一步增大转矩。分动器为链式或齿轮传动系统,它单独固定在车架上,其输入轴与变速器的输出轴用万向传动装置连接,分动器的输出轴有两根,分别经万向传动装置与前后驱动桥相连。分动器一般采用离合器的结构,直接由驾驶人手动操作,让多片离合器分离或接合,从而选择两驱和四驱行驶方式

在全时四驱上,分动器的主要结构就是中央差速器,由它负责向前后驱动桥分配驱动力。在适时四驱上,一般采用粘性联轴节,它可以自动调节前后轮的驱动力

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分动器的结构

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