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文檔簡介

1、汽 車 基 本 構(gòu) 造 與 原 理,講師,課程目標(biāo),普及汽車人的汽車基本結(jié)構(gòu)與原理知識(shí),課程大綱,概述 發(fā)動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)系 行駛系 轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系 汽車車身、儀表、照明及附屬裝置,概述 一、汽車的組成及分類 汽車是由上萬個(gè)零件組成的機(jī)動(dòng)交通工具,基本結(jié)構(gòu)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身和電器與電子設(shè)備四大部分組成。 通常按汽車的用途分為轎車、客車、載貨汽車、越野汽車、牽引汽車、自卸汽車、農(nóng)用汽車、專用汽車和改裝車等 二、汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì) 1、零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化 2、考慮使用條件的復(fù)雜多變 3、重視汽車使用中的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)與環(huán)保 4、注意外觀造型 5、在保證可靠性的前提下盡量

2、減小汽車的自身質(zhì)量 6、汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī) 7、綜合考慮人機(jī)工程、交通工程、制造工程和管理工程 三、汽車的產(chǎn)品型號(hào),企業(yè)名稱代號(hào)一般為汽車廠的漢語拼音縮寫。 車輛類別代號(hào)見下表。 主參數(shù)代號(hào)用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。載貨汽車、越野汽車、牽引汽車、自卸汽車、專用汽車和半掛車的主參數(shù)代號(hào)以車輛的總質(zhì)量(t)表示;客車的主參數(shù)代號(hào)用車輛長度(m)表示;轎車的主參數(shù)代號(hào)用發(fā)動(dòng)機(jī)排量(L)表示。 產(chǎn)品序號(hào)指企業(yè)發(fā)展該產(chǎn)品的順序號(hào)。 企業(yè)自定代號(hào)用漢語拼音字母或阿拉伯?dāng)?shù)字表示,位數(shù)由企業(yè)自定,第一篇 發(fā)動(dòng)機(jī),第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí) 汽車的動(dòng)力源是發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)是把某一種形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的

3、機(jī)器?,F(xiàn)代汽車所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)多為內(nèi)燃機(jī),內(nèi)燃機(jī)是把燃料燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能,然后又把熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器,并且這種能量轉(zhuǎn)換過程是在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)部進(jìn)行的。 內(nèi)燃機(jī)的分類方法很多,按照不同的分類方法可以把內(nèi)燃機(jī)分成不同的類型。 按照所用燃料分類 內(nèi)燃機(jī)按照所使用燃料的不同可以分為汽油機(jī)和柴油機(jī)(圖1-1-1)。使用汽油為燃料的內(nèi)燃機(jī)稱為汽油機(jī);使用柴油機(jī)為燃料的內(nèi)燃機(jī)稱為柴油機(jī)。汽油機(jī)與柴油機(jī)比較各有特點(diǎn);汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高,質(zhì)量小,噪音小,起動(dòng)容易,制造成本低;柴油機(jī)壓縮比大,熱效率高,經(jīng)濟(jì)性能和排放性能都比汽油機(jī)好。 圖1-1-1,2) 按照行程分類 內(nèi)燃機(jī)按照完成一個(gè)工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為

4、四行程內(nèi)燃機(jī)和二行程內(nèi)燃機(jī)(圖1-1-2 )。把曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720),活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)四個(gè)行程,完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為四行程內(nèi)燃機(jī);而把曲軸轉(zhuǎn)一圈(360),活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)行程,完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為二行程內(nèi)燃機(jī)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛使用四行程內(nèi)燃機(jī)。 圖1-1-2,3) 按照冷卻方式分類 內(nèi)燃機(jī)按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)(圖1-1-3)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的;而風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用流動(dòng)于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻,工作可靠,冷卻效果好,被

5、廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代車用發(fā)動(dòng)機(jī)。 圖1-1-3,4) 按照氣缸數(shù)目分類 內(nèi)燃機(jī)按照氣缸數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)(圖1-1-4)。僅有一個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為單缸發(fā)動(dòng)機(jī);有兩個(gè)以上氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)?,F(xiàn)代車用發(fā)動(dòng)機(jī)多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 圖1-1-4,5) 按照氣缸排列方式分類 內(nèi)燃機(jī)按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式(圖1-1-5)。單列式發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列,一般是垂直布置的,但為了降低高度,有時(shí)也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的;雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)把氣缸排成兩列,兩列之間的夾角180(一般為90)稱為V型

6、發(fā)動(dòng)機(jī),若兩列之間的夾角=180稱為對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)。 圖1-1-5,6) 按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類 內(nèi)燃機(jī)按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發(fā)動(dòng)機(jī)和強(qiáng)制進(jìn)氣(增壓式)發(fā)動(dòng)機(jī)(圖1-1-6)。汽油機(jī)常采用自然吸氣式;柴油機(jī)為了提高功率有采用增壓式的。 圖1-1-6,第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)基本構(gòu)造 發(fā)動(dòng)機(jī)是一種由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機(jī)器。無論是汽油機(jī),還是柴油機(jī);無論是四行程發(fā)動(dòng)機(jī),還是二行程發(fā)動(dòng)機(jī);無論是單缸發(fā)動(dòng)機(jī),還是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。要完成能量轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)工作循環(huán),保證長時(shí)間連續(xù)正常工作,都必須具備以下一些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。 (1) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)(圖1-2-1) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)

7、機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán),完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件。它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中,活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動(dòng),通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并從曲軸對(duì)外輸出動(dòng)力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中,飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動(dòng)。 圖1-2-1,2) 配氣機(jī)構(gòu)(圖1-2-2) 配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過程,定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門,使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸,并使廢氣從氣缸內(nèi)排出,實(shí)現(xiàn)換氣過程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu),一般由氣門組、氣門傳動(dòng)組和氣門驅(qū)動(dòng)組組成。 圖1-2-2 圖1-2-3 (3) 燃料供給系統(tǒng)(圖1-2-3

8、) 汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求,配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣,供入氣缸,并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去;柴油機(jī)燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸,在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒,最后將燃燒后的廢氣排出。 (4)進(jìn)排氣系統(tǒng)(圖1-2-3) 進(jìn)排氣系統(tǒng)的功用是將可燃混合器或新鮮空氣均勻地分配到各個(gè)氣缸中,并匯集各個(gè)氣缸燃燒后地廢氣,從排氣消聲器排出,5) 潤滑系統(tǒng)(圖1-2-4) 潤滑系的功用是向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤滑油,以實(shí)現(xiàn)液體摩擦,減小摩擦阻力,減輕機(jī)件的磨損。并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。 圖

9、1-2-4 圖1-2-5 (6) 冷卻系統(tǒng)(圖1-2-5) 冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去,保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成,7) 點(diǎn)火系統(tǒng)(圖1-2-7) 在汽油機(jī)中,氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的,為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞,火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系,點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。 圖1-2-7 圖1-2-8 (8) 起動(dòng)系統(tǒng)(圖1-2-8) 要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài),必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸,使活

10、塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng),氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功,推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn),工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。因此,曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程,稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。完成起動(dòng)過程所需的裝置,稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系,汽油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成,即由曲柄連桿機(jī)構(gòu),配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系組成;柴油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成,即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動(dòng)系組成,柴油機(jī)是壓燃的,不需要點(diǎn)火系。 第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)是一種能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),它將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。要完成這個(gè)能量轉(zhuǎn)換必須

