（吉利）整车部设计手册-底盘布置篇 - 图文 (4)

1.5 传动系统布置

1.5.1 传动轴概述

汽车发动机与驱动车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，以及它们之间的协调变化等功能，使汽车有良好的动力性和燃料经济性;还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动车轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而平稳地接合或彻底、迅速地分离。

汽车行驶时。作用在驱动车轮上的转矩(或换算成驱动力)与车速之间的理想关系曲线为等轴双曲线。但一般汽车都是以往复式内燃机作动力，其转矩与转速(或换算为车速)间的关系不能适应汽车的行驶要求。发动机的转矩——转速特性经传动系的变速机构转变后，就可在驱动车轮上得到近于理想的驱动力——车速特性，如图30所示。

图30 汽车的理想驱动力——车速特性曲线与实际特性曲线

1.5.2 传动系统的布置型式及优缺点

传动系的布置型式主要决定于它与发动机在汽车上的相对位置，通常有以下几种。 1)前置发动机后轮驱动

简称前置后驱动或FR。这时，离合器、变速器与发动机多组合成一休(重型汽车的变速器有时单独悬置，以便于维修)，并置于汽车前部，驱动桥则经悬架与车架或车箱的后部相联，在变速器与驱动桥之间装有万向节传动袖。这种布置型式使发动机通风冷却好、车箱供暖方便；传动系及变速操纵杆系的布置较简单；整车轴荷分配易于合理；起步加速及爬坡时的附着性好；轮胎磨损均匀。这种布置型式用于绝大多数的载货汽车、部分客车。也常为中高级和高级轿车所采用。

采用这种布置的轿车通常具有中性转向或稍有不足转向特性，方向稳定性好，同时轿车的后行李舱可布置得较宽敞。然而，汽车的轴距较长、传动轴较长或需分段并加中间支承；汽车整备质量较大；传动轴还限制了轿车地板的降低，地板上需鼓起一条传动轴通道为此多采用下偏置双曲面齿轮的主减速器。

早期的大客车多用货车底盘及发动机改装而成，延用了货车的前置后驱动布置，前置发动机也有利于冷却及方便维修，动力与传动系统的操纵机构简单等优点。但是，由于发动机罩突出地板之上、使车箱面积利用率差；车箱内噪声大，隔热、隔振较困难，发动机油烟味也有可能进人车箱内而影响舒适性；轴荷分配也不够理想，前轴易过载而使转向沉重；由于前悬的尺寸受到限制而加长后悬，使汽车的离去角过小，上、下坡时容易刮地，同时也使得在前悬处不易设置乘客用车门而实行公共汽车的单人管理(驾驶员及乘务员为1人)；当轴距较长时需采用多节传动轴，易于发生共振；地板也较高，乘客上、下车不方便等。鉴于上述缺点现代大客车早已脱离货一车底盘，实行专门设计的独立发展方针，而改用后置或中置发动机后轮驱动的布置型式。

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2)前置发动机前轮驱动

简称前置前驱动或FF。这种布置型式为微型、普通级和中级轿车所广泛采用。其发动机、离合器、变速器及主减速器等连成一体，省去了传动轴，便传动系布置紧凑。相对FR方案汽车整备质量可减小8%；当发动机横置时轴距可缩短10%，且主减速器齿轮可由通常的螺旋锥齿轮或双曲面齿轮改为斜齿圆柱齿轮，其节省的费用可部分抵销前驱动的等速万向节成本；具有不足转向特性和很好的方向稳定性，高速行驶的安全性好。这种布置型式近年来在中级以上的轿车上采用的也日益增多。在易滑路面上尤且是爬坡时，由于驱动车轮的附着力较小、也会侧滑而失去操纵稳定性。后轮轴荷小，特别在空载行车制动时会引起后轮抱死而侧滑，为避免这种情况发生，应加装制动器液压调节装置或防抱死系统（ABS）。侧滑也会发生在非常有效的发动机制动时。另外，尤其当发动机横置时，其布置空间很挤、维修时的接近性较差。由于后轮轴荷较小，在不使后悬过长的情况下可尽量加大行李舱的空间

3)后置发动机后轮驱动

简称后置后驱动或RR。这种布置型式最宜为大客车采用，以减轻前轴负荷及减少发动机的热、废气振动和噪声对车箱的侵扰；增大车箱有效面积并在地板下布置大的行李舱或大大降低地板高度，方便乘客上、下车。但变速及供油系统需远距离操纵，发功机的通风冷却条件较差，散热器布置也较困难。发动机可纵置或横置于后桥之后。

这种布置过去也常见于微型和小型轿车上，这时发动机多纵置且与离合器、变速器、主减速器连成一体，而驱动车轮要配以独立悬架轿车的轴距及整备质量与前置前取动的类同，但后轴负荷过大(约为58%)，导致汽车有过度转向倾向及不足的方向稳定性，前置行李舱由于转向轮的影响，空间较小，且汽车难于变型，冬季前挡风玻璃引暖风除霜也较困难:因此在轿车上这种布置已为前置前驱动布置型式所取代。 4)中置发动机后轮驱动

