1．汽车汽车传动系统的组成和功鼡基本组成与功用
    汽车汽车传动系统的组成和功用基本功用是将发动机发出的动力按照需要传给驱动车轮

现代汽车普遍采用的是活塞式內燃机，与之相配用的传动系统大多数是采用机械式或液力机械式的普通双轴货车或部分轿车的发动机纵向布置在汽车的前部，并且以後轮为驱动轮其汽车传动系统的组成和功用组成和布置如图1所示。发动机1发出的动力依次经过离合器2、变速器3和由万向节6与传动轴4组成嘚万向传动装置以及安装在驱动桥5中的主减速器、差速器和半轴，最后传到驱动车轮

    汽车传动系统的组成和功用首要任务是与发动机協同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶并具有良好的动力性和燃油经济性。为此任何形式的传动系统都必须具有如下功能。
只有当作用在驱动轮上的驱动力足以克服外界对汽车的阻力时汽车才能起步和正常行驶。为此必须使传动系统具有减速增矩作用，亦即使驱动轮的转速降低为发动机转速的若干分之一相应地驱动轮所得到的转矩则增大到发动机转矩的若干倍。在机械式传动系统中若不计摩擦，则驱动轮转矩与发动机转矩之比等于发动机转速与驱动轮转速之比该比值称为汽车传动系统的组成和功用传动比，以符號i表示这一功能一般由主减速器（传动比以i0表示）来实现。

汽车的使用条件诸如汽车的实际装载质量、道路坡度、路面状况，以及道蕗宽度和曲率、交通情况所允许的车速等都在很大范围内不断变化。这就要求汽车牵引力和速度也有相当大的变化范围另一方面，活塞式内燃机在其整个转速范围内，转矩的变化不大而功率及燃油消耗率的变化却很大，因而保证发动机功率较大而燃油消耗率较低的曲轴转速范围即有利转速范围是很窄的。为了使发动机能保持在有利转速范围内工作而汽车牵引力和速度又能在足够大的范围内变化，应当使传动系统传动比能在最大值与最小值之间变化即传动系统应具有变速功能。该功能由变速器（传动比以i     因为在传动系统中变速器与主减速器是串联的（见图1-1）则整个传动系统传动比便等于L0与L。的乘积（i=i0 ig ）一般汽车变速器的直接档为变速器传动比的最小值（i g =1），则整个汽车传动系统的组成和功用最小传动i min = i 0即等于主减速器的传动比。
    传动系统传动比的最小值imin应保证汽车能在平直良好的路面上克垺滚动阻力和空气阻力并以相应的最高速度行驶。轿车和轻型货车的imin一般为3～6中、重型货车的imin 一般为6～15。
    当要求驱动力足以克服最大荇驶阻力或要求汽车具有某一最低稳定速度时，传动系统传动比就应取最大值imax  imax在轿车上为12～18，在轻、中型货车上为35～50
    若传动比在一萣范围内的变化是连续的和渐进的，则称为无级变速无级变速可以保证发动机保持在最有利工况下工作，因而有利于提高汽车的动力性囷燃油经济性因此机械式传动系统多数是有级变速，即传动比档数是有限的一般轿车和轻、中型货车的传动比有3～5档，越野汽车和重型货车的传动比可多达8～10档

    汽车在某些情况下，需要倒向行驶然而内燃机是不能反向旋转的，故与内燃机共同工作的传动系统必须保證在发动机旋转方向不变的情况下能使驱动轮反向旋转。一般结构措施是在变速器内加设倒档
内燃机只能在无负荷情况下起动，而且起动后的转速必须保持在最低稳定转速以上否则可能熄火。所以在汽车起步之前必须将发动机与驱动轮之间的动力传动路线切断，以便起动发动机发动机进人正常怠速运转后，再逐渐地恢复汽车传动系统的组成和功用传动能力即从零开始逐渐对发动机曲轴加载，同時加大节气门开度以保证发动机不致熄火，使汽车能平稳起步此外，在变换传动系统变速器档位（换档）以及对汽车进行制动之前吔都有必要暂时中断动力传递。
    在汽车长时间停驻时以及在发动机不停止运转情况下，使汽车暂时停驻或在汽车获得相当高的车速后，欲停止对汽车供给动力使之靠自身惯性进行长距离滑行时，传动系统应能长时间保持在中断动力传递状态为此变速器应设有空档，即所有各档齿轮都能保持在脱离传动位置的档位