11、經(jīng)過進(jìn)氣,把可燃混合氣(或新鮮空氣)引入氣缸;然后將進(jìn)入氣缸的可燃混合氣(或新鮮空氣)壓縮,壓縮接近終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)燃可燃混合氣(或?qū)⒉裼透邏簢娙霘飧變?nèi)形成可燃混合氣并引燃);可燃混合氣著火燃燒,膨脹推動(dòng)活塞下行實(shí)現(xiàn)對(duì)外作功;最后排出燃燒后的廢氣。即進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)過程。把這四個(gè)過程叫做發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán),工作循環(huán)不斷地重復(fù),就實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換,使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。把完成一個(gè)工作循環(huán),曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720),活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)四次,稱為四行程發(fā)動(dòng)機(jī)。而把完成一個(gè)工作循環(huán),曲軸轉(zhuǎn)一圈(360),活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次,稱為二行程發(fā)動(dòng)機(jī)。下面介紹一下四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和工作過程。 第一節(jié) 四行程

12、汽油機(jī)的工作原理 四行程汽油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是按進(jìn)氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程的順序不斷循環(huán)反復(fù)的。 (1) 進(jìn)氣行程 (圖1-3-1) 由于曲軸的旋轉(zhuǎn),活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),這時(shí)排氣門關(guān)閉,進(jìn)氣門打開。進(jìn)氣過程開始時(shí),活塞位于上止點(diǎn),氣缸內(nèi)殘存有上一循環(huán)未排凈的廢氣,因此,氣缸內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力。隨著活塞下移,氣缸內(nèi)容積增大,壓力減小,當(dāng)壓力低于大氣壓時(shí),在氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空吸力,空氣經(jīng)空氣濾清器并與化油器供給的汽油混合成可燃混合氣,通過進(jìn)氣門被吸入氣缸,直至活塞向下運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)。在,進(jìn)氣過程中,受空氣濾清器、化油器、進(jìn)氣管道、進(jìn)氣門等阻力影響,進(jìn)氣終了時(shí),氣缸內(nèi)氣體壓力略低于大氣壓,約

13、為0.0750.09MPa,同時(shí)受到殘余廢氣和高溫機(jī)件加熱的影響,溫度達(dá)到370400K。實(shí)際汽油機(jī)的進(jìn)氣門是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前打開,并且延遲到下止點(diǎn)之后關(guān)閉,以便吸入更多的可燃混合氣。 圖1-3-1 圖1-3-2 圖1-3-3 圖1-3-4 (2) 壓縮行程(圖1-3-2) 曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn),活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),這時(shí)進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉,氣缸內(nèi)成為封閉容積,可燃混合氣受到壓縮,壓力和溫度不斷升高,當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)壓縮行程結(jié)束。此時(shí)氣體的壓力和溫度主要隨壓縮比的大小而定,可燃混合氣壓力可達(dá)0.61.2MPa,溫度可達(dá)600700K。 壓縮比越大,壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的壓力和溫度越高,則燃燒速

14、度越快,發(fā)動(dòng)機(jī)功率也越大。但壓縮比太高,容易引起爆燃。所謂爆燃就是由于氣體壓力和溫度過高,可燃混合氣在沒有點(diǎn)燃的情況下自行燃燒,且火焰以高于正常燃燒數(shù)倍的速度向外傳播,造成尖銳的敲缸聲。會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱,功率下降,汽油消耗量增加以及機(jī)件損壞。輕微爆燃是允許的,但強(qiáng)烈爆燃對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)是很有害的,汽油機(jī)的壓縮比一般為610,3) 作功行程(圖1-3-3) 作功行程包括燃燒過程和膨脹過程,在這一行程中,進(jìn)氣門和排氣門仍然保持關(guān)閉。當(dāng)活塞位于壓縮行程接近上止點(diǎn)(即點(diǎn)火提前角)位置時(shí),火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃可燃混合氣,可燃混合氣燃燒后放出大量的熱使氣缸內(nèi)氣體溫度和壓力急劇升高,最高壓力可達(dá)35MPa,最高溫度可

15、達(dá)22002800K,高溫高壓氣體膨脹,推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機(jī)械功,除了用于維持發(fā)動(dòng)機(jī)本身繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外,其余用于對(duì)外作功。隨著活塞向下運(yùn)動(dòng),氣缸內(nèi)容積增加,氣體壓力和溫度降低,當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí),作功行程結(jié)束,氣體壓力降低到0.30.5MPa,氣體溫度降低到13001600K。 (4) 排氣行程(圖1-3-4) 可燃混合氣在氣缸內(nèi)燃燒后生成的廢氣必須從氣缸中排出去以便進(jìn)行下一個(gè)進(jìn)氣行程。當(dāng)作功接近終了時(shí),排氣門開啟,進(jìn)氣門仍然關(guān)閉,靠廢氣的壓力先進(jìn)行自由排氣,活塞到達(dá)下止點(diǎn)再向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),繼續(xù)把廢氣強(qiáng)制排出到大氣中去,活塞越過上止點(diǎn)后,排氣門關(guān)閉,排氣行程結(jié)

16、束。實(shí)際汽油機(jī)的排氣行程也是排氣門提前打開,延遲關(guān)閉,以便排出更多的廢氣。由于燃燒室容積的存在,不可能將廢氣全部排出氣缸。受排氣阻力的影響,排氣終止時(shí),氣體壓力仍高于大氣壓力,約為0.1050.115 MPa,溫度約為9001200K。 曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn),活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),又開始了下一個(gè)新的循環(huán)過程。可見四行程汽油機(jī)經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán),這期間活塞在上、下止點(diǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)了四個(gè)行程,相應(yīng)地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩圈。 第二節(jié) 四行程柴油機(jī)的工作原理 四行程柴油機(jī)和四行程汽油機(jī)的工作過程相同,每一個(gè)工作循環(huán)同樣包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程,但由于柴油機(jī)使用的燃料是柴油,柴

17、油與汽油有較大的差別,柴油粘度大,不易蒸發(fā),自燃,溫度低,故可燃混合氣的形成,著火方式,燃燒過程以及氣體溫度壓力的變化都和汽油機(jī)不同,下面主要分析一下柴油機(jī)和汽油機(jī)在工作過程中的不同點(diǎn)。 四行程柴油機(jī)在進(jìn)氣行程中所不同的是柴油機(jī)吸入氣缸的是純空氣而不是可燃混合氣,在進(jìn)氣通道中沒有化油器,進(jìn)氣阻力小,進(jìn)氣終了時(shí)氣體壓力略高于汽油機(jī)而氣體溫度略低于汽油機(jī)。進(jìn)氣終了時(shí)氣體壓力約為0.07850.0932MPa,氣體溫度約為300370K。 壓縮行程壓縮的也是純空氣,在壓縮行程接近上止點(diǎn)時(shí),噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室,柴油和空氣在氣缸內(nèi)形成可燃混合氣并著火燃燒。柴油機(jī)的壓縮比比汽油機(jī)的壓縮比大很

18、多(一般為1622),壓縮終了時(shí)氣體溫度和壓力都比汽油機(jī)高,大大超過了柴油機(jī)的自燃溫度。壓縮終了時(shí),氣體壓力約為3.54.5MPa,氣體溫度約為7501000K,柴油機(jī)是壓縮后自燃著火的,不需要點(diǎn)火,故柴油機(jī)又稱為壓燃機(jī)。 柴油噴入氣缸后,在很短的時(shí)間內(nèi)與空氣混合后便立即著火燃燒,柴油機(jī)的可燃混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的,而不象汽油機(jī)那樣,混合氣主要是在氣缸外部的化油器中形成的。柴油機(jī)燃燒過程中氣缸內(nèi)出現(xiàn)的最高壓力要比汽油機(jī)高得多,可高達(dá)69MPa,最高溫度也可高達(dá)20002500K。作功終了時(shí),氣體壓力約為0.20.4MPa,氣體溫度約為12001500K。 柴油機(jī)的排氣行程和汽油機(jī)一樣,廢氣同

