4、定期放出燃油滤清器中的沉淀物,清洗滤清器壳,清洗或更换滤芯。 5、空气滤清器定期更换机油,清洗滤芯,清除灰尘等。
第四节 汽车传动系
传动系是底盘的组成部分,底盘包括传动系统,行驶系统、操纵系统、制动系统。
底盘的作用:支撑机动车身,接受发动机产生的动力并将之传递给工作装置与行驶系统,使车辆正常行驶与完成各种作业。
一、传动系统作用:把发动机产生的动力,平稳地传给驱动车轮,使车辆行驶,同时在动力传递过程中改变扭矩的大小,以适应不同行驶条件的需要 二、组成
(一)离合器。
1、作用:保证发动机的动力平稳可靠地传给传动装置或彻底迅速的分离,以便车辆起步换挡和停车
2、组成:普遍采用磨擦片式离合器,根据从动盘的数量分为单片与双片式,单片式主要部件有:飞轮、离合器盖、压板、压板弹簧、分离杠杆、离合器片、分离轴承、分离叉踏板拉杆、踏板等
3、工作情况:正常情况下,离合器都是接合的。踏板不动的情况下,由于压板弹簧的作用,迫使压板前移,将离合器片(钢片与磨擦片)紧压在飞轮上,使发动机的动力经飞轮和压板传给离合器片,传给变速器主动轴。当踏下踏板时,脚踏下的力量经踏板拉杆传给分离叉使分离轴承前移,推动分离杠杆使压盘向后移动,压缩了压板弹簧,使离合器片与飞轮分离,切断了动力传递。(见图)
采用液力变扭器的叉车等,不采用离合器。
4、安全技术条件:①应该接合平稳,分离彻底,工作时不允许有异响、抖动和不正常打滑现象;②跳板自由行程适宜;③离合器彻底分离时,跳板力不得超过300 N(牛吨),手握力应不大于200N(牛吨); (二)变速器
1、作用:变更驱动车轮的牵引力,使车辆得到所需的速度和扭力;在不改变曲轴旋转方向的情况下,使车辆前进或后退。在离合器结合状态下,切断动力输出,或将动力传给其他机件。
2、构造:齿轮式有级变速器。变速传动机构、变速操纵机构。 变速器壳。 变速器盖。
变速器轴:多根。一般为四根:第一根轴是动力进入轴,插在离合器内,只要离合器踏板抬起来,它就转,与发动机的转速同步。也叫主动轴。第二根轴与第一根轴同心安置,上面大小不同的齿轮可以前后滑动,与中间轴的齿轮啮合,得到不同的转速和扭矩向外输出。是动力输出轴。中间轴在变速器的底部,其中一个齿与第一轴的一个齿永远啮合,跟着转,上面有大小不同的许多齿轮。倒档轴通过倒档齿轮的中间作用,得到反向旋转的方向。 轴承、齿轮(多组,在各个轴上)、操纵机构(变速叉、变速叉轴、变速杆、自锁互锁倒档锁等)
3、不同齿数的齿轮啮合,产生不同的速比与扭矩;不同数量的轴进入工作,产生不同的旋转方向。
4、安全技术条件:工作时,齿轮啮合灵便,互锁、自锁装置有效,没有乱档、跳档现象;运行中无异响;操纵便捷,不过热。
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变速器的齿轮,永远啮合的,用斜齿。滑动的,起变速作用的,只能用直齿。
现在的汽车变速器,一般安装有同步器,作用是避免变档时齿轮发出响声,容易啮合成功。 (三)万向传动装置。连接和传递两根轴线不相重合,并且相对位置经常变化的轴之间动力的装置。由传动轴与万向节组成。
将变速器或分动器传来的动力传给减速器。万向节可以使车辆在不同的路面行驶时,保证传动轴不同角度的传递动力。
汽车上采用双万向节,在安装时:
1.同一传动轴上的万向节叉应装在同一平面内。
2.第一个万向节两轴间的夹角与第二个万向节两轴间的夹角相等。 3.伸缩节上的两个防尘箍方向应相错180°.
