汽車的神經(jīng)―汽車傳動系統(tǒng)詳解

前言

如果說發(fā)動機是汽車的心臟，那么汽車傳動系統(tǒng)就是汽車的神經(jīng)，發(fā)動機是汽車動力的來源，負責傳遞動力讓汽車發(fā)揮行駛功能的裝置就是汽車傳動系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)中包含了負責動力連接的裝置、改變力量大小的變速機構(gòu)、克服車輪之間轉(zhuǎn)速不同的差速器，和聯(lián)結(jié)各個機構(gòu)的傳動軸，有了這四個主要的裝置之后就能夠把發(fā)動機的動力傳送到輪子上了。汽車的神經(jīng)—汽車傳動系統(tǒng)本文為你介詳細講解汽車傳動系統(tǒng)各部分的功能和作用。

一、動力連接裝置

離合器是汽車傳動系中直接與發(fā)動機相聯(lián)系的部件，其作用是：使發(fā)動機的動力與傳動裝置平穩(wěn)地接合或暫時分離，可靠傳遞發(fā)動機扭矩，以便于駕駛員進行汽車的起步、停車、換擋等操作。

離合器這組機構(gòu)被裝置在發(fā)動機與手動變速箱之間，負責將發(fā)動機的動力傳送到手動變速箱。如圖所示，飛輪機構(gòu)與發(fā)動機的輸出軸固定在一起。在飛輪的外殼之中，以一圓盤狀的彈簧連接壓板，其間有一摩擦盤與變速箱輸入軸連接。

當離合器踏板釋放時，飛輪內(nèi)的壓板利用彈簧的力量，緊緊壓住摩擦板，使兩者之間處于沒有滑動的連動現(xiàn)象，達成連接的目的，而發(fā)動機的動力便可以通過這一機構(gòu)，傳遞至變速箱，完成動力傳遞的工作。

而當踩下踏板時，機構(gòu)將向彈簧加壓，使得彈簧的外圍翹起，壓皮便與摩擦板脫離。此時摩擦板與飛輪之間已無法連動，即便發(fā)動機持續(xù)運轉(zhuǎn)，動力并不會傳遞至變速箱及車輪，此時，駕駛者便可以進行換檔以及停車等動作，而不會使得發(fā)動機熄火。

二、變速機構(gòu)

汽車在起步加速時須要比較大的驅(qū)動力，此時車輛的速度低，而發(fā)動機卻必須以較高的轉(zhuǎn)速來輸出較大的動力。

當速度逐漸加快之后，汽車所須要的行駛動力也逐漸降低，這時候發(fā)動機只要以降低轉(zhuǎn)速來減少動力的輸出，即可提供汽車足夠的動力。汽車的速度在由低到高的過程中，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速卻是由高變到低，要如何解決矛盾現(xiàn)象呢?于是通稱為“變速箱”的這種可以改變發(fā)動機與車輪之間換轉(zhuǎn)差異的裝置為此而生。

變速箱為因操作上的不同而有“手動變速箱”與“自動變速箱”二種系統(tǒng)，這二種變速箱的工作方式也不相同。近年來由于消費者的需求以及技術的進步，汽車廠開發(fā)稱為“手自一體變速箱”的可以手動操作的自動變速箱;此外汽車廠也為高性能的車輛開發(fā)出稱為“順序式半自動變速箱”的帶有自動操作功能的手動變速箱。目前的F1賽車全面使用“順序式半自動變速箱”，因此使用此類型手動變速箱的車輛均標榜采用來自F1的科技。

1. 手動變速機構(gòu)：一般稱為“手動變速箱”，以手動操作的方式進行換檔。

在手動變速系統(tǒng)里面含有離合器、手動變速箱二個主要部份。

離合器：是用來將發(fā)動機的動力傳到變速箱的機構(gòu)，利用磨擦片的磨擦來傳遞動力。一般車型所使用的離合器只有二片磨擦片，而賽車和載重車輛則使用具有更磨擦片的離合器。離和器還有干式與濕式二種，濕式離合器目前幾乎不再被使用于汽車上面。

手動變速箱：以手動方式操作變速箱去做變換檔位的動作，使手動變速箱內(nèi)的輸入軸和輸出軸上的齒輪嚙合。多組不同齒數(shù)的齒輪搭配嚙合之后，便可產(chǎn)生多種減速的比率。目前的手動變速箱均是使用同步齒輪的嚙合機構(gòu)，使換檔的操作更加的簡易，換檔的平順性也更好。

2. 自動變速機構(gòu)：一般稱為“自動變速箱”，利用油壓的作用去改變檔位。

為了使汽車的操作變得簡單，并讓不擅于操作手動變速箱的駕駛者也能夠輕松的駕駛汽車，于是制造一種能夠自動變換檔位的變速箱就成為一件重要的工作，因此汽車工程師在1940年開發(fā)出世界首具的自動變速箱。從此以后駕駛汽車在起步、停止以及在加減速的行駛過程中，駕駛者就不需要再做換檔的動作。