19、樣經(jīng)排氣管排入到大氣中去,排氣終了時(shí),氣缸內(nèi)氣體壓力約為0.1050.125MPa,氣體溫度約為8001000K。 柴油機(jī)與汽油機(jī)比較,柴油機(jī)的壓縮比高,熱效率高,燃油消耗率低,同時(shí)柴油價(jià)格較低,因此,柴油機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性能好,而且柴油機(jī)的排氣污染少,排放性能較好。但它的主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低,質(zhì)量大,噪聲大,振動(dòng)大,制造和維修費(fèi)用高。在其發(fā)展過程中,柴油機(jī)不斷發(fā)揚(yáng)其優(yōu)點(diǎn),克服缺點(diǎn),提高速度,有望得到更廣泛地應(yīng)用,第三節(jié) 多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理 前面介紹的是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程,而現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都是多缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī),那么,多缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)與單缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程有什么區(qū)別呢?就能量轉(zhuǎn)換過程,發(fā)動(dòng)機(jī)的

20、每一個(gè)氣缸和單缸機(jī)的工作過程是完全一樣的,都要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程。但是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)行程中只有一個(gè)行程作功,其余三個(gè)行程不作功,即曲軸轉(zhuǎn)兩圈,只有半圈作功,所以運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性較差,功率越大,平穩(wěn)性就越差。為了使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),單缸機(jī)一般都裝有一個(gè)大飛輪。而多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的作功行程是差開的,按照工作順序作功,即曲軸轉(zhuǎn)兩圈交替作功,因此,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),振動(dòng)小。缸數(shù)越多,作功間隔角越小,同時(shí)參與作功的氣缸越多,發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)越平穩(wěn)。多缸機(jī)使用最多的有四缸發(fā)動(dòng)機(jī),六缸發(fā)動(dòng)機(jī)和八缸發(fā)動(dòng)機(jī),第四章 發(fā)動(dòng)機(jī)編號(hào)規(guī)則 內(nèi)燃機(jī)型號(hào)的排列順序及符號(hào)所代表的意義規(guī)定如下(圖1-4-1): (圖1-4-1) 型號(hào)編制舉例

21、: (1) 汽油機(jī) CA6102: 表示六缸,四行程,缸徑102mm,水冷通用型,CA表示系列符號(hào) 1E65F: 表示單缸,二行程,缸徑65mm,風(fēng)冷通用型 (2) 柴油機(jī) CY4102: 表示四缸,四行程,缸徑102mm,水冷通用型,CY表示系列代號(hào),第二篇 汽車傳動(dòng)系,第一章 汽車傳動(dòng)系概述 一、傳動(dòng)系的基本功用與組成 汽車傳動(dòng)系的基本功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)車輪。 傳動(dòng)系的組成及其在汽車上的布置形式,取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的形式和性能、汽車總體結(jié)構(gòu)形式、汽車行駛系及傳動(dòng)系本身的結(jié)構(gòu)形式等許多因素。目前廣泛應(yīng)用于普通雙軸貨車上并與內(nèi)燃機(jī)配用的機(jī)械式傳動(dòng)系的組成及布置形式一般如圖2-1-1所示

22、。發(fā)動(dòng)機(jī)縱向布置在汽車前部,并且以后輪為驅(qū)動(dòng)輪。圖中有標(biāo)號(hào)的部分為傳動(dòng)系。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力依次經(jīng)過離合器1、變速器2、由萬向節(jié)3和傳動(dòng)軸8組成的萬向傳動(dòng)裝置以及安裝在驅(qū)動(dòng)橋4中的主減速器7、差速器5和半軸6傳到驅(qū)動(dòng)輪。 傳動(dòng)系的首要任務(wù)是與發(fā)動(dòng)機(jī)協(xié)同工作,以保證汽車在不同使用條件下正常行駛,并具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。為此,任何形式的傳動(dòng)系都必須具有以下的功能。 1、減速增扭 圖2-1-1 2、實(shí)現(xiàn)汽車倒駛 3、必要時(shí)中斷傳動(dòng) 4、差速作用 根據(jù)汽車傳動(dòng)系中傳動(dòng)元件的特征,傳動(dòng)系可分為機(jī) 械式、液力機(jī)械式(圖2-1-2)、靜液式(容積液壓式 圖2-1-3)、電力式(圖2-1-4)等,5,6

23、,7,8,圖2-1-2 圖2-1-3 圖2-1-4,第二章 離合器,第一節(jié) 離合器的功用及摩擦離合器的工作原理 一、離合器的功用 離合器是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的部件。 1、保證汽車平穩(wěn)起步是離合器的首要功用 2、保證傳動(dòng)系換檔時(shí)工作平順 3、限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩,防止傳動(dòng)系過載 圖2-2-1 由上述可知,欲使離合器起到上述作用,它應(yīng)該是這樣一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu);其主動(dòng)部分和從動(dòng)部分可以暫時(shí)分離,又可逐漸結(jié)合,并且在傳動(dòng)過程中還要有可能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。所以,離合器的主動(dòng)部件與從動(dòng)部件之間不可采用剛性連接,應(yīng)借兩者接觸面之間的摩擦作用來傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩(摩擦離合器),或者利用液體作為傳動(dòng)介質(zhì)(液力耦合器

24、),或是利用磁力傳動(dòng)(電磁離合器)。在離合器中,為產(chǎn)生摩擦所需的壓緊力,可以是彈簧力、液壓作用力或電磁力。目前汽車上采用比較廣泛的是用彈簧壓緊的摩擦離合器。 二、摩擦離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理(圖2-2-1) 離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分借接觸面間的摩擦作用,使兩者之間可以暫時(shí)分離,又可逐漸接合,在傳動(dòng)過程中又允許兩部分相互轉(zhuǎn)動(dòng)。摩擦離合器基本上由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于結(jié)合狀態(tài)并能傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu),而離合器的操縱機(jī)構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。離合器的具體結(jié)構(gòu),首先應(yīng)在保證傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的前提下,滿足兩個(gè)基本要求:1、分離徹底;2

25、、接合柔和。其次,離合器從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要盡可能小;離合器散熱良好,第二節(jié) 摩擦離合器 對(duì)于摩擦離合器,隨著所用摩擦面的數(shù)目(從動(dòng)盤的數(shù)目)、壓緊彈簧的形式及安裝位置以及操縱機(jī)構(gòu)形式的不同,其總體構(gòu)造也有差異。 按摩擦面的數(shù)目分:單盤離合器,多盤離合器。 按壓緊彈簧的形式分:周布彈簧離合器(圖2-2-2),中央彈簧離合器(圖2-2-3) ,膜片彈簧離合器(圖2-2-4) 圖2-2-4 圖2-2-3 圖2-2-2,一、周布彈簧離合器:突出優(yōu)點(diǎn)是工作性能十分穩(wěn)定,徹底分離所需踏板力較小。 二、中央彈簧離合器:軸向尺寸較大。 三、膜片彈簧離合器:由于膜片彈簧與壓盤以整個(gè)圓周接觸,使壓力分布均勻,與