工作中的要求是:不发生振抖和异响,中间轴承与万向节不允许有裂纹和松旷现象。 (四)后桥。(见图)
1、主减速器:将传动轴的动力传给差速器,降低转速,提高扭力,通过伞形齿轮改变旋转方向(90度)。有单级齿轮式与多级齿轮式
2、差速器:由差速器壳、十字轴、星形齿轮、半轴齿轮等组成。通过星形齿轮的作用,在车辆转弯或在不平道路上行驶以及轮胎磨损不均、气压不等而直径不同时,两个车轮能以不同的速度旋转,不使其中任意一车轮滑动。 差速器工作原理:(见图)
①左右两条齿条与中间啮合并松套在轴上的齿轮。在轴上作用一个向上的力,轴带动齿轮向上移动,齿轮带动两个齿条同时移动。由于两个齿条阻力相等,故齿条随同齿轮一同向上平移。齿轮只是移动而没有转动。其移动距离与齿条移动距离一样。相当于车辆直行时的情况。 ②如右侧齿条阻力大,则齿轮将一面移动,一面向右侧转动,并带动与之相啮合的齿条。这样左侧齿条移动的距离增加,为向上平移的距离加上齿轮转动中齿条向上增加的距离。而右侧齿条移动的距离减少,为向上平移的距离减去齿轮转动中齿条向下的距离。这相当于车辆行驶中右侧阻力大,或者是向右侧转弯的情况。
③齿轮向上移动时,右侧齿条被拉住,不动。这样齿轮转动的速度就要加快,也使左侧齿条上移的速度更快,是二倍的齿轮距离。这相当于车辆行驶中绕右侧车轮原地转弯的情况 ④差速器工作原理就是这样的。(见图)半轴齿轮为齿条,中间的齿轮相当于行星齿轮(有四个)。工作时,动力从减速器的从动齿轮传给差速器壳、行星齿轮轴、行星齿轮。行星齿轮与半轴齿轮啮合,传给半轴输出。 在左右半轴受力均匀的时候,半轴齿轮与行星齿轮的齿间并没有相对运动。行星齿轮只有随同差速器壳公转,而没有绕行星齿轮轴的自转。 在左右半轴受力不均匀的时候,出现了两边半轴齿轮转速不同的情况,就与行星齿轮的齿间有了相对运动。行星齿轮在随同差速器壳公转的同时,开始绕行星齿轮轴自转。这种自转的力量来自于两侧半轴的力量之差。从而实现了差速的目的。 3、半轴:将半轴齿轮传递的动力传给车轮。
工作中的要求是:齿轮无异响,不过热,桥壳等没有变形与裂纹。 第五节:行驶系:
承受车辆的全部重量,传递牵引力,缓冲地面对车辆的冲击。
一、车架:承受全车的载荷,保证各种装置的相对位置。一般采用整体式结构,由纵梁与横梁组成。使用中,不允许变形、锈蚀和裂纹。螺栓等不得缺少与松动。
二 、车桥。有支持车架、承受车辆主要负载、行驶时承受由车轮传递的反作用力的驱动桥,一般为后桥。有支持车架,承受部分车辆负载并实现车辆转向的转向桥,一般是前桥。使用中,不允许变形和裂纹。
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转向轮,即前轮定位。(见图)
转向桥上的转向车轮、转向节及主销和转向桥之间在安装时,具有一定的相对位置,这种情况叫转向轮定位。作用是保证车辆的转向轻便和前轮意外偏转时的自动回正,减少车轮与其它机件的磨损。前轮定位包括:
①主销后倾:在车辆纵向平面内,转向节主销上端向后有一个倾斜角度。这种现象叫主销后倾。角度一般在3°以内。作用是增加车辆行驶时的直线稳定性和前轮自动回正的能力。 ②主销内倾:在车辆横向平面内,转向节主销上端向内有一个倾斜角度。这种现象叫主销内倾。角度一般不大于8°。作用也是增加车辆行驶时的直线稳定性和前轮自动回正的能力,使转向轻便。
③前轮外倾:在车辆横向平面内,前轮不是垂直于地面,而是上方略微向外倾斜。这种现象叫前轮外倾。角度一般在1°左右。作用除了使转向轻便外,还可防止车辆工作中因为负载加大、车桥变形而产生的由正交变成的车轮内倾,使前轮所承受的重量集中到转向节较大的内轴承上,保护较小的外轴承与转向节,防止外轴承损坏与轮胎磨损加剧。 ④前轮前束:在车辆转向轮轴线平面内,两前轮的前端距离小于后端距离的情况叫前轮前束。差值叫前束值。作用是克服由于前轮外倾所造成的前轮向外张开的趋势,以减少行驶阻力和轮胎磨损。
三、悬挂装置。在车架与车桥间起弹性连接作用,减少车辆在不平路面上行驶时车身受到的冲击及车身震动。
钢板弹簧:弹性连接,减少冲击。
减震器:消除钢板弹簧的震动,使行驶平稳。有伸缩筒式与摇臂式等。都是液力减震器。 工作原理:车桥与车架间有往复相对运动时,减振器壳体中的油液便反复地由一个内腔通过一些窄小的孔道流入另一内腔,此时,油液与孔壁间的的摩擦就形成对震动的阻力,使车身与车架的振动能量转化为热能,而被油液和减振器壳体所吸收,散到大气中去。振动幅度减小。
在油液流通孔道的截面积及其它因素不变时,阻力随车架与车桥的相对运动速度的增大而急剧增长。
在结构上,为了既保证减振,又不会降低悬挂的弹性,在悬挂的压缩行程(车桥与车架的接近时),减振器的阻力要小,以便充分利用弹簧的弹性,缓和冲击,这时弹簧的作用是主要的。在悬挂的伸张行程,即车架与车桥互相远离的行程中,减振器的阻力相当大,减振器的作用是主要的。
