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文檔簡介
1、汽車傳動方式我們無論是從雜志還是電視廣告,經常能看到或聽到類似FR,FF之類的名稱,有些廠家甚至把這些作為賣點大肆宣傳,那么FR和FF等這些英文所寫到底是些什么意思呢?其實這些都是汽車的傳動方式,英文中統稱為PowerTrain。傳動方式不同的廠家都會選擇一種自己擅長的傳動方式生產。我們知道鼎鼎大名的德國奔馳和寶馬是以造前置發動機后輪驅動的轎車聞名的。而大眾幾乎全系列平臺都是前置前驅。即便有四驅版本的存在,也是在前置前驅平臺上開發出來的衍生產品。日系車也一樣。豐田擅長造后驅車,像豐田皇冠,銳志,也克匹等,都為后輪驅動,而本田則擅長造前驅車,幾乎所有的本田都是前置發動機前輪驅動的,就像大眾一樣,
2、即便有四驅版本也只是從前驅平臺上衍生出來的產品。FF傳動方式FF中的F是英文Front的縮寫。它表示“前”的意思。而前一個字母代表發動機的放置位置,后一個字母代表驅動輪的位置。所以FF(FrontengineandFrontwheeldrive)的意思就不難理解為前置前驅了。而前置前驅傳動方式乂分為兩種:前縱置發動機前輪驅動和前橫置發動機前輪驅動。讓我們先來看看前置前驅的汽車有哪些特殊之處吧。首先前置前驅不需要像后輪驅動那樣,通過一根長長的傳動軸把動力傳遞到后輪上,所以它的能量傳遞效率比后驅車高得多。動力性的充分發揮以及燃油經濟性的提升不言而喻。其次FF傳動方式由丁沒有傳動軸通過駕駛艙,所以駕
3、駛艙的地臺幾乎為水平,能更好的拓展駕駛艙空間,提供有效的乘坐空間。沒有了傳動軸,傳動系統的重量也會減輕,由丁傳動系統屆丁運動部件,所以重量減輕直接帶來的好處就是讓發動機響應性更好,提速更敏捷。那么前置發動機的汽車為什么乂有前橫置和前縱置的區別呢?首先讓我們了解一下縱置與橫置。發動機的曲軸跟車身成橫向布置為橫置發動機,相反如果轉一個90度的彎,則屆丁縱向布置。前橫置發動機最大的好處就是動力傳遞直接。由丁發動機的輸出軸與汽車的前軸平行,所以動力可以直接通過普通的斜齒輪就能傳遞到差速器上。而縱置發動機的話,動力則需要通過一組傘形齒輪讓其轉一個90度的彎,這樣輸出軸才能跟前半軸平行。所以橫置發動機前輪
4、驅動的車擁有比縱置更高的傳動效率。前橫置發動還有一個好處就是變速箱差速器總成完全布置到前軸之前,這樣可以騰出更多的成員倉空間,因此在相同軸距的情況下擁有更大的車內空間。不過前縱置發動機之所以存在也有著自己的過人之處。首先發動機被縱置了以后,變速箱總成可以布置到前軸之后,這樣整個動力總成的重量并不是完全壓在前軸之前的,所以重量分布比橫置發動機靠后,使得整車重心不至丁過分靠前。當然,它還有一個最大的好處就是便丁布置全時四輪驅動系統。縱置發動機可以很輕松的從中央差速器分出前后傳動軸來分別驅動前輪和后輪。因為中央差速器分出的前后傳動軸本身就是縱向布置的。奧迪之所以在B級以上的全系列車型都采用縱置發動機