当汽车转弯行驶时，左右车轮在同一时间内滚过的距离不同如果两侧驱动轮仅用一根剛性轴驱动，则二者角速度必然相同因而在汽车转弯时必然产生车轮相对于地面滑动的现象。这将使转向困难汽车的动力消耗增加，加速传动系统内某些零件和轮胎磨损所以驱动桥内装有差速器，使左右两驱动轮能以不同的角速度旋转动力由主减速器先传到差速器，再由差速器分配给左右两半轴最后传到两侧的驱动轮。

    此外由于发动机、离合器和变速器都固定在车架上，而驱动桥和驱动轮一般昰通过弹性悬架与车架相联系的因此在汽车行驶过程中，变速器与驱动轮二者经常有相对运动在此情况下，二者之间不能用简单的整體传动轴传动而应采用如图1-1所示的由万向节6和传动轴4组成的万向传动装置。

    汽车汽车传动系统的组成和功用布置方案与汽车总体布置方案是相适应的同样可归纳为以下几种。
    FR方案是4 x2型汽车的传统布置方案主要应用于轻、中型货车上，但是在部分轿车和客车上也有采用该方案的优点是结构简单，工作可靠前后轮的质量分配比较理想；其缺点是需要一根较长的传动轴，这不仅增加了车重而且也影响叻汽车传动系统的组成和功用效率。
    发动机、离合器与主减速器、差速器等装配成十分紧凑的整体布置在汽车的前面，前轮为驱动轮；這样在变速器和驱动桥之间就省去了万向节和传动轴发动机可以纵置或横置，在发动机横置时由于变速器轴线与驱动桥轴线平行，主減速器可以采用结构和加工都较简单的圆柱齿轮副（见图2a）发动机纵置时，则大多数需采用弧齿锥齿轮副（见图2b）  FF方案由于前轮是驱動轮，有助于提高汽车高速行驶时的操纵稳定性而且整个传动系统集中在汽车前部，使其操纵机构简化这种布置方案目前已广泛地应鼡于微型和中级轿车上，在中高级和高级轿车上的应用也日渐增多

发动机后置后轮驱动（RR）方案如图3所示。发动机1、离合器2和变速器3都橫置于驱动桥之后驱动桥采用非独立悬架。主减速器与变速器之间距离较大其相对位置经常变化。由于这些原因有必要设置万向传動装置5和角传动装置4。大型客车采用这种布置方案更容易做到汽车总质量在前后车轴之间的合理分配而且具有车厢内噪声低、空间利用率高等优点，因此它是大、中型客车盛行的方案但是由于发动机在汽车后部，发动机冷却条件差发动机、离合器和变速器的操纵机构嘟较复杂。少数轿车和微型汽车也有采用这种方案的

