《汽車傳動(dòng)系統(tǒng)》課件

汽車傳動(dòng)系統(tǒng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到車輪，使車輛行駛。課程大綱汽車傳動(dòng)系統(tǒng)概述發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理與分類離合器、變速器與差速器驅(qū)動(dòng)橋、傳動(dòng)軸與懸架系統(tǒng)緒論汽車傳動(dòng)系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，負(fù)責(zé)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到車輪，實(shí)現(xiàn)汽車的行駛。汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的定義汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是指將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到車輪，使汽車產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的裝置。主要作用將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到車輪，并將動(dòng)力進(jìn)行分配和控制，實(shí)現(xiàn)汽車的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向。組成部分主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋、差速器等。汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的組成1發(fā)動(dòng)機(jī)為汽車提供動(dòng)力。2離合器連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器，便于起步和換擋。3變速器改變傳動(dòng)比，調(diào)節(jié)汽車行駛速度和扭矩。4傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)橋。5驅(qū)動(dòng)橋?qū)?dòng)力傳遞給車輪，實(shí)現(xiàn)汽車行駛。汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的作用傳遞動(dòng)力將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞到車輪，使車輛行駛。改變傳動(dòng)比根據(jù)不同的行駛狀態(tài)，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速和扭矩，以適應(yīng)不同路況和負(fù)荷需求。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向差速器允許左右車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，使車輛能夠轉(zhuǎn)向。提高效率通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的核心功能是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為汽車提供動(dòng)力。它是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，驅(qū)動(dòng)汽車行駛。發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理內(nèi)燃機(jī)的工作原理內(nèi)燃機(jī)通過(guò)燃燒燃料產(chǎn)生熱量，將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)車輛。四個(gè)沖程內(nèi)燃機(jī)通常采用四沖程循環(huán)：進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣。發(fā)動(dòng)機(jī)的分類汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)將汽油與空氣混合，通過(guò)點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)燃混合氣體，產(chǎn)生動(dòng)力。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)壓縮空氣來(lái)點(diǎn)燃柴油，產(chǎn)生動(dòng)力。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)1燃燒循環(huán)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)燃混合氣，推動(dòng)活塞工作，進(jìn)而產(chǎn)生動(dòng)力。2燃料效率汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)高效，但燃油消耗相對(duì)較高。3應(yīng)用范圍汽油發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于轎車、小型貨車等領(lǐng)域，因其性能和成本的均衡性而備受歡迎。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)燃油經(jīng)濟(jì)性好，扭矩大。缺點(diǎn)噪音和振動(dòng)大，排放污染較重。離合器作用連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器，可在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使汽車起步或變速時(shí)暫時(shí)分離，避免車輛突然起步或熄火。