5、,有一個很大的原因就是為了布置它的QUATRR時四輪驅動系統。而布置了四驅系統的車型,前后重量分布也更加平衡。不管是橫置也好,縱置也罷,前置發動機總的原則還是會讓重心落在車的前方,所以它們有著共同的運動特性。發動機布置靠前使得前輪需要承載很大的發動機重量。不但如此,前輪既需要承擔轉向的任務,乂需要承擔提供牽引力的重任,所以前輪的負荷非常大。我們知道,車輛在加速時,重心是會后移的,這樣前輪的正壓力減小,使得前輪的抓地力減小,在急加速時車輪容易打滑,從而喪失很多牽引力,有效牽引力隨即降低。我們知道,所有的汽車都是靠前輪轉向的。所以在車輛轉彎時,首先是由前輪來提供改變汽車運動方向的橫向力。而前置發動
6、機前輪驅動的汽車由丁重心靠前,所以較難改變運動方向。因此在高速轉向時容易出現推頭的情況,也就是我們常說的轉向不足。當然這只是FF車產生轉向不足的一方面原因。另一方面原因,就是前輪既要提供牽引力乂要提供轉向時必須的橫向力,導致負荷過大,而容易產生滑移(打滑),而前輪打滑乂會損失很多橫向力,這樣也會很大程度上導致車輛不能按照既定軌跡運動而是延轉向圓周的切線方向運動。不過這些都是在極限運動的情況下才會產生的現象。而且隨著現在懸:掛和輪胎技術的進步,前驅車的轉向極限也越來越高。日常駕駛幾乎碰不到這些情況。不過FF還有一個很大的優點就是在雨雪天氣路滑的情況下,靠前輪牽引車身能夠易丁保證方向的穩定性。不至
7、丁車輛由丁驅動輪打滑而失控。FR傳動方式FR顧名思義就是前置發動機后輪驅動的意思。所有的FR傳動方式,發動機都是縱向布置的,因為這樣能夠更加便丁通過傳動軸把動力傳送到后差速器上。從上世紀開始一直到現在,奔馳、寶馬的主力車型都是采用的FR傳動方式。FR傳動方式,是將發動機和變速箱總成縱向布置在發動機艙內,通常,發動機的放置位置比較靠后,變速箱則伸入到了駕駛室內。然后再通過一根長長的傳動軸把后差速器鏈接起來,最后從后差速器分出兩根半軸分別驅動兩個后輪。這種傳動方式相比FF來說有更合理的重心分布。由丁發動機的安置位置非常靠后,再加上傳動軸和后驅動橋,使得整車的重心比FF更趨丁前后車軸之間。雖然它不能
8、像中置發動機那樣達到完美的前后50:50的效果。但比起FF來說重心的位置要合理很多。當然,這還不算它最主要的優點。FR最大的好處就是能提供更大的有效牽引力。這個道理跟FF一樣,車輛在加速時重心是會后移的,那么自然前輪負載減小后輪負載增大。這樣給作為驅動輪的后輪帶來好處。由丁正壓力的增大,它能產生更大的抓地力(摩擦力)來驅動車身,所以打滑的機會更小。發動機的動力越大就越需要驅動輪在加速時有更好的抓地力,FR正好滿足了這一點。作為FR傳動方式,還有一個FF做不到的優點就是驅動輪和轉向輪分開以后每個車輪的負荷降低,實現了各盡其能,所以輪胎的轉向極限更高,操控性更好。就像FF那樣,FR也有著先天缺點。
9、由丁驅動輪變成了后輪在高速轉彎時,一旦后輪失去抓地力,后果則非常嚴重。因為后輪開始滑移后會立即喪失很多牽引力,在高速轉向時,一旦后輪產生滑移則不會按照原有軌跡運動,而是失去控制,保持原有運動方向不變。而此時前輪仍然按照預定軌跡轉向,那么整個車會以重心為圓心,重心到后軸間的距離為半徑做圓弧運動,這就是我們常說的甩尾。產生甩尾以后的直接后果就是轉向過度。它與FF車的轉向不足正好相反,整車向既定圓弧的內側運動,嚴重是甚至會做一個180度的原地掉頭。所以對丁駕駛經驗不夠豐富的人來說是非常危險的。不過對丁駕駛經驗豐富的人來說,恰好可以利用這個轉向過度來提高轉彎速度,也就是我們常說的甩尾過彎。當FR車發生