悬挂装置使用中,钢板弹簧不允许有裂纹和断片现象,其中心螺栓与U形螺栓应坚固。减震器组件应齐全有效,不允许有明显漏油现象。 车 辆 悬 挂
车身的固有振动特性与悬架的特性相关。
汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件,同时,也是做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间连接的传力机件,是保证汽车行驶安全的重要部件。因此,汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表,作为衡量轿车质量的指标之一。没有悬架装置,汽车车架(或车身)若直接安装于车桥(或车轮)上,由于道路不平,由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服。 汽车悬架是车架(或车身)与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身),缓和行驶中车辆受到的冲击力。保证货物完好和人员舒适;衰减由于弹性系统引起的振动,使汽车行驶中保持稳定的姿势,改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着传递垂直反力,纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架(或车身)上,以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时,特别在转向时,车轮运动轨迹要符合一定的要求,因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导
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向作用。
悬架结构形式和性能参数的选择合理与否,直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。
一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。弹性元件用来承受并传递垂直载荷,缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动,减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩,同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动,通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时,可不另设导向机构,它本身兼起导向作用。有些轿车和客车上,为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜,在悬架系统中加设横向稳定杆,目的是提高横向刚度,使汽车具有不足转向特性,改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。
悬挂系统的分类:按控制形式不同分为被动式悬架和主动式悬架。目前多数汽车上都采用被动悬架,也就是汽车状态只能被动地取决于路面及行驶状况和汽车的弹性元件,导向机构以及减振器这些机械零件。20世纪80年代以来主动悬架开始在一部分汽车上应用,并且目前还在进一步研究和开发中。主动悬架可以能动地控制垂直振动及其车身姿态,根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼。
1弹性元件;2.纵向推力杆;3.减振器;4.横向稳定杆;5. 横向推力杆
根据汽车导向机构不同悬架种类又可分为独立悬架,非独立悬架。如下图所示。
非独立悬架如上图(a)所示。其特点是两侧车轮安装于一整体式车桥上,当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上,当车轮上下跳动时定位参数变化小。若采用钢板弹簧作弹性元件,它可兼起导向作用,使结构大为简化,降低成本。目前广泛应用于货车和大客车上,有些轿车后悬架也有采用的。非独立悬架由于非簧载质量比较大,高速行驶时悬架受到冲击载荷比较大,平顺性较差。