分類離合器按結(jié)構(gòu)可分為：干式離合器和濕式離合器。離合器的作用連接和分離在汽車行駛時(shí)，離合器可以連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱，將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到變速箱。平穩(wěn)換擋在換擋時(shí)，離合器可以暫時(shí)斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的連接，使換擋操作更加平穩(wěn)。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，離合器處于分離狀態(tài)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)變速箱轉(zhuǎn)動(dòng)。離合器的分類摩擦式離合器利用摩擦力傳遞扭矩。液力式離合器利用液體的壓力傳遞扭矩。電磁式離合器利用電磁力傳遞扭矩。各類離合器的特點(diǎn)干式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，維護(hù)方便。但散熱性能較差，承載能力有限，適用范圍較窄。濕式離合器散熱性能好，承載能力高，耐用性強(qiáng)，適用于高功率、高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)。電磁離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，響應(yīng)速度快，適用于自動(dòng)變速器和液力變矩器。離合器的工作原理接合過(guò)程通過(guò)壓緊離合器片，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱連接。分離過(guò)程松開(kāi)離合器片，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱分離。半聯(lián)動(dòng)控制離合器片的部分接合，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)換擋。變速器作用變速器用于改變汽車行駛速度，使汽車能夠在不同的行駛速度下平穩(wěn)行駛，同時(shí)提高汽車的動(dòng)力性能。種類汽車變速器分為手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器兩種。變速器的作用改變傳動(dòng)比根據(jù)行駛速度和負(fù)載的要求，改變發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和車輪轉(zhuǎn)速的比例。提高燃油經(jīng)濟(jì)性在低速行駛時(shí)，選擇高擋位，降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減少油耗。改善行駛性能提供更大的加速能力，并使車輛能夠在不同的道路條件下行駛。變速器的分類1手動(dòng)變速器手動(dòng)變速器需要駕駛員手動(dòng)換擋，能夠提供更高的燃油經(jīng)濟(jì)性和更強(qiáng)的駕駛操控感。2自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器能夠自動(dòng)換擋，提供更舒適的駕駛體驗(yàn)，但燃油經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較低。3無(wú)級(jí)變速器(CVT)無(wú)級(jí)變速器能夠提供更平滑的加速體驗(yàn)，并具有較高的燃油經(jīng)濟(jì)性。手動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、維修方便。操控靈活駕駛員可根據(jù)需要自由選擇擋位，操控靈活。燃油經(jīng)濟(jì)性高傳動(dòng)效率高，燃油經(jīng)濟(jì)性較好。自動(dòng)變速器舒適性自動(dòng)變速器提供更平穩(wěn)，更舒適的駕駛體驗(yàn)，因?yàn)樗茏詣?dòng)選擇最佳的齒輪比。效率自動(dòng)變速器可以提高燃油效率，因?yàn)樗偸沁x擇最佳的齒輪比，以最大限度地減少發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。安全性自動(dòng)變速器可以提高安全性，因?yàn)樗梢詭椭{駛員在緊急情況下更快地響應(yīng)，并且不需要駕駛員手動(dòng)換擋。差速器作用在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)側(cè)車輪行駛的路程比外側(cè)車輪短，差速器可以使左右兩側(cè)車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，保證車輛轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的平穩(wěn)性。工作原理差速器由行星齒輪機(jī)構(gòu)組成，利用行星齒輪的旋轉(zhuǎn)傳遞動(dòng)力，通過(guò)齒輪的嚙合關(guān)系，使左右兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速不同。差速器的作用轉(zhuǎn)彎時(shí)分配動(dòng)力在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)側(cè)車輪行駛距離比外側(cè)車輪短，差速器允許兩個(gè)車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，確保車輛平穩(wěn)轉(zhuǎn)彎?？朔访娌黄疆?dāng)車輛行駛在不平路面時(shí)，差速器允許兩個(gè)車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，避免車輪打滑，提高車輛行駛穩(wěn)定性。