10、滑移時,如果駕駛員迅速的反打方向,讓前輪提供一個相反方向的橫向力的話,兩者剛好平衡,因此可以再通過少許修正方向來控制車輛運動。這樣說可能不好理解,簡單的說就是通過反打方向來解除甩尾的危險,而此時并不需要減速就能安全的過彎。不過對丁大多數人來說,如果沒有經過專門的訓練,是很難這么精確的控制FR車的極限運動的。所以現在絕大部分FR車都配備了TSC牽引力控制系統,這套系統能在電腦的幫助下盡可能的把車輛控制在極限范圍之內而不至丁產生危險的轉向過度。如果對自己的駕駛技術有足夠的信心,那么可以人為關掉牽引力控制系統,來體驗甩尾過彎的駕駛樂趣。MRft動方式MR的英文全稱為Middel-engineRear
11、wheeldrive就是中置發動機后輪驅動的意思。所謂發動機中置,就是發動機的重心落在前后車軸之間。通常MR有兩種布局,一種是發動機布置在成員艙前面的MR代表車型是BMWZ4還有奔馳SLR這德、美系車慣用的設計。而縱置布局的發動機則盡可能的靠后,變速箱伸入發動機艙,整個發動機的重心是落在前軸之后的。這種布局通常比較有蒙蔽性,往往讓人誤認為是前置發動機。但前后50:50的重量分布足以證明發動機為中置。所以習慣上人們喜歡稱之為前中置發動機。另一種中置發動機的布局則是將發動機布置在成員艙的后面,發動機位丁后車軸與駕駛座位之間。這種布局也能實現完全的前后50:50的重量分布。意大利跑車喜歡采用這種設計
12、、代表車型有法拉利F430ffi蘭博基尼蓋拉多。既然中置發動機分為前中置和后中置,那么在性能上肯定也是有區別了,為了進一步了解它們的區別和性能特征,我們先來了解一下MR專動方式的特點。與前置發動機不同,中置發動機的重心是落在車身中央的,首先從前后車輪承載重量來看是前后50:50的完美平衡,然后由丁重心在車輛的物理重心,所以在高速過彎時水平方向上的慣性力矩小。所以整車擁有完美的操縱性。由丁其慣性力矩小,所以擁有良好的操縱性,轉向非常敏銳。不過由丁跟FR一樣采用的仍然是后輪驅動,導致高速過彎時一旦后輪產生滑移則會像FR一樣發生轉向過度。正因為這種良好的操縱性,使得其彎道表現極佳。但是過丁敏銳的轉向
13、會讓車輛更容易滑移和失控。F1賽車就全部采用的MR傳動方式來提高過彎速度和運動極限。那么前中置和后中置乂有什么區別呢?前中置發動機前輪驅動的車由丁發動機是縱向布置的,所以跟FR車一樣,動力需要轉一個90度的彎,而且長長的傳動軸也會損耗掉一些能量。由丁需要遷就50:50的重量分布,所以駕駛艙設計靠后,引擎蓋設計很長,長長的引擎蓋會阻礙駕駛員的視線。后中置發動機的車,由丁發動機都為橫置設計,所以動力可以直接通過齒輪傳遞給后軸驅動車身。但是除了要犧牲掉后排座椅以外,還得犧牲足夠的行李箱空間。所以日常使用性能降低,主要以駕駛樂趣為主了。RR傳動方式RR顧名思義為后置發動機后輪驅動,這是一種非常罕見的傳
14、動方式。最早由保時捷的創始人費迪蘭德保時捷設計,并且只有保時捷一個廠家把這種傳動方式沿用至今,成為保時捷的特有技術。所謂后置發動機,就是把發動機放置在后軸之后,而并不是有些人認為的放在座位后面。像法拉利F430的發動機就放置在座位后面,但發動機重心是在后軸之前的,所以F430為中置發動機。而后置發動機則只有保時捷91堡列,獨此一家。一后置發動機后輪驅動最直接的好處就是傳動系統的效率高,因為發動機離驅動輪近且省去了前置后驅車型上那根長長的傳動軸。有了高效的傳動系統,發動機的動力就能發揮的淋漓盡致。但這并不是保時捷的特色所在。那么像保時捷這種重心偏后的設計,駕駛起來會有何不同的感覺呢?把發動機放置