26、摩擦片的接觸良好,磨損均勻,摩擦片的使用壽命長;此外,膜片彈簧離合器還有高速性能好,操作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沖擊、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn):主要是制造工藝(加工和熱處理?xiàng)l件)和尺寸精度(板材厚度和離合器與壓盤高度公差)等要求嚴(yán)格。 四、從動(dòng)盤和扭轉(zhuǎn)減振器 (圖2-2-5) 從動(dòng)部分是由單片、雙片或多片從動(dòng)盤所組成,它將主動(dòng)部分通過摩擦傳來的動(dòng)力傳給變速器的輸入軸。從動(dòng)盤由從動(dòng)盤本體,摩擦片和從動(dòng)盤轂三個(gè)基本部分組成。為了避免轉(zhuǎn)動(dòng)方向的共振,緩和傳動(dòng)系受到的沖擊載荷,大多數(shù)汽車都在離合器的從動(dòng)盤上附裝有扭轉(zhuǎn)減震器。 為了使汽車能平穩(wěn)起步,離合器應(yīng)能柔和接合,這就需要從動(dòng)盤在軸向具有一定彈性。為此,往往在動(dòng)盤本體園周

27、部分,沿徑向和周向切槽。再將分割形成的扇形部分沿周向翹曲成波浪形,兩側(cè)的兩片摩擦片分別與其對(duì)應(yīng)的凸起部分相鉚接,這樣從動(dòng)盤被壓縮時(shí),壓緊力隨翹曲的扇形部分被壓平而逐漸增大,從而達(dá)到接合柔和的效果。 離合器接合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪和壓盤傳給了動(dòng)盤兩側(cè)的摩擦片,帶動(dòng)從動(dòng)盤本體和與從動(dòng)盤本體鉚接在一起的減振器盤轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)盤本體和減振器盤又通過六個(gè)減振 器彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從動(dòng)盤轂。因?yàn)橛袕椥原h(huán)節(jié)的作用,所以傳動(dòng)系受的轉(zhuǎn) 動(dòng)沖擊可以在此得到緩和。傳動(dòng)系中的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)使從動(dòng)盤轂相對(duì)于動(dòng)盤本 體和減振器盤來回轉(zhuǎn)動(dòng),夾在它們之間的阻尼片靠摩擦消耗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量, 將扭轉(zhuǎn)振動(dòng)衰減下來,圖2-2-5,捷達(dá)轎車

28、的從動(dòng)盤有兩級(jí)減振裝置。第一級(jí)為預(yù)減振裝置,第二級(jí)為減振彈簧,其扭轉(zhuǎn)特性為變剛度特性(圖2-2-6)。 1第一級(jí)特性 2第二級(jí)特性 3第三級(jí)特性 M扭轉(zhuǎn)減振器所受轉(zhuǎn)矩 減振器相對(duì)轉(zhuǎn)角 Mj減振器極限力矩 相對(duì)轉(zhuǎn)角變化范圍 圖2-2-6 變剛度扭轉(zhuǎn)減振器及其特性 第三節(jié) 離合器操縱機(jī)構(gòu) 離合器操縱機(jī)構(gòu)是駕駛員借以使離合器分離,而后又使之柔和接合的一 套機(jī)構(gòu)。它起始于離合器踏板,終止于離合器殼內(nèi)的分離軸承。本節(jié)討論的 主要是其中位于離合器殼外面的部分。按照分離離合器所需的操縱能源,有 人力式和助力式。 捷達(dá)轎車鋼絲繩索傳動(dòng)離合器操縱示意圖(圖2-2-7) 液壓式離合器操縱機(jī)構(gòu)具有摩擦阻力小,傳遞效

29、 圖2-2-7 率高,接合平順等優(yōu)點(diǎn),它結(jié)構(gòu)比較簡單,便于布置, 1- 離合器分離踏板 2-偏心彈簧 3-支承A 4-離合器拉線自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu) 不受車身和車架的變形的影響,是比較普遍采用的一 5-傳動(dòng)器殼體上的支承B 6-離合器操縱臂 7-離合器分離臂 種操縱型式。 8-離合器分離軸承 9-離合器分離推桿,第三章 變速器與分動(dòng)器 現(xiàn)代汽車廣泛使用活塞式內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源,其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小,而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化,所以在傳動(dòng)系中設(shè)有變速器。它的功用:1、改變傳動(dòng)比,擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍,以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件,如起步、加速、上坡等,同時(shí)使發(fā)

30、動(dòng)機(jī)在有利的工況下工作;2、在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下,使汽車能倒退行駛;3、利用空擋,中斷動(dòng)力傳遞,以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速,并便于變速器換擋或進(jìn)行動(dòng)力輸出。 變速器由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成,根據(jù)需要,還可加裝動(dòng)力輸出器。 按傳動(dòng)比變化方式,變速器可分為有級(jí)式、無級(jí)式和綜合式三種。 1)有級(jí)式變速器應(yīng)用廣泛。采用齒輪傳動(dòng)。具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。所謂變速器擋數(shù),均指前進(jìn)擋位數(shù)。 2)無極式變速器的傳動(dòng)比在一定的范圍內(nèi)可按無限多級(jí)變化,常見的有電力式和液力式。電力式的傳動(dòng)部件為直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。液力式的傳動(dòng)部件是液力變矩器。 3)綜合式變速器是指由液力變矩器和齒輪式有級(jí)變速器組成的液力機(jī)械式

31、變速器,其傳動(dòng)比可在最大值和最小值之間的幾個(gè)間斷范圍內(nèi)做無極變化。 按操縱方式,變速器又可分為強(qiáng)制操縱式、自動(dòng)操縱式和半自動(dòng)操縱式三種。 1)強(qiáng)制操縱式變速器靠駕駛員直接操縱變速桿換擋。 2)自動(dòng)操縱式變速器的傳動(dòng)比選擇(換檔)是自動(dòng)進(jìn)行的,駕駛員只需操縱加速踏板,即可控制車速。 3)半自動(dòng)操縱式變速器有兩種形式。一種是常見的幾個(gè)擋位自動(dòng)操縱,其余擋位則由駕駛員操縱;另一總是預(yù)選式,即駕駛員預(yù)先用按鈕選定擋位,在踩下離合器踏板或松開加速踏板時(shí),接通一個(gè)電磁裝置或液壓裝置來進(jìn)行換檔。 在多軸驅(qū)動(dòng)的汽車上,變速器之后還裝有分動(dòng)器,以便把轉(zhuǎn)矩分別傳輸給驅(qū)動(dòng)橋,第一節(jié) 變速器的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 一、普通齒

32、輪式變速器 圖2-3-1 三軸五擋變速器傳動(dòng)簡圖 圖2-3-2 兩軸五擋變速器傳動(dòng)簡圖 1-輸入軸 2-軸承 3-接合齒圈 4-同步環(huán) 5-輸出軸 6-中間軸 1-輸入軸 2-接合套 3-里程表齒輪 4-同步環(huán) 5-半軸 6-主減速器被動(dòng)齒輪 7-接合套 8-中間軸常嚙合齒輪 7-差速器殼 8-半軸齒輪9-行星齒輪 10、11-輸出軸 12-主減速器主動(dòng)齒輪 13-花鍵轂 三軸五擋變速器(圖2-3-1)有五個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔,由殼體、第一軸(輸入軸)、中間軸、第二軸(輸出軸)、倒檔軸、各軸上齒輪、操縱機(jī)構(gòu)等幾部分組成。在變速器中利用了同步器和結(jié)合套換擋,可把中間軸上與第二軸上相嚙合的傳動(dòng)齒輪制

