汽车概论 下册

下册复习题纲1第十二章汽车传动系概说汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。按结构和传动介质分，汽车传动系的型式有机械式、液力机械式、静液式、电力式等。传动系的组成及其在汽车上的布置形式，取决于发动机的形式和性能、汽车总体结构形式、汽车行驶系及传动系本身的结构形式等许多因素。目前广泛用于普通双轴货车上，并与活塞式内燃机配用的机械式传动系的组成和布置形式一般如图12-1所示。发动机纵向安置在汽车前部，并且以后轮为驱动轮。图中有标号的为传动系。发动机发出的动力经离合器1、变速器2、由万向节3和传动轴8组成的万向传动装置，以及安装在驱动桥4的主减速器7、差速器5和半轴6传到驱动轮。传动系的首要任务是与发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃料经济性。为此，任何形式的传动系都必须具有如下功能：1．减速和变速2．实现汽车倒驶3．必要时中断动力传递4．差速作用第十三章离合器第一节离合器的功用即摩擦离合器的工作原理离合器是汽车传动系中直接与发动机相连的部件。在汽车起步前，先要启动发动机。这是应使变速器处于空档位置，将发动机与驱动车轮之间的联系断开，以卸除发动机负荷。待发动机已启动并开始正常的怠速运转后，方可将变速器挂上一定的档位，使汽车起步。汽车起步时，汽车是从完全静止的状态加速的。如果传动系于发动机刚性的连接，则变速器一挂上档，汽车将突然向前冲一下，但未能起步。这是因为汽车从静止向前冲时，产生很大的惯性力，对发动机造成很大的阻力矩。在这惯性阻力矩的作用下，发动机在瞬时间转速急剧下降到最低稳定转速以下，发动机熄火不能正常工作，汽车也不能起步。传动系中设了离合器后，在发动机起动后，在汽车起步之前，驾驶员先踩下离合器踏板，将离合器分离，使发动机和传动系脱开，在将变速器挂上档，然后逐渐松开离合器踏板，是离合器逐渐结合。在离合器逐渐结合的过程中，发动机所受阻力矩也逐渐增加，故应同时踩下加速踏板，逐步增加对发动机燃料供给量，使发动机转速始终稳定在最低稳定转速以上，不知熄火。由于离合器的结合紧密程度逐渐增大，发动机经传动系传给驱动轮的转矩便逐渐增大，发动机经传动系传给驱动轮的转矩便逐渐增加。到牵引力足以克服起步阻力时，汽车即从静止开始运动并逐步加速。因此，离合器的首要功用是保证汽车平稳起步。离合器的另一功用是保证传动系换档时工作平顺。在汽车行驶过程中，为了适应不断变化的行驶条件，传动系经常要换同不同的档位工作。实现齿轮式变速器的换档，一般是拨动齿轮或其他换档机构，使原用档位的某一齿轮副退出传动，在使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前也必须踩下离合器踏板，中断动力传递，便于原用档位的啮合副脱开，同时有可能是新档位啮合副的啮合部位的速度逐渐趋向相等，这样，啮合冲击可以减轻。另外，汽车紧急制动时，若没有离合器，则发动机将因和传动系刚性相连而急剧降低转速，其中所有传动件将产生很大的惯性力矩，对传动系造成超过其承载能力的载荷。有了离合器，便可依靠离合器主动部分和从动部分之间的相对运动来消除这一危险。因此，离合器的又一功用限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系过载。由上述可知，欲使离合器起到上述作用，离合器应该是这样的一个传动机构：其主动部分和从动部分可以暂时分离，又可逐渐结合，并且在传动过程中还要有可能相对运动。所以，离合器得主动件和从动件之间不可采用刚性连接，而是借助两者接触面之间的摩擦作用来传递转矩，或是利用液体作为传动的介质，或是利用磁力传动。在摩擦离合器中，产生摩擦的压紧力可以是弹下册复习题纲2簧力、液压作用力或电磁吸力。但目前采用的是弹簧压紧的摩擦离合器。摩擦离合器的工作原理，如图13-1所示：发动机1是离合器得主动件。带有摩擦片的从动盘2和榖6借滑动花键于从动轴5相连。压紧弹簧4将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮于从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上，在由此经过从动轴和传动系中一系列部件传给驱动车轮。弹簧4的压紧力越大，则离合器所能传递的转矩也越大。由于汽车在行驶过程中，需经常保持动力传递，而中断传动只是暂时的需要，故汽车离合器得主动部分和从动部分应经常处于结合状态。摩擦副采用弹簧压紧装置是为了适应这一要求。欲使离合器分离，只要踩下离合器操纵结构中的踏板3，套在从动盘榖的环槽中的拨叉便推动从动盘克服压紧的压力向右移动，而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力传递。当需要重新恢复动力传递时，为使汽车速度和发动机转速变化比较平稳，因该适当控制离合器踏板回升的速度，是从动盘在压紧弹簧4压力作用下，向左移动与飞轮接触。二者接触面之间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩也逐渐增加。当飞轮和从动盘结合还不紧密，二者之间的摩擦力矩比较小时，二者不可能同步旋转，即离合器处于打滑状态。