简称中置后轮驱动或MR。现代大客车有的采用中置卧式发动机且后轮驱动的布置方案，发动机布置在前、后轴之问的车箱地板之下，使车箱面积利用率很高。座椅布置和车身外形设计均不受发动机的限制；前门也可以布置在前轮之前，以便于公共汽车的单人管理；车箱内噪声小、传动轴短，但隔热较差地板也难于降低。特别是发动机受到布置限制而需要专门设计时，其冷却、保温、防尘、防污和维修条件都不好，故仅适用于道路及气候条件好的地区行驶的车辆。发动机也要求有高的可靠性。

5）前置发动机全轮驱动 简称前置全轮驱动，对于四轮汽车则可用4WD表示。全轮驱动可使整车重力都成为附着力加以利用，以提高汽车的牵引力和通过性。这种驱动型式不仅为越野汽车所采用，而且自20世纪70年代末也开始用到轿车上，出现了常接合式四轮驱动轿车，以提高其对各种路面和地面的适应性、通过性及安全性。越野汽车采用的非常接合式全轮驱动，指的是在非越野行驶时可切断对前轮的动力传递，而仅由后轮或中、后轮驱动。对于三轴和四轴越野汽车。采用贯通式驱动桥布置方案可简化结构、减少零件种类，提高、部件的通用程度。 1.5.3传动轴布置

1.5.3.1 前置前驱传动轴的布置

轿车多采用前置前驱的布置形式，其布置的夹角直接影响到汽车的性能。在布置时，需要输入 1、空、半、满载轮心位置 2、差速器中心点 3、驱动轴类型

4、内球笼中心点至差速器中心点距离 5、外球笼中心点至轮心的距离 传动轴的布置需要满足以下条件

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1、其布置角度在空载状态下不能大于4.5°（图31），全行程的变化量不能大于9°； 2、驱动轴在所有载荷及运动条件下与周边件保持10mm以上的间隙；

3、若右端驱动轴为分段式驱动轴，则应考虑其传动轴长度与左端相同且驱动轴角度相同。

图31 前置前驱驱动轴的布置

1.5.3.2后驱传动轴的布置

后驱传动系统一般为纵向布置（图32）

图32 后驱传动系统的布置形式

后驱车（RWD）常表现为过度转向若加速转向，后轮会有甩尾的趋势（图33）。对于有经验的驾驶者来说，能体验到通过油门控制来调整过度转向的乐趣（称之为“右脚牵引力控制”）

图33 后轮驱动的性能

布置后轮驱动时所需的输入调节

1、空、半、满载前、后轮心位置

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2、差速器中心点 3、驱动轴类型

4、分动器类型及主要硬点

传动轴的布置需要满足以下条件

1、其布置角度在任何状态下不能大于2°，其中CV节的布置角度不能大于1°。前后两个万向节点角度大致相等；

2、驱动轴在所有载荷及运动条件下与周边件保持10mm以上的间隙； 3、后驱动桥的分动器的空间需要考虑悬置的弹性量 4、档驱动轴大于1.5m时，则需要分段连接 1.5.3.3 四驱布置

四驱系统主要有以下几类：

分时四驱：四驱车可以在2驱和4驱系统间切换， 全时四驱：使用固定的前后轮扭矩分配比 适时四驱：根据工况变化分配不同的扭矩 这几种四驱的优缺点对比见表3

表3 不同四驱形式对比 四驱形式 分时四驱 全时四驱 适时四驱 不同点 1、有两驱、四驱两种行驶1、能在两驱与四驱之状态； 间进行切换； 1、只有在四驱状态 2、有中央差速器及前后差2、无中央差速器； 2、有中央差速器且有锁止机构； 速器锁止机构； 3、正常工况下使用两3、前后轴扭矩分配方式为固定式3、前后车扭矩分配为可变驱； （可以有多个固定扭矩分配档）； 式； 4、前后轴扭矩分配为4、整套系统进行自调节以50：50。 适应路况。 货车、低端越野车 硬派越野车 高级轿车、城市SUV、跑车 车型类型 万向传动轴通常由万向节、轴管及其伸缩花键等组成。对于长轴距的传动轴，如传动轴的长度大于1.5m，需将传动轴分段，且后面一根传动轴需能伸缩，并增加中间支撑，以提高传动轴的临界转速，避免共振，减小噪声。（图34）

图34 四驱传动轴布置

四驱系统布置流程

? 选型方案的确定（图35）

? 四驱驱动形式的确定

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? ? ? ?

? PTU的选型； ? RDM的选型； ? ITM的选型；

? 传动轴及万向节形式的选型； PTU的布置；

RDM与ITM的集成及布置； 传动轴布置角度的调整、优化； TCU控制模块的布置。

图35 选型方案的确定

PTU的选型

单轴取力器主要零件比双轴少根二级齿轮轴、2个轴承、1对齿轮、1个壳体（图36），所以单轴取力器的优点有：1.成本比双轴低很多;2.重量减少轻；3.零件少，系统可靠性高；4.更容易拆卸,维护简单

图36 单轴式PTU

传动轴的选型

为减小万向节夹角以及布置上的需要,传动轴设计成分段的。而且后面一根传动轴可伸缩，且在中间传动轴增加支撑（图37），以提高传动轴的临界转速，避免共振，减小噪声。

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