差速器的工作原理差速器通過(guò)行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)左右輪的轉(zhuǎn)速差。當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速低于外側(cè)車輪，差速器將動(dòng)力分配到兩個(gè)車輪，確保兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速同步。差速器的分類1開(kāi)放式差速器開(kāi)放式差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，是目前應(yīng)用最廣泛的類型。2限滑差速器限滑差速器通過(guò)摩擦片或齒輪等裝置，限制兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速差，提高車輛的抓地性能。3電子差速器電子差速器通過(guò)控制剎車系統(tǒng)，對(duì)車輪進(jìn)行制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)差速器的功能，具有響應(yīng)速度快、控制精度高的優(yōu)點(diǎn)。差速器的性能效率差速器效率是指輸入功率與輸出功率之比，通常用百分比表示。效率越高，能量損失越少，傳動(dòng)效率越高。強(qiáng)度差速器強(qiáng)度是指承受載荷的能力，通常用扭矩或功率表示。強(qiáng)度越高，能承受的載荷越大，使用壽命越長(zhǎng)?？煽啃圆钏倨骺煽啃允侵刚９ぷ鞯母怕剩ǔＳ闷骄收祥g隔時(shí)間（MTBF）表示?？煽啃栽礁?，故障率越低，使用壽命越長(zhǎng)。耐久性差速器耐久性是指在長(zhǎng)期使用過(guò)程中保持性能穩(wěn)定的能力。耐久性越高，使用壽命越長(zhǎng)，維修成本越低。驅(qū)動(dòng)橋作用將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給車輪，并根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速差進(jìn)行調(diào)節(jié)。分類前驅(qū)動(dòng)橋和后驅(qū)動(dòng)橋。驅(qū)動(dòng)橋的作用將發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞來(lái)的動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)軸傳遞給車輪，實(shí)現(xiàn)汽車的驅(qū)動(dòng)。通過(guò)齒輪組改變傳動(dòng)比，提高車輛的爬坡能力或加速性能。通過(guò)半軸將動(dòng)力傳遞給車輪，并承受車輛的重量和行駛過(guò)程中的各種載荷。驅(qū)動(dòng)橋的分類前驅(qū)動(dòng)橋前驅(qū)動(dòng)橋是將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給前輪的傳動(dòng)橋，主要用于前輪驅(qū)動(dòng)汽車。后驅(qū)動(dòng)橋后驅(qū)動(dòng)橋是將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給后輪的傳動(dòng)橋，主要用于后輪驅(qū)動(dòng)汽車。四輪驅(qū)動(dòng)橋四輪驅(qū)動(dòng)橋是將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力同時(shí)傳遞給前后輪的傳動(dòng)橋，主要用于四輪驅(qū)動(dòng)汽車。前驅(qū)動(dòng)橋1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)前驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，且更容易實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)。2優(yōu)勢(shì)前驅(qū)動(dòng)橋的布置方式有利于提高車輛的操控性和燃油經(jīng)濟(jì)性。3應(yīng)用前驅(qū)動(dòng)橋廣泛應(yīng)用于小型和中型轎車、SUV以及一些輕型商用車。后驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)后驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，它將來(lái)自變速器的動(dòng)力傳遞給后輪，實(shí)現(xiàn)汽車的驅(qū)動(dòng)。作用后驅(qū)動(dòng)橋通常包括差速器、半軸、驅(qū)動(dòng)橋殼、輪軸等部件。傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸是連接發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋的關(guān)鍵部件，它將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)橋，實(shí)現(xiàn)汽車的驅(qū)動(dòng)。結(jié)構(gòu)傳動(dòng)軸通常由中間軸、萬(wàn)向節(jié)和支撐軸組成，中間軸用于傳遞動(dòng)力，萬(wàn)向節(jié)用于連接不同軸線的部件，支撐軸用于支撐傳動(dòng)軸。類型傳動(dòng)軸可分為單節(jié)傳動(dòng)軸、雙節(jié)傳動(dòng)軸和多節(jié)傳動(dòng)軸，根據(jù)汽車的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式選擇合適的傳動(dòng)軸類型。傳動(dòng)軸的作用動(dòng)力傳遞將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)橋，使汽車能夠行駛。角度變化連接發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋，允許車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)軸的角度發(fā)生變化。傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)1傳動(dòng)軸主體傳動(dòng)軸主體通常由鋼管制成，并具有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受扭矩和振動(dòng)。2萬(wàn)向節(jié)萬(wàn)向節(jié)用于連接傳動(dòng)軸與發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋，以允許傳動(dòng)軸在不同的角度旋轉(zhuǎn)。3支撐軸承支撐軸承用于支撐傳動(dòng)軸，并減少傳動(dòng)軸的振動(dòng)和磨損。傳動(dòng)軸的類型整體式傳動(dòng)軸整體式傳動(dòng)軸由一根完整的鋼管構(gòu)成，主要用于轎車和輕型載貨汽車。分體式傳動(dòng)軸分體式傳動(dòng)軸由兩根或多根鋼管連接而成，主要用于重型卡車和越野車。萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸使用萬(wàn)向節(jié)連接不同角度的軸，可以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋之間角度變化，用于轎車和輕型載貨汽車。傳動(dòng)軸的性能要求高強(qiáng)度、耐疲勞良好的平衡性平穩(wěn)性、低噪聲懸架系統(tǒng)定義懸架系統(tǒng)是連接車身和車輪的彈性支承系統(tǒng)，通過(guò)彈簧、減震器等部件，吸收路面沖擊和振動(dòng)，保證車輛行駛的平穩(wěn)性和舒適性。作用懸架系統(tǒng)的主要作用是：緩沖路面沖擊，改善駕駛舒適性保持車輪與地面的接觸，提高車輛行駛的穩(wěn)定性改善車輛操控性能，使轉(zhuǎn)向和制動(dòng)更靈敏懸架系統(tǒng)的作用減震懸架系統(tǒng)可以吸收來(lái)自路面的沖擊和振動(dòng)，從而提高乘坐舒適性，并保護(hù)車身和乘客免受顛簸和震動(dòng)。保持車輪接地懸架系統(tǒng)可以幫助車輪在行駛過(guò)程中始終保持與地面的接觸，從而提高車輛的操控性和穩(wěn)定性。提高轉(zhuǎn)向性能懸架系統(tǒng)可以使車輪在轉(zhuǎn)向時(shí)能夠獨(dú)立地移動(dòng)，從而提高車輛的操控性和穩(wěn)定性。懸架系統(tǒng)的分類獨(dú)立懸架每個(gè)車輪的懸架系統(tǒng)相互獨(dú)立，能有效減少顛簸傳遞，提高舒適性。依托式懸架多個(gè)車輪共用一個(gè)懸架系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。獨(dú)立懸架定義獨(dú)立懸架是每個(gè)車輪的懸掛系統(tǒng)彼此獨(dú)立，一個(gè)車輪的運(yùn)動(dòng)不會(huì)影響其他車輪的運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)獨(dú)立懸架能提高汽車的操控性、舒適性和行駛穩(wěn)定性，減少車身震動(dòng)和噪音。分類獨(dú)立懸架主要包括麥弗遜式獨(dú)立懸架、雙橫臂式獨(dú)立懸架、多連桿式獨(dú)立懸架等。依托式懸架依托式懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉維護(hù)保養(yǎng)相對(duì)容易車輛行駛穩(wěn)定性較好整車行駛性能分析基本性能參數(shù)最高車速、加速性能、制動(dòng)性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、操控穩(wěn)定性、舒適性、可靠性、耐久性等。性能分析方法試驗(yàn)測(cè)試、仿真模擬、理論計(jì)算等方法。整車的基本性能參數(shù)1最高車速汽車在平坦路面上所能達(dá)到的最大速度，反映了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。2加速性能汽車從靜止加速到某一速度所需的時(shí)間，衡量了汽車的動(dòng)力性。3制動(dòng)性能汽車從一定速度開(kāi)始制動(dòng)到完全停止所需的時(shí)間和距離，反映了制動(dòng)系統(tǒng)的效能。4經(jīng)濟(jì)性汽車在行駛過(guò)程中燃油消耗量的大小，反映了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率。整車性能分析方法理論計(jì)算利用數(shù)學(xué)模型和物理定律，對(duì)車輛的性能進(jìn)行計(jì)算和預(yù)測(cè)。實(shí)車測(cè)試在實(shí)際道路或測(cè)試場(chǎng)地上，通過(guò)實(shí)車試驗(yàn)來(lái)評(píng)估車輛的性能指標(biāo)。仿真模擬使用計(jì)算機(jī)軟件模擬車輛的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行性能分析和優(yōu)化。性能分析實(shí)例加速性能汽車在加速時(shí)所需的時(shí)間，通常以0-100公里/小時(shí)加速時(shí)間表示。制動(dòng)性能汽車在制動(dòng)時(shí)所需的時(shí)間和距離，通常以100公里/小時(shí)的制動(dòng)距離表示。操控性能汽車在行駛時(shí)的穩(wěn)定性和靈活性，通常通過(guò)轉(zhuǎn)向響應(yīng)和側(cè)傾角度來(lái)評(píng)估。課程總結(jié)本課程主要講解了汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的基本原理、主要組成部分、工作原理、以及性能分析方法等內(nèi)容。旨在讓學(xué)生掌握汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的基本知識(shí)，了解其工作原理，并能對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析。本課程的重點(diǎn)