33、成常嚙合的斜齒輪,從而減小變速器工作時(shí)的噪聲,減小變速器尺寸及提高齒輪使用壽命。 為了減少內(nèi)摩擦引起的零件磨損及功率消耗,需在殼體內(nèi)注入潤滑油,采用飛濺式潤滑方式潤滑各齒輪副、軸與軸承等零件的工作表面。因此,殼體一側(cè)有加油口,底部有放油塞,油面高度即由加油口位置控制。軸承蓋內(nèi)孔有回油槽,可以防止漏油。為防止變速器工作時(shí)由于油溫升高氣壓增大而造成潤滑油滲漏現(xiàn)象,在變速機(jī)構(gòu)及變速器后軸承蓋上裝有通氣塞。 汽車行駛中,變速器在結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證不出現(xiàn)自動(dòng)跳擋現(xiàn)象。防止自動(dòng)跳擋的結(jié)構(gòu)有多種形式。1、齒端倒斜面的結(jié)構(gòu)(圖2-3-3);2、減薄齒結(jié)構(gòu)(圖2-3-4) 。 三軸五擋變速器適用于傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后

34、輪驅(qū)動(dòng)的布置形式,在發(fā)動(dòng)機(jī)前置、前輪驅(qū)動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)后置、后輪驅(qū)動(dòng)的轎車和微、輕型貨車上,多采用兩軸式變速器,其特點(diǎn)是輸入軸和輸出軸平行,無中間軸。 兩軸五擋變速器與傳統(tǒng)的三軸變速器相比,由于省去了中間軸,從輸入軸到輸出軸只通過一對(duì)齒輪傳動(dòng),倒擋傳動(dòng)路線中也只有一個(gè)中間齒輪,因而機(jī)械效率高,噪聲小。但由于它不可能有直接擋,因而最高擋的機(jī)械效率比直接擋低。 二、組合式變速器 重型貨車的裝載質(zhì)量大,使用條件復(fù)雜。欲保證重型車有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和加速性,則必須擴(kuò)大傳動(dòng)比范圍并增加擋數(shù)。為避免變速器結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜和便于系列化生產(chǎn),多采用組合式變速器,即以12種四擋或五擋變速器為主體,通過更換齒輪副和配置

35、不同的副變速器,得到一組不同傳動(dòng)比范圍的變速器系列。 圖2-3-3 齒端倒斜面的結(jié)構(gòu) 圖2-3-4 減薄齒結(jié)構(gòu)。 1、4接合齒圈 2接合套 3花鍵轂 F-圓周力 1、4接合齒圈 2接合套 3花鍵轂 F-圓周力F=F FN倒錐齒面正壓力 FQ防止跳擋的軸向力 FN凸臺(tái)對(duì)接合套的總阻力 FQ防止跳擋的軸向力,第二節(jié) 同步器 變速器在換擋過程中,必須使所選擋位的一對(duì)待嚙合齒輪輪齒的圓周速度相等,才能使之平順的進(jìn)入嚙合而掛上擋。如兩齒輪輪齒不同步時(shí)即強(qiáng)制掛擋,勢(shì)必因兩輪齒間存在速度差而發(fā)生沖擊和噪聲。影響輪齒壽命,使齒端部磨損加劇,甚至使輪齒折斷。 同步器有常壓式,慣性式和自行增力式等種類。這里僅介紹

36、目前廣泛采用的慣性式同步器。 慣性式同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的,在其上面設(shè)有專設(shè)機(jī)構(gòu)保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸,從而避免了齒間沖擊。 慣性同步器按結(jié)構(gòu)又分為鎖環(huán)式和鎖銷式兩種。 其工作原理型汽車三檔變速器中的二、三檔同步 器(見圖2-3-5)為例說明?;ㄦI轂7與第二軸用花鍵 連接,并用墊片和卡環(huán)作軸向定位。在花鍵轂兩端與 齒輪1和4之間,各有一個(gè)青銅制成的鎖環(huán)(也稱同步 環(huán))9和5。鎖環(huán)上有短花鍵齒圈,花鍵齒的斷面輪廓 尺寸與齒輪 1,4及花鍵轂 7上的外花鍵齒均相同。 在兩個(gè)鎖環(huán)上,花鍵齒對(duì)著接合套8的一端都有倒角 圖2-3-5 (稱鎖止角),且與接合套齒端的倒

37、角相同。鎖環(huán)具有與齒輪1和4上的摩擦面錐度相同的內(nèi)錐面,內(nèi)錐面上制出細(xì)牙的螺旋槽,以便兩錐面接觸后破壞油膜,增加錐面間的摩擦。三個(gè)滑塊2分別嵌合在花鍵轂的三個(gè)軸向槽11內(nèi),并可沿槽軸向滑動(dòng)。在兩個(gè)彈簧圈6的作用下,滑塊壓向接合套,使滑塊中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中,起到空檔定位作用。滑塊2的兩端伸入鎖環(huán)9和5的三個(gè)缺口12中。只有當(dāng)滑塊位于缺口12的中央時(shí),接合套與鎖環(huán)的齒方可能接合,第三節(jié) 變速器操縱機(jī)構(gòu) 變速器布置在駕駛員座位附近,變速器桿由駕駛室地板伸出,駕駛員可直接操縱,為直接操縱式(圖2-3-6);不能直接操縱的,稱為間接操縱式(圖2-3-7) 。 圖2-3-6 直接

38、操縱式 圖2-3-6 間接操縱式 為保證變速器在任何情況下都能準(zhǔn)確、安全、可靠的工作,變速器操縱機(jī)構(gòu)要求:1、保證變速器不自行脫擋或調(diào)擋,在操縱機(jī)構(gòu)中應(yīng)設(shè)有自鎖裝置。2、保證變速器不同時(shí)掛入兩個(gè)擋位,在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)互鎖裝置。3、防止誤掛倒擋,在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)倒擋鎖,1)自鎖裝置(圖2-3-8)掛檔后應(yīng)保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合(或滑動(dòng)齒輪換檔時(shí),全齒長都進(jìn)入嚙合)。在振動(dòng)等條件影響下,操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)保證變速器不自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。如圖所示,換檔撥叉軸上方有三凹坑,上面有被彈簧壓緊的鋼珠。當(dāng)撥叉軸位置處于空檔或某一檔位置時(shí),鋼珠壓在凹坑內(nèi)。起到了自鎖的作用。 圖2-

39、3-8 自鎖裝置 圖2-3-8互鎖裝置 圖2-3-8 倒檔鎖裝置 (2)互鎖裝置 (圖2-3-9) 當(dāng)中間換檔撥叉軸移動(dòng)掛檔時(shí),另外兩個(gè)撥叉軸被鋼球瑣住。防止同時(shí)掛上兩個(gè)檔而使變速器卡死或損壞,起到了互鎖作用。 (3)倒檔鎖裝置 (圖2-3-10) 當(dāng)換檔桿下端(紅色的長方塊部分)向倒檔撥叉軸移動(dòng)時(shí),必須壓縮彈簧才能進(jìn)入倒檔撥叉軸上的撥塊槽中。防止了在汽車前進(jìn)時(shí)誤掛倒檔,而導(dǎo)致零件損壞,起到了倒檔鎖的作用。當(dāng)?shù)箼n撥叉軸移動(dòng)掛檔時(shí),另外兩個(gè)撥叉軸被鋼球瑣住,第四章 萬向傳動(dòng)裝置 在汽車傳動(dòng)系及其它系統(tǒng)中,為了實(shí)現(xiàn)一些軸線相交或相對(duì)位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動(dòng)力傳遞,必須采用萬向傳動(dòng)裝置(圖2-4-

