汽车动力传动系的类型,总体来说,主要分为机械传动和电力传动两大类,但其具体结构却是千姿百态。例如动力源就有很多种类,从其布置来说,既有前置,也有后置;既有横置,也有竖置。车轮有主动轮,也有从动轮。车轴数除二轴汽车外,还有多轴汽车之分,例如三轴、四轴……十轴,乃至十二轴。各种各样的总成部件及其组合匹配成的系统,更是种类繁多。本书仅介绍几种典型的传动系统及其驱动型式。
最典型和最基本的动力传动系,莫过于大家所熟知的4×2 驱动系统。它的动力流程是前置发动机→离合器→变速器→主减速器(差速器)→车轮。4×2 的驱动型式还有相关悬架和独立悬架(如后独立悬架)之分,如图1-1所示。
图1-1 4×2驱动系统
a)相关悬架 b)后独立悬架
4×4汽车的动力传动系,就是在4×2驱动系统的基础上增加一个分动器。通过分动器(图1-2)把动力传至后桥,形成4×2的驱动型式,以适应良好路面的行驶;同时,还可通过分动器手动挂档,把动力传至前桥,形成4×4的驱动型式,以适应坏路面的行驶。
图1-2 4×4驱动系统
为增大离地间隙,提高通过性,有时还在4×4 驱动系统的基础上,在车轮之中装设一个行星减速式的轮边减速器,如图1-2b所示。轮边减速器的功能是由两个因素构成的:
1)减小主减速器的外廓尺寸,方法是让主减速器的传动比变为1∶1,使其不起减速作用,只产生轮间差速和动力换向的功能。
2)把车桥中心线提高,使其远高于车轮中心的位置,从而形成“门”式布置。
图1-3所示为我国某突击车动力传动系的总成结构。图1-4所示为该车的工作原理。该车的动力传动系被称为随动动力传动系。“随动”是指动力传递随外界附着条件的变化而自动转移传递方向。
图1-3 某突击车的动力传动系总成结构
图1-4 随动汽车的动力传动系工作原理
该车动力传动系的构成有后置柴油机,变速侧传动箱,带轮间自锁差速器(Locker)的前、后桥,以及与前桥结合为一体的装于轴间以实现轴间转矩交换的交互式转矩管理系统(Interactive Torque Management,ITM),最后是规格为265/75 R16的安全轮胎。
该系统的动力传递流程是:当汽车正常运行时,发动机的动力经变速侧传动箱,输入后桥左、右车轮。当后桥左(右)轮打滑时,动力转入右(左)轮。一旦后桥全部打滑,动力便经ITM自动转入前桥。此时若前桥左(右)轮打滑,动力还可转入右(左)轮。当按下按钮锁住ITM时,即可转入全时四驱。
车轴数大于2的汽车就属于多轴汽车。多轴汽车可提高运输效率,降低运输成本,能满足大运量和运载重型装备的要求,能保证桥梁和路面的安全,可提高软地面和坏路面的通行能力等。多轴汽车还有着广泛的地区适应性,是军用汽车的主体,故有其不可忽视的地位。
请注意:路面破坏因素 D 与轴载质量 M a 的关系为
式中, k =2.4~6.6。
多轴汽车的驱动型式,除全轮驱动(AWD)外,还有部分车轮系从动轮的型式,例如6×4、8×6、10×8等,这是为保证正常行驶于良好路面的汽车,既能降低轴荷,不至于破坏路面和桥梁,又能降低驱动能耗。
多轴汽车无论轴数是多少,无论总成部件是多么复杂和多么先进,其动力源产生的动力都是经过分动器分配至各个车轴和车轮的。
图1-5所示为三轴(6×6)汽车的动力传动系。
图1-5 三轴(6×6)汽车的动力传动系
图1-6和图1-7所示为4轴8×8动力传动系的布置方案,图1-8所示为5轴10×10汽车典型的动力传动系。图1-9所示为6轴12×12汽车典型的动力传动系。图1-10 所示为8轴16×12汽车的动力传动系。
图1-6 4轴8×8汽车典型的动力传动系
图1-7 8×8越野车动力传动系的布置方案
a)贯通式轴非对称传动 b)非贯通式轴对称传动 c)贯通式侧边传动 d)混合布置传动
图1-8 5轴10×10汽车典型的动力传动系
图1-9 6轴12×12汽车典型的动力传动系
图1-10 8轴16×12汽车的动力传动系