現(xiàn)代的自動變速系統(tǒng)里面含有液體扭力轉(zhuǎn)換器、自動變速箱、電子控制系統(tǒng)三個主要部份。在電子控制系統(tǒng)里面加入手動換檔的控制程序，就成了具有手動操作功能的“手自一體變速箱”。

液體扭力轉(zhuǎn)換器：在主動葉輪與被動葉輪之間，利用液壓油作為傳送動力的介質(zhì)。將動力自輸入軸傳送到對向的輸出軸，經(jīng)由輸出軸再將動力傳送到自動變速箱。

由于液壓油在主動葉輪與被動葉輪之間流動時會消耗部份的動力。為了減少動力的損失，在主動與被動葉輪之間加入一組不動葉輪使能量的傳送效率增加;以及在液體扭力轉(zhuǎn)換器內(nèi)加入一組離合器，并在適當?shù)男旭偁顟B(tài)下利用離合器將主動與被動葉輪鎖定，讓主動與被動葉輪之間不再有轉(zhuǎn)速的差異，進而提高動力的傳送效率。

自動變速箱：以行星齒輪組構(gòu)成換檔機構(gòu)，利用油壓推動多組的摩擦片，去控制行星齒輪組的動作，以改變動力在齒輪組的傳送路徑，因而產(chǎn)生多種不同的減速比率。

電子控制系統(tǒng)：早期的機械式自動變速箱的換檔控制是以油壓的壓力變化去決定何時做換檔的動作，即使經(jīng)過多年的研究及改良，機械式自動變速箱的換檔性能仍然不盡人意。于是電子式自動變速箱便因應而出了。為了使換檔的時機更加的精確，以及獲得更加平順的換檔質(zhì)量，各汽車制造廠均投入大量的資源，針對自動變速箱的電子控制系統(tǒng)做研究。

三、差速器

在解決了車輛動力傳遞的問題之后，汽車工程師又碰到了另外的一個問題——轉(zhuǎn)彎。當車輛在轉(zhuǎn)向時，左、右二邊的輪子會產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速，因此左、右二邊的傳動軸也會有不同的轉(zhuǎn)速，于是利用差速器來解決左、右二邊轉(zhuǎn)速不同的問題。

轉(zhuǎn)彎，除了必須要有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輔助之外，還必需在傳動系統(tǒng)上進行調(diào)整。原因在于，當車輛過彎時，位于內(nèi)側(cè)的輪子所走的路徑較短，位于外側(cè)的輪子所走的路徑較長。在同樣的時間內(nèi)經(jīng)過這樣的路徑，左右兩側(cè)的車輪勢必面對著轉(zhuǎn)速不同的問題。如果沒有一個特殊的機構(gòu)來處理，將造成車輛在轉(zhuǎn)彎時發(fā)生轉(zhuǎn)不過去的窘境;即便用力地轉(zhuǎn)了過去，也會有著車輪嚴重磨損的問題。此時，差速器便被導入汽車的傳動系統(tǒng)之中。

由圖中可看出，差速器是由許多齒輪組所構(gòu)成。當直行時，左右車輪的轉(zhuǎn)速相同，其內(nèi)齒輪組并未發(fā)生作用，如同左右車輪以同一輪軸運轉(zhuǎn)。當車輛進入彎道時，左右車輪的轉(zhuǎn)速差異，便由中間齒輪組的轉(zhuǎn)動來吸收，使其可以順利地過彎。

四、汽車傳動軸

由發(fā)動機輸出的動力，經(jīng)過變速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換之后，傳送至驅(qū)動輪，方能夠?qū)囕v產(chǎn)生驅(qū)動力。而負責將動力傳送至驅(qū)動輪的機構(gòu)，便是傳動軸。而依據(jù)不同的傳動系統(tǒng)配置，還可以分為傳動軸與輪軸等兩種。

傳動軸

在前置發(fā)動機后輪驅(qū)動(FR)或是前置發(fā)動機四輪驅(qū)動車型之中，由于后輪需擔負驅(qū)動的工作，因此必須將動力傳動到后軸的差速器，以進而將動力傳輸至后輪。這只穿過整個車體下方的長連桿，便是傳動軸。而在前置發(fā)動機前輪驅(qū)動車型(FF)、后置發(fā)動機后輪驅(qū)動車型(RR)、中置發(fā)動機后輪驅(qū)動車型(MR)，這三種傳動方式的汽車上則沒有裝設傳動軸，變速箱與差速器的動力輸出后，便直接連接輪軸。

輪軸

將動力從差速器傳送到輪子的軸。輪軸亦稱為“半軸”或“驅(qū)動軸”。在一般前置前驅(qū)的車輛上，傳動系統(tǒng)的配置便如圖所示，發(fā)動機、變速箱及差速器是連接在一起的，直接連接輪軸后，將動力直接傳遞至左右車輪，以驅(qū)動車體。

結(jié)語

在汽車機械環(huán)節(jié)中，起到最主要作用的系統(tǒng)便是汽車傳動系統(tǒng)，如果沒有它們，汽車變不能自由的奔馳。汽車傳動系統(tǒng)的研究也是未來汽車性能改進的重要突破口，了解汽車傳動系統(tǒng)各部分的原理和功能，對汽車故障排除以及科研都有很大的幫助。