40、1)。萬向傳動(dòng)裝置一般由萬向節(jié)和傳動(dòng)軸(圖2-4-2)組成,有時(shí)還要有中間支承。萬向節(jié)按其在扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性,可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)(圖2-4-3) 。剛性萬向節(jié)又可以分為不等速萬向節(jié)(常用的為十字軸式圖2-4-4 )、準(zhǔn)等速萬向節(jié)(雙聯(lián)式圖2-4-5 、三銷軸式等)和等速萬向節(jié)(球叉式、球籠式圖2-4-6等)。 十字軸式剛性萬向節(jié)為汽車上廣泛使用的不等速萬向節(jié),允許相鄰兩軸的最大交角為1520。該萬向節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡單,傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn),但在兩軸夾角不為零的情況下,不能傳遞等角速轉(zhuǎn)動(dòng)。 雙萬向節(jié)傳動(dòng)的等速條件(圖2-4-7) :tg1=tg2cos1;tg4=tg2cos2;若有

41、12,則有41 只要滿足上述條件,利用雙萬向節(jié)可以實(shí)現(xiàn)輸出軸和輸入軸的等速旋轉(zhuǎn)。 圖2-4-1 圖2-4-2 傳動(dòng)軸 圖2-4-3 撓性萬向節(jié),圖2-4-4 十字軸萬向節(jié) 圖2-4-5 雙聯(lián)式萬向節(jié) 圖2-4-6 球籠式等速萬向節(jié) 圖2-4-7雙萬向節(jié)傳動(dòng)布置,第五章 驅(qū)動(dòng)橋 驅(qū)動(dòng)橋功用:1、降速增扭;2、通過主減速器改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向;3、通過差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪差速作用,保證內(nèi)、外車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。驅(qū)動(dòng)橋的類型有斷開式和非斷開式驅(qū)動(dòng)橋兩種 (1)非斷開式驅(qū)動(dòng)橋(圖2-5-1)也稱為整體式驅(qū)動(dòng)橋,它由驅(qū)動(dòng)橋殼1,主減速器(圖中包括6、7),差速器(圖中包括2、3、4)和半軸7組成。 (2)斷

42、開式驅(qū)動(dòng)橋(圖2-5-2)為了與獨(dú)立懸架相配合,將主減速器殼固定在車架(或車身)上,驅(qū)動(dòng)橋殼分段并通過鉸鏈連接,或除主減速器殼外不再有驅(qū)動(dòng)橋殼的其它部分。為了適應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪獨(dú)立上下跳動(dòng)的需要,差速器與車輪之間的半軸各段之間用萬向節(jié)連接。 圖2-5-1 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 圖2-5-2 斷開式驅(qū)動(dòng)橋,第一節(jié) 主減速器(圖2-5-3) 主減速器的功用是將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速,以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。按參加減速運(yùn)動(dòng)的齒輪副數(shù)目分,有單級(jí)式和雙級(jí)式;按主減速器傳動(dòng)比擋數(shù)分,有單級(jí)式和雙級(jí)式。前者的傳動(dòng)比是固定的,后者有兩個(gè)傳動(dòng)比;按齒輪副結(jié)構(gòu)形式分,有圓柱齒輪式、圓錐齒輪式和準(zhǔn)

43、雙曲面齒輪式。 第二節(jié) 差速器(圖2-5-3) 差速器的功用是當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛或在不平路面上行駛時(shí),使左右驅(qū)動(dòng)車輪以不同的轉(zhuǎn)速滾動(dòng),即保證兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪做純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)遇到左、右或前后驅(qū)動(dòng)輪與路面之間的附著條件相差較大時(shí),簡單的齒輪式差速器不能保證汽車得到足夠的牽引力,這時(shí)應(yīng)當(dāng)采用抗滑差速器??够钏倨鞒R姷男问接袕?qiáng)制鎖止式齒輪差速器、高摩擦自鎖差速器(包括摩擦片式、滑塊凸輪式)、牙嵌式自由輪差速器、托森差速器及粘性聯(lián)軸(差速)器等。 差速器運(yùn)動(dòng)原理(圖2-5-4):左右兩側(cè) 半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩 倍,這就是兩半軸齒輪直徑相等的對(duì)稱式錐 齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特性關(guān)系式。 n1+n2=

44、2n0 圖2-5-3,差速器扭矩分配:設(shè)輸入差速器殼的轉(zhuǎn)矩為M0 ,輸出給左、右兩半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩為M1和M2,Mf為折合到半軸齒輪上總的內(nèi)摩擦力矩,則: M1=0.5(M0Mf) M2=0.5(M0+Mf) 托森差速器又稱蝸輪蝸桿式差速器, 由差速器殼,左半軸蝸桿、右半軸蝸桿、蝸輪軸和蝸輪等組成。蝸輪通過蝸輪軸固定在差速器殼上,三對(duì)蝸輪分別與左、右半軸蝸桿相嚙合,每個(gè)蝸輪兩端固定有兩個(gè)圓柱直齒輪。成對(duì)的蝸輪通過兩端相互嚙合的直齒圓柱齒輪發(fā)生聯(lián)系。它利用蝸桿傳動(dòng)的不可逆性原理和齒面高摩擦條件,使差速器根據(jù)其內(nèi)部差動(dòng)轉(zhuǎn)矩(差速器的內(nèi)摩擦力矩)大小而自動(dòng)鎖死或松開,即在差速器內(nèi)差動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小時(shí)起差速作

45、用,而過大時(shí)自動(dòng)將差速器鎖死,有效的提高了汽車的通過性。 圖2-5-4差速器運(yùn)動(dòng)原理 圖2-5-5 差速器扭矩分配 圖2-5-6 托森差速器,第三節(jié) 半軸與橋殼 一、半軸 半軸是在差速器與驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞動(dòng)力的實(shí)心軸,其內(nèi)端與差速器的半軸齒輪連接,而外端則與驅(qū)動(dòng)輪的輪轂相連,半軸與驅(qū)動(dòng)輪的輪轂在橋殼上的支撐形式,決定了半軸的受力狀況?,F(xiàn)代汽車基本上采用全浮式半軸支承(圖2-5-7)和半浮式半軸支承(圖2-5-8)兩種主要支承形式。 1、全浮式半軸支承。使兩端都不受彎矩的半軸支承型式叫作全浮式半軸支承 。所謂浮即指卸除半軸的彎曲載荷而言。它易于拆裝,只需擰下半軸凸緣上的螺釘,即可將半軸從半軸套管中

46、抽出,而車輪與橋殼照樣能支持住汽車。 2、半浮式半軸支承。其半軸內(nèi)端不受彎矩,而外端卻要承受全部彎矩,所以稱為半浮式支承。 圖2-5-7 全浮式半軸支承 圖2-5-8半浮式半軸支承,二、橋殼 驅(qū)動(dòng)橋殼的功用是支承并保護(hù)主減速器、差速器和半軸等,使左右驅(qū)動(dòng)車輪的軸向相對(duì)位置固定;與從動(dòng)橋一起,支承車架及其上各總成的重量;汽車行駛時(shí),承受由車輪傳來的路面反作用力和力矩,并經(jīng)懸架傳給車架。 驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度,質(zhì)量小,并便于主減速器的拆裝和調(diào)整。驅(qū)動(dòng)橋殼從結(jié)構(gòu)上可分為整體式橋殼和分段式橋殼兩類。 整體式橋殼因強(qiáng)度和剛度性能好,便于主減速器的安裝、調(diào)整和維修,而得到廣泛應(yīng)用。整體式橋殼因制造