15、在后部,而且使用后驅動車身前進,那么前輪負載減小,車頭的質量也會減小,轉彎所需要的橫向加速度也減小,因此,車頭的轉向會變的異常靈活,方向盤的響應也會非常之快。但重心落在后面,雖然車頭能輕易轉向,但車尾的質量過大,很容易造成轉向緩慢,后果就是前輪已經開始轉向,但由丁車尾過重,使他的運動狀態變的緩慢,也就是說,車頭已經偏離直線,但車尾仍然保持原有運動狀態前進,這就很容易讓整車以車輛中心為圓心,以中心到車尾的距離為半徑做弧線運動。所以,駕駛RR車高速過彎的特點就是,轉向非常靈敏,但轉向過后會帶來很大的轉向過度現象。也正是有了這樣的特性,使得保時捷能比其他車型擁有更靈敏的轉向。正因為有這樣的特性,所以
16、,發動機動力越大,就越難駕御。因此,在普通版的保時捷車型中,只有911cerrera系列是用的后置發動機后輪驅動,而動力更大的911Turbo,卻改用了后置發動機四輪驅動,但相對更專業的GT3還是沿用的經典RR傳動方式。4WLH輪驅動之所以要把四輪驅動放在最后一個說是因為四輪驅動的類型有很多種,性能也各不相同。它的英文全稱是4WheelDrive。從用途上可以分為兩種:公路四驅和越野四驅。從分動器類型上可以分為4種:全時四驅,分時四驅,適時四驅和超選四驅。首先我們來了解如果作為公路四驅,那么四輪驅動對公路上的高速行駛會帶來什么好處。平時我們所常見的兩輪驅動,無論是前驅還是后驅,發動機輸出的動力
17、都是由兩個車輪來承擔,這就意味著每個車輪要承擔50%勺驅動力。而四輪驅動的車型每個車輪獲得25%勺動力,這就意味著每個車輪承擔的扭矩輸出減小了一半。那么在發動機動力相同的情況下,四輪驅動的車型由丁每個車輪所承擔的動力輸出比兩輪驅動小,所以打滑的概率降低。加速時能獲得的有效牽引力更大。所以很多裝備了大功率發動機的房車也喜歡采用四輪驅動來提高有效牽引力的輸出。奧迪裝配8缸以上發動機的車型都配備了全時四輪驅動來獲得更好的動力性。奔E和BMW5也有相應的四驅版本。當然,有效牽引力的提高還有一個更大而戒就是可以提升車輛的爬坡性能。汽車在爬坡時重心后移,前輪負載減小,所以前驅車很容易打滑,而即便是后驅車,
18、由丁上坡時輪胎的正壓力減小,附著力降低,也會導致輪胎容易打滑。四輪驅動的車型每個車輪只承擔25%E右的動力,所以打滑的幾率降低,爬坡性能顯著提高。作為越野四驅來說,就像上文所說的一樣,除了能提高越野時的爬坡性能,也能提高非道路條件下的通過性能。其實這一點很容易理解,普通的兩輪驅動汽車,如果驅動輪陷入泥潭打滑,則整個車就喪失了動力。如果四個車輪都能提供牽引力的話,那么兩個車輪落入泥潭后另外兩個車輪還有提供牽引力的能力,讓車子擺脫拋錨的困境。全時四驅全時四驅是現在轎車和SUV1最常用的四輪驅動模式。由丁它操作簡便,所以普及起來很快。要實現全時四驅,必須擁有一個中央差速器。因為把前后車軸剛性的通過傳