独立悬架是两侧车轮分别独立地与车架(或车身)弹性地连接,当一侧车轮受冲击,其运动不直接影响到另一侧车轮,独立悬架所采用的车桥是断开式的。这样使得发动机可放低安装,有利于降低汽车重心,并使结构紧凑。独立悬架允许前轮有大的跳动空间,有利于转向,便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改善。同时独立悬架非簧载质量小,可提高汽车车轮的附着性。如上图(b)所示。 独立悬挂系统详解
独立悬架的左右车轮不是用整体车桥相连接,而是通过悬架分别与车架(或车身)相连,每侧车轮可独立下下运动。轿车和载重量1t以下的货车前悬架广为采用,轿车后悬架上采用也在增加。越野车、矿用车和大客车的前轮也有一些采用独立悬架。
根据导向机构不同的结构特点,独立悬架可分为:双横臂,单横臂,纵臂式,单斜臂,多杆式及滑柱(杆)连杆(摆臂)式等等。按目前采用较多的有以下三种形式:(1) 双横臂式,(2) 滑柱连杆式,(3)斜置单臂式。按弹性元件采用不同分为:螺旋弹簧式,钢板弹簧式,扭杆弹簧式,气体弹簧式。采用更多的是螺旋弹簧。 双横臂式(双叉式)独立悬架
如图1所示为双横臂式独立悬架。上下两摆臂不等长,选择长度比例合适,可使车轮和主销的角度及轮距变化不大。这种独立悬架被广泛应用在轿车前轮上。双横臂的臂有做成A字形或V字形,如图2所示。V形臂的上下2个V形摆臂以一定的距离,分别安装在车轮
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上,另一端安装在车架上。
图1:双横臂式独立悬架
不等臂双横臂上臂比下臂短。当汽车车轮上下运动时,上臂比下臂运动弧度小。这将使轮胎上部轻微地内外移动,而底部影响很小。这种结构有利于减少轮胎磨损,提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。
滑柱摆臂式独立悬架(麦弗逊式或叫支柱式等) 这种悬架目前在轿车中采用很多。如图3所示。滑柱摆臂式悬架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱,螺旋弹簧与其装于一体。这种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承,允许滑柱上端作少许角位移。内侧空间大,有利于发动机布置,并降低车子的重心。车轮上下运动时,主销轴线的角度会有变化,这是因为减振器下端支点随横摆臂摆动。以上问题可通过调整杆系设计布置合理得到解决。
一汽奥迪100型轿车前悬架。筒式减振器装在滑柱桶内,滑柱桶与转向节刚性连接,螺旋弹簧安装在滑柱桶及转向节总成上端的支承座内,弹簧上端通过软垫支承在车身连接的前簧上座内,滑柱桶的下端通过球铰链与悬架的横摆臂相连。当车轮上下运动时,滑柱桶及转向节总成沿减振器活塞运动轴线移动,同时,滑柱桶的下支点还随横摆臂摆动。 斜置单臂式独立悬架
这种悬架如图4所示。这种悬架是单横臂和单纵臂(如下图所示)独立悬架的折衷方案。其摆臂绕与汽车纵轴线具有一定交角的轴线摆动,选择合适的交角可以满足汽车操纵稳定性要求。这种悬架适于做后悬架。
多杆式独立悬架
独立悬架中多采用螺旋弹簧,因而对于侧向力,垂直力以及纵向力需加设导向装置即采用杆件来承受和传递这些力。因而一些轿车上为减轻车重和简化结构采用多杆式悬架。如图5所示。上连杆9用支架11与车身(或车架)相连,上连杆9外端与第三连杆7相连。上杆9的两端都装有橡胶隔振套。第三连杆7的下端通过重型止推轴承与转向节连接。下连杆5与普通的下摆臂相同,下连杆5的内端通过橡胶隔振套与前横梁相连接。球铰将下连杆5的外端与转向节相连。多杆纱前悬架系统的主销轴线从下球铰延伸到上面的轴承,它与上连杆和第三连杆无关。多杆悬架系统具有良好操纵稳定性,可减小轮胎摩损。这种悬架减振器和螺旋弹簧不象麦弗逊悬架那样沿转向节转动。
图5:多杆前悬架系统
1-前悬架横梁 2-前稳定杆 3-拉杆支架 4-粘滞式拉杆 5-下连杆 6-轮毂转向节总成 7-第三连杆 8-减振器 9-上连杆 10-螺旋弹簧 11-上连杆支架 12-减振器隔振块 各类横向稳定器
现代轿车悬架很软,即固有频率很低,为提高悬架的侧倾角刚度,减小横向倾斜,常在悬架中添设横向稳定器(杆),保证良好操纵稳定性。如下图所示杆式横向稳定器。
弹簧钢制成的横向稳定杆3呈扁平的U形,横向地安装在汽车前端或后端(也有轿车前后都装横向稳定器)。杆3的中部的两端自由地支承在两个橡胶套筒内,套筒2固定于车架上。横向稳定杆的两侧纵向部分的末端通过支杆1与悬架下摆臂上的弹簧支座4相连。 当两则悬架变形相同时,横向稳定器不起作用。当两侧悬架变形不等时,车身相对路面横向倾斜时,车架一侧移近弹簧支座,稳定杆的同侧末端就随车架向上移动,而另一侧车架
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