47、方法不同,分為整體鑄造、鋼板沖壓焊接、中段鑄造壓入鋼管等形式。 分段式驅(qū)動(dòng)橋殼(圖2-5-9)一般分為兩段,分段式橋殼比較易于鑄造和加工。 但維修保養(yǎng)不便。 圖2-5-9分段式驅(qū)動(dòng)橋殼,第三篇 汽車行駛系 汽車行駛系的功用是: 1)接受由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳來的轉(zhuǎn)矩,并通過驅(qū)動(dòng)輪與路面間的附著作用。產(chǎn)生路面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的牽引力,以保證汽車正常行駛。 2)傳遞并承受路面作用于車輪上的各向反力及其所形成的力矩。 3)應(yīng)盡可能緩和不平路面對(duì)車身造成的沖擊,并衰減其振動(dòng),保證汽車行駛平順性。 4)與汽車轉(zhuǎn)向系協(xié)調(diào)的配合工作,實(shí)現(xiàn)汽車行駛方向的正確控制,以保證汽車的操縱穩(wěn)定性。 汽車行駛系的結(jié)構(gòu)形式:輪式、半履

48、帶式、全履帶式、車輪履帶式等。 輪式汽車行駛系一般由車架、車橋、車輪和懸架等組成。 第一章 車架 車架是整個(gè)汽車的基體,車架的功用是支承連接汽車的各零部件,并承受來自車內(nèi)外的各種載荷。 車架的結(jié)構(gòu)形式首先應(yīng)滿足汽車總布置的要求。車架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膭偠?。為了提高整車的輕量化,要求車架質(zhì)量盡可能小。此外車架應(yīng)布置得離地面近一些,以使汽車重心降低。有利于提高汽車得行駛穩(wěn)定性。 目前,汽車車架的結(jié)構(gòu)形式基本上有三種:邊梁式車架、中梁式車架和綜合式車架,邊梁式車架(圖3-1-1)由兩根位于兩邊的縱梁和若干根橫梁組成,兩種者之間采用鉚接或焊接連接。 中梁式車架(圖3-1-2)只有一根位于中央貫穿

49、前后的縱梁,中梁式車架重量輕,重心低,行駛穩(wěn)定性好,其結(jié)構(gòu)使車輪跳動(dòng)空間比較大,便于采用獨(dú)立懸架系統(tǒng)。車架剛度和強(qiáng)度較大,中梁還能對(duì)傳動(dòng)軸有防塵作用。但這種車架制造工藝復(fù)雜,精度要求高,使維護(hù)保養(yǎng)不方便。 綜合式車架和承載式車身。綜合式車架同時(shí)具有中梁式車架和邊梁式車架的特點(diǎn)。大多數(shù)轎車采用承載式車身,車身兼起車架的作用,所有的力也由車身來承受。 圖3-1-1 邊梁式車架 圖3-1-2中梁式車架,第二章 車橋和車輪 第一節(jié) 車橋 車橋通過懸架和車架(或承載式車身)相連,它的兩端安裝車輪,其功用是傳遞車架(或承載式車身)與車輪之間各方向的作用力及其力矩。 根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)的不同,車橋分為整體式(圖3

50、-2-1)和斷開式(圖3-2-2)兩種;根據(jù)車橋上車輪的作用,車橋又可以分為轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和支持橋。 一、轉(zhuǎn)向橋 轉(zhuǎn)向橋是利用車橋中的轉(zhuǎn)向節(jié)使車輪可以偏轉(zhuǎn)一定角度,以實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向,它除承受垂直載荷外,還承受縱向力和側(cè)向力及這些力造成的力矩。轉(zhuǎn)向橋通常位于汽車前部,因此也稱為前橋。前橋組成:前軸、左右轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、左右梯形臂、橫直拉桿總成、主銷、制動(dòng)器和輪轂制動(dòng)鼓總成等。 斷開式轉(zhuǎn)向橋的作用與非斷開式轉(zhuǎn)向橋一樣,所不同的是斷開式轉(zhuǎn)向橋與獨(dú)立懸架匹配,斷開式車橋?yàn)榛顒?dòng)關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)。 圖3-2-1整體式轉(zhuǎn)向橋 圖3-2-2斷開式轉(zhuǎn)向橋,二、轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù) 轉(zhuǎn)向橋在保證汽車轉(zhuǎn)向功能的同

51、時(shí),應(yīng)使轉(zhuǎn)向輪有自動(dòng)回正作用,以保證汽車穩(wěn)定直線行駛。即當(dāng)轉(zhuǎn)向輪在偶遇外力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí),一旦作用的外力消失后,應(yīng)能立即自動(dòng)回到原來直線行駛的位置。這種自動(dòng)回正作用是由轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)(圖3-2-3)來保證的,也就是轉(zhuǎn)向輪、主銷和前軸之間的安裝應(yīng)具有一定的相應(yīng)位置。這些轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)有主銷內(nèi)傾、主銷后傾、車輪外傾、前束?,F(xiàn)代汽車不僅前轉(zhuǎn)向輪有外傾角和前束,有些汽車的后輪也有外傾角前束。如發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū),后論則是從動(dòng)輪,前束角可以抵消后軸前張現(xiàn)象。后輪外傾角有兩個(gè)作用:1、由于外傾角是負(fù)值,可以增加車輪接地點(diǎn)的跨度,增加汽車的橫向穩(wěn)定性;2、負(fù)外傾角是用來抵消當(dāng)汽車高速行駛且驅(qū)動(dòng)力較大時(shí),車輪

52、出現(xiàn)的負(fù)前束,以減少輪胎的磨損。 在許多轎車和全輪驅(qū)動(dòng)的越野車上,前橋除作為轉(zhuǎn)向橋外,還兼起驅(qū)動(dòng)橋的作用,故稱為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 。 圖3-2-3轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù),第二節(jié) 車輪與輪胎 車輪與輪胎是汽車行駛系中的重要部件,其功用是: 1、承載整輛汽車,就是架在四只車輪的輪胎之上的,不同尺寸與類型以及輪胎的氣壓決定了汽車承載能力的大小。 2、減震緩沖來自路面的各種震動(dòng)與沖擊,讓車內(nèi)的乘客感覺舒服與安靜,不少人對(duì)輪胎的最初評(píng)價(jià)便來源于此。 3、抓地力的大小。抓地喜歡開車的人還能夠明顯地感覺到輪胎的抓地力,不同對(duì)于汽車行駛與制動(dòng)的影響,輪胎的花紋、輪胎橡膠的配方都可能影響到抓地力的大小。 4、操控提高車輛的

53、操控性能,使得汽車能夠得心應(yīng)手地行駛,不僅令駕駛更加安全與輕松,而且往往有利于節(jié)約燃料、延長汽車使用壽命。 5、穩(wěn)定可靠是所有車主對(duì)于輪胎的要求,而耐磨正是穩(wěn)定可靠的保證。 一、車輪 車輪是介于輪胎和車軸之間承受負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)組件,通常由兩個(gè)主要部件輪輞和輪輻組成。 (一)按輪輻的構(gòu)造,車輪可分為兩種主要形式:輻板式(圖3-2-4)和輻條式(圖3-2-5 )。按車軸一端安裝一個(gè)或兩個(gè)輪胎,車輪又分為單式車輪和雙式車輪(圖3-2-6)。此外還有對(duì)開式車輪、可反裝式車輪、組裝輪輞式車輪和可調(diào)式車輪。 1、輻板式車輪。為了減輕轎車車輪質(zhì)量,輻板選用較薄材料。將輻板沖壓成起伏形狀,可以提高剛度。輻板上開有