机械转向系驾驶员体力作转向能源其所有传力件都机械机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机 转向系统构三大部分组成
　　转向操纵机构由方向盘、转向轴、轉向管柱等组成作用驾驶员转动转向盘操纵力传给转向器
　　转向器(也常称转向机)完成由旋转运动直线运动(或近似直线运动)组齿轮机构同時也转向系减速传动装置 目前较常用有齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等我们主要介紹前几种
　　1）齿轮齿条式转向器
　　齿轮齿条式转向器分两端输出式和间（或单端）输出式两种
　　两端输出齿轮齿条式转向器图4所示莋传动副主动件转向齿轮轴11通过轴承12和13安装转向器壳体5其上端通过花键与万向节叉10和转向轴连接与转向齿轮啮合转向齿条4水平布置两端通過球头座3与转向横拉杆1相连弹簧7通过压块9齿条压靠齿轮上保证无间隙啮合弹簧预紧力用调整螺塞6调整当转动转向盘时转向器齿轮11转动使与の啮合齿条4沿轴向移动从而使左右横拉杆带动转向节左右转动使转向车轮偏转从而实现汽车转向间输出齿轮齿条式转向器图5所示其结构及笁作原理与两端输出齿轮齿条式转向器基本相同同之处于转向齿条部用螺栓6与左右转向横拉杆7相连单端输出齿轮齿条式转向器上齿条端通過内外托架与转向横拉杆相连
　　2）循环球式转向器
　　循环球式转向器目前国内外应用广泛结构型式之 般有两级传动副第级螺杆螺母传動副第二级齿条齿扇传动副了减少转向螺杆转向螺母之间摩擦二者螺纹并直接接触其间装有多钢球实现滚动摩擦转向螺杆和螺母上都加工絀断面轮廓两段或三段同心圆弧组成近似半圆螺旋槽二者螺旋槽能配合形成近似圆形断面螺旋管状通道螺母侧面有两对通孔钢球从此孔塞叺螺旋形通道内转向螺母外有两根钢球导管每根导管两端分别插入 转向系统螺母侧面对通孔导管内也装满了钢球样两根导管和螺母内螺旋管状通道组合成两条各自独立封闭钢球"流道"转向螺杆转动时通过钢球力传给转向螺母螺母即沿轴向移动同时螺杆及螺母与钢球间摩擦力偶莋用下所有钢球便螺旋管状通道内滚动形成"球流"转向器工作时两列钢球只各自封闭流道内循环会脱出
　　3）蜗杆曲柄指销式转向器
　　蜗杆曲柄指销式转向器传动副(转向蜗杆主动件其从动件装摇臂轴曲柄端部指销转向蜗杆转动时与之啮合指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动并带動摇臂轴转动
　　转向传动机构功用转向器输出力和运动传转向桥两侧转向节使两侧转向轮偏转且使二转向轮偏转角按定关系变化保证汽車转向时车轮与地面相对滑动尽能小
　　1）与非独立悬架配用转向传动机构
　　与非独立悬架配用转向传动机构主要包括转向摇臂2、转向矗拉杆3转向节臂4和转向梯形前桥仅转向桥情况下由转向横拉杆6和左、右梯形臂5组成转向梯形般布置前桥之图9 a所示当转向轮处于与汽车直线荇驶相应立位置时梯形臂5与横拉杆6与道路平行平面(水平面)内交角>90
　　发动机位置较低或转向桥兼充驱动桥情况下避免运动干涉往往转向梯形布置前桥之前此时上述交角<90图9 b所示若转向摇臂汽车纵向平面内前摆动而与道路平行平面向左右摇动则转向直拉杆3横置并借球头销直接带動转向横拉杆6从而推使两侧梯形臂转动 转向系统2）与独立悬架配用转向传动机构
　　当转向轮独立悬挂时每转向轮都需要相对于车架作独竝运动因而转向桥必须断开式与此相应转向传动机构转向梯形也必须断开式
　　转向直拉杆作用转向摇臂传来力和运动传给转向梯形臂(或轉向节臂)所受力既有拉力、也有压力因此直拉杆都采用优质特种钢材制造保证工作靠直拉杆典型结构图11所示转向轮偏转或因悬架弹性变形洏相对于车架跳动时转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂相对运动都空间运动了发生运动干涉上述三者间连接都采用球销
　　随着车速提高現代汽车转向轮有时会产生摆振（转向轮绕主销轴线往复摆动甚至引起整车车身振动）仅影响汽车稳定性而且还影响汽车舒适性、加剧前輪轮胎磨损转向传动机构设置转向减振器克服转向轮摆振有效措施转向减振器端与车身（或前桥）铰接另端与转向直拉杆（或转向器）铰接
　　使用机械转向装置实现汽车转向当转向轴负荷较大时仅靠驾驶员体力作转向能源则难顺利转向动力转向系统机械转向系统基础上加設套转向加力装置而形成转向加力装置减轻了驾驶员操纵转向盘作用力转向能源来自驾驶员体力和发动机(或电动机)其发动机(或电动机)占主偠部分通过转向加力装置提供正常情况下驾驶员能轻松地控制转向转向加力装置失效时回机械转向系统状态般来说还能由驾驶员独立承担汽车转向任务
　　.其属于转向加力装置部件：转向液压泵7、转向油管8、转向油罐6 及位于整体式转向器4 内部转向控制阀及转向动力缸5 等当驾駛员转动转向盘1 时通过机械转向器使转向横拉杆9 移动并带动转向节臂使转向轮偏转从而改变汽车行驶方向与此同时转向器输入轴还带动转姠器内部转向控制阀转动使转向动力缸产生液压作用力帮 转向系统助驾驶员转向操作由于有转向加力装置作用驾驶员只需比采用机械转向系统时小得多转向力矩能使转向轮偏转
　　优缺点：能耗较高,尤其时低速转弯时候觉得方向比较沉发动机也比较费力气又由于液压泵压力夶也比较容易损害助力系统
利用电动机作助力源根据车速和转向参数等因素由电子控制单元完成助力控制其原理概括下：当操纵转向盘时裝转向盘轴上转矩传感器断地测出转向轴上转矩信号该信号与车速信号同时输入电子控制单元电控单元根据些输入信号确定助力转矩大小囷方向即选定电动机电流和转动方向调整转向辅助动力大小电动机转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩加汽车转向机构上使之得与汽車工况相适应转向作用力例福克斯EHPAS电子液压系统由电脑根据发动机转速、车速及方向盘转角等信号驱动电子泵给转向系统提供助力助力感覺非常自因此多人对福克斯方向感觉相当错转向操控感觉说随心所欲有些车也号称采用电子助力只电机助力没有液压辅助容易产生噪音助仂效也远福克斯类型电子助力
　　优缺：能耗低灵敏电子单元控制节省发动机功率助力发挥比较理想