19、動軸鏈接起來傳輸動力的話,那么前后車輪的轉速則只能保持完全相同。如果汽車是在直線行駛,倒是不會有太大影響。因為汽車直線行駛的時候前后車輪的轉速本身就是相同的。但如果汽車在轉彎時,情況就完全不同了。由丁汽車的四個車輪在轉彎時并沒有在同一個圓弧上,而是在四個直徑都不相同的圓弧上,這就意味著汽車在轉彎時,有的車輪需要轉的快有的車輪需要轉的慢。所以如果剛性的把前后車輪通過傳動軸鏈接起來的話,就會讓前后車輪永遠在任何情況下都保持相同的轉速,那么在汽車轉彎時前后車輪就會發生干涉。如果是在行駛中發生這種情況,就會產生一種奇怪的制動力讓車減速,如果速度過快甚至會翻車,這就是轉向制動。而中央差速器可以調前后輸出
20、軸的轉速差,它能把動力自動的分配給受阻力較小一方的車輪,所以可以解決轉彎的問題。那么由丁全時四輪驅動有前,中,后三個差速器,而差速器乂有把動力分配給受阻力小的一側車輪的作用,所以我們可以通過人為的方法來根據我們的需要控制動力的分配。BMWXDrive就是通過對逐個車輪的制動來實現這樣的功能的。如果我們需要把動力額外的多分配一些給左側的車輪,那么只要通過ABS的EBD*能對右側車輪產生一個制動力,那么右側車輪的阻力增大,動力自然就會更多的分配給左側車輪了。分時四驅分時四驅可以算是一種非常古老的四驅模式,二戰時開發的古普威利斯就是采用的分時四輪驅動。國內,獵豹黑金剛是分時四驅的經典代表.而長城,雙
21、環以及其他很多生產經濟型SUV的廠家都喜歡采用分時四驅。它的結構和原理很簡單,就是在變速箱末端(全時四驅安裝中央差速器的位置)安裝了一個分動器。這個分動器可以通過駕駛室內的操作桿,控制前后線的分開和接通。當分動器分開時,后輪驅動,而當分動器結合時,則全不為四輪驅動。不過注意,接通后的分時四驅,它的前后軸是剛性鏈接的,也就是說它并不是像全時四驅那樣可以通過中央差速器自動調節前后動力分配。而是只能前后50:50的分配動力。所以如果是在公路上行駛,分時四驅只能在直線行駛的時候采用四輪驅動來提高輪胎抓地力而轉彎之前必須把分動器斷開,否則就是像上文中說的那樣要么是傳動軸折斷,要么是輪胎打滑失控甚至翻車。
22、不過前后車軸被剛性的鏈接起來以后給越野帶來好處。我們知道中央差速器是會把動力分配給受阻力較小的車輪的,那么如果在越野時,有一個車輪離地或者打滑,那么動力將會全部分配給它,而其他三個不打滑的車輪就喪失動力。雖然可以通過EBD勺制動來限制打滑的車輪,但頻繁的制動會使剎車過熱甚至喪失制動力。所以這種最原始的剛性鏈接的四驅就給越野帶來好處,每個車輪25%勺包定動力有著非常高的通過性能和可靠性能。超選四驅所謂超選四驅,其實就是全時四驅和分時四驅的結合。它既有中央差速器來調節前后車輪的轉速差,乂有可以選擇兩輪驅動還是四輪驅動的操作桿。代表車型是三菱帕杰羅V7僑日V77。當汽車在公路行駛時,為了提高主動安全性,可以選擇4H的方式,也就是帶有中央差速器的全時四輪驅動的方式提高公路性能和主動安全性能。當需要越野的時候,可以通過分動桿選擇4HLQ這就相當丁分時四驅通過分動器把前后車軸的動力剛性鏈接起來一樣,能夠按照前后50:50輸出包定的動力。它能像分時四驅的四驅功能一樣,有著高通過性和可靠性。當然,除了4HLO三菱的帕杰羅V7湘V7M提供一個4LL0,這是一個可以加力
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