54、若干孔,用以減輕質(zhì)量,同時(shí)有利于制動(dòng)器散熱,安裝時(shí)也便于用手拿車輪。在同一輪轂上安裝兩副相同的輻板和輪輞,就構(gòu)成了雙式車輪,這種車輪常用于負(fù)荷比較大的貨車后橋上,圖3-2-4 輻板式車輪 圖3-2-5 輻條式車輪 圖3-2-6 雙式車輪 2、輻條式車輪。其輪輻由鋼絲輻條編而成,一般用在賽車和高級(jí)轎車上。另一種是和輪轂鑄成一體的鑄造輻條,一般裝在重型汽車上。 (二)輪輞的類型。輪輞的常見形式主要有兩種:深槽輪輞和平底輪輞;此外,還有對(duì)開式輪輞、半深槽輪輞、深槽寬輪輞、平底寬輪輞以及全斜底輪輞等。 深槽輪輞中部是深凹形環(huán)槽便于外胎拆裝。深槽式輪輞結(jié)構(gòu)簡單,剛度大,重量相對(duì)輕,對(duì)于小尺寸彈性較大的輪

55、胎最為適宜,多用于小轎車及其它小型車上。 平底輪輞其一邊的凸緣與輪輞制成一體,鎖圈2嵌入輪輞的環(huán)槽內(nèi)以阻止擋圈1的脫落。主要用于中、重型載貨汽車,自卸汽車和大客車。 輪輞由左右可分的兩部分組成。兩部分輪輞之間用螺栓緊固在一起。這種結(jié)構(gòu)使輪胎的安裝特別可靠,并且裝卸也較方便。 按材料分為:鋼制輪輞、鋁合金輪輞、鋼鋁復(fù)合輪輞,二、輪胎 汽車輪胎按用途分,可分為載貨汽車輪胎和轎車輪胎;而載貨汽車輪胎又分為重型、中型和輕型載貨汽車輪胎。汽車輪胎按胎體結(jié)構(gòu)不同可分為充氣輪胎和實(shí)心輪胎。充氣輪胎按組成機(jī)構(gòu)不同,又分為有內(nèi)胎輪胎(圖3-2-7)和無內(nèi)胎輪胎(圖3-2-8)。充氣輪胎按胎體中簾線排列的方向不同

56、,還可分為普通斜交胎、帶束斜交胎和子午線胎。 1、有內(nèi)胎的充氣輪胎。 (1)普通斜交輪胎(圖3-2-9)。普通斜交輪胎的特點(diǎn)是簾布層和緩沖層各相鄰層簾線交叉排列,各層簾線與胎冠角成5254的交角,因而叫斜交輪胎。在簾布層與胎面之間為緩沖層。 圖3-2-7 有內(nèi)胎充氣輪胎,圖3-2-8 無內(nèi)胎的充氣輪胎,2)子午線輪胎的簾線與胎面中心線呈90或接近90角排列,簾線分布如地球的子午線,因而稱為子午線輪胎。在簾布層與胎面之間為帶束層。帶束層內(nèi)各層簾線與子午斷面夾角為10-20。 子午線輪胎的優(yōu)點(diǎn)是:1)接地面積大,附著性能好,胎面滑移小,對(duì)地面單位壓力也小,因而滾動(dòng)阻力小,使用壽命長。2)胎冠較厚且

57、有堅(jiān)硬的帶束層,不易刺穿;行駛時(shí)變形小,可降低油耗38。3)因?yàn)楹煵紝訑?shù)少,胎側(cè)薄,散熱性好。4)徑向彈性大,緩沖性能好,負(fù)荷能力較大。它的缺點(diǎn)是:胎側(cè)較薄胎冠較厚,在其與胎側(cè)的過渡區(qū)易產(chǎn)生裂口。側(cè)面變形大,導(dǎo)致汽車的側(cè)向穩(wěn)定性差,制造技術(shù)要求高,成本也高。 輪胎花紋主要分為普通花紋、越野花紋和混合花紋。普通花紋細(xì)而淺,適用于比較好的硬路面。越野花紋凹部深而且粗,在軟路面上與地面附著性好,越野能力強(qiáng),適用于礦山、建筑工地等地面情況?;旌匣y介于普通花紋和越野花紋之間,中部為菱形、縱向鋸齒形或煙斗形花紋,兩邊為橫向越野花紋,適于城市、鄉(xiāng)村之間的路面行駛的汽車。 圖3-2-9 子午胎與斜交胎,2、

58、無內(nèi)胎輪胎 無內(nèi)胎輪胎的優(yōu)點(diǎn)是:輪胎穿孔時(shí),壓力不會(huì)急劇下降,能安全的繼續(xù)行駛;不存在因內(nèi)、外胎之間摩擦和卡住而引起的損壞;氣密性較好,可以直接通過輪輞散熱,所以工作溫度低,使用壽命較長;結(jié)構(gòu)簡單,質(zhì)量較小。 無內(nèi)胎輪胎的缺點(diǎn)是:途中修理較為困難。 輪胎規(guī)格標(biāo)記方法: 規(guī)格是輪胎幾何參數(shù)與物理性能的標(biāo)志數(shù)據(jù)。輪胎規(guī)格常用一組數(shù)字表示,前一個(gè)數(shù)字表示輪胎斷面寬度,后一個(gè)數(shù)字表示輪輞直徑,均以英寸為單位。中間的字母或符號(hào)有特殊含義:“x”表示高壓胎;“R”、“Z”表示子午胎;“一”表示低壓胎。 例如:18570R1486H 185:胎面寬(毫米) 70:扁平比(胎高/胎寬) R:子午線結(jié)構(gòu) 14:

59、鋼圈直徑(寸) 86:載重指數(shù)(表示對(duì)應(yīng)的最大載荷為530公斤) H:速度代號(hào)(表示最高安全極速是210公里小時(shí),第三章 懸架 第一節(jié) 概述 懸架是車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間的一切傳力連接裝置的總稱。它的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力(支承力)、縱向反力(牽引力和制動(dòng)力)和側(cè)向反力以及這些反力所造成的力矩都要傳遞到車架(或承載式車身)上,以保證汽車的正常行駛。 現(xiàn)代汽車的懸架盡管有各種不同的結(jié)構(gòu)形式,但一般都由彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成。 汽車懸架可分為兩大類:非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架(圖3-3-1)。非獨(dú)立懸架其兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上,當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時(shí)會(huì)直接影響到

60、另一側(cè)車輪上。獨(dú)立懸架其兩側(cè)車輪安裝于斷開式車橋上,兩側(cè)車輪分別獨(dú)立地與車架(或車身)彈性地連接,當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊,其運(yùn)動(dòng)不直接影響到另一側(cè)車輪。 第二節(jié) 減振器 減振器(圖3-3-2)和彈性元件是并聯(lián)安裝。減振器的功用: 1)在懸架壓縮行程內(nèi),減振器阻尼力應(yīng)較小,以便充分利用彈 圖3-3-1 圖3-3-2,性元件的彈性來緩和沖擊。2)在懸架伸張行程內(nèi),減振器阻尼力應(yīng)較大,以求迅速減振。3)當(dāng)車橋與車架的相對(duì)速度較大時(shí),減振器應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)加大液流通道截面積,使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi),以避免承受過大的沖擊載荷。 液力減振器主要分為雙向作用式減振器和單向作用式減振器。 目前新型減振器有:充氣式

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