随着飞轮和从动盘结合紧密程度的逐步增大，二者的转速也趋于相等。直到离合器完全结合而停止打滑时，汽车速度方能与发动机转速成正比。摩擦离合器所能传递的最大转矩取决于摩擦面之间的最大静摩擦力矩，而后者又有摩擦面间的最大压紧力和摩擦面尺寸及性质决定。故对于一定结构的离合器来说，静摩擦力矩是一个定值。输入转矩一达到此值，则离合器开始打滑，因而限制了传动系所受转矩，防止过载。由上述原理可知，摩擦离合器基本上由主动部分，从动部分，压紧机构和操纵机构组成。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于结合状态并能传递动力的基本结构，而离合器的操纵机构主要是使离合器分离的装置。离合器的具体结构，首先，应在保证传递发动机最大转矩的前提下，满足两个基本性能要求：1）分离彻底2）结合柔和。其次，离合器从动部分的转动惯量要尽可能小。前已提及，离合器的功用之一就是当变速器换档时，中断动力传递，以减轻轮齿间的冲击。如果与变速器主动轴相连的离合器从动部分的转动惯量大，换档时，虽然分离了离合器，使发动机和变速器断开，但离合器从动部分较大的惯性力矩仍然输入给变速器，其效果相当于分离不彻底，就不能很好地起到减轻轮齿间冲击的作用。此外，还要求离合器散热良好。因为在汽车行驶过程中，驾驶员操纵离合器的次数是很多的，这就使离合器中由于摩擦面间频繁地相对滑磨而产生大量的热。离合器结合越柔和，产生的热量越大。这些热量如不及时散出，对离合器的工作将造成严重的影响。第二节摩擦离合器摩擦离合器，随着所使用的摩擦面的数目，压紧弹簧的形式和安装位置，以及操纵机构形式的不同，其总体构造也有差异。摩擦离合器所能传递的最大转矩的数值取决于摩擦面之间的压紧力和摩擦系数，以及摩擦面的尺寸和数目。对轿车和轻、中型货车而言，发动机转矩一般不是很大，在汽车总体布置尺寸容许条件下，离合器通常只设一片从动盘，其前后两面都装有摩擦片，因而具有两个摩擦面，这种离合器称为单盘离合器。若欲增大离合器所能传递的最大转矩，可选用摩擦系数大的摩擦片材料，或适当加强弹簧的压紧力，或加大摩擦面的尺寸。有些吨位较大的中型和重型汽车，所要求离合器传递的转矩相当大，采用上述几种结构措施，可能仍然满足不了要求。因为摩擦系数的提高受到摩擦片材料的限制，摩擦面尺寸的增加又为发动机飞轮尺寸所限，过分加大弹簧的压紧力，在采用螺旋弹簧的条件下，又将使操纵费力。在这种情况下，最有效的措施是将摩擦面数增加一倍，即增加一片从动盘，成为双盘离合器。采用若干螺旋弹簧做压紧弹簧，并沿摩擦盘圆周分布的离合器称为周布弹簧离合器。仅具有一个或两个较强力的螺旋弹簧并安置在中央的离合器则称为中央弹簧离合器。还有一种采用膜片弹簧的作为压紧弹簧的，称为膜片弹簧离合器。膜片弹簧离合器下册复习题纲3膜片弹簧离合器所用的压紧弹簧式一个用薄弹簧钢板制成的带有锥度的膜片弹簧。图13-12所示的为摩擦离合器中两种压紧弹簧的弹性特性。在离合器盖总成中螺旋弹簧处于预压紧状态，其弹性特性如图中曲线1所示。膜片弹簧特性曲线如图中曲线2所示。假如所设计的两种离合器压紧力相同，即压紧力均为，轴向压紧变形量为。当摩擦片磨损量达到容许的极限值时，弹簧压缩变形量减小为。此时螺旋弹簧压紧力便降低到。，两值相差较大，将使离合器中压紧力不足而产生滑磨，而膜片弹簧的压紧力只降低到与相差无几的，使离合器仍能可靠的工作。当离合器分离时，如两种弹簧的进一步压缩量均为，由图可知，膜片弹簧所需的作用力为比螺旋弹簧所需的减少约20%。可见膜片弹簧操纵轻便。显然在离合器中采用膜片弹簧作压紧弹簧有很多优点，首先，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使的离合器结构简化，质量减小，并显著缩短了离合器的轴向尺寸。其次，由于膜片弹簧与压盘整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。另外，由于膜片弹簧具有上述的非线性的弹性特性，故能在从动盘摩擦片磨损后，仍能可靠的传递发动机转矩，而不致产生滑膜。离合器分离时，使离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。此外，因膜片弹簧是一种旋转对称式零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很小，而周置的螺旋弹簧在高速时，因受离心力作用或产生横向挠曲，弹簧严重鼓出，从而降低了对压盘的压紧力。由于膜片弹簧具有上述的一系列优点，因此膜片弹簧得到了广泛的利用，不仅在轿车上采用，而且在轻型、中型货车甚至在中型货车上也得到应用。第十四章变速器第一节概述1.变速器的功能和组成汽车上广泛采用活塞式内燃机，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系中设置了变速器。它的功用是：1）改变传动比，扩大驱动转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利（功率较高而耗油较低）的工况下工作；2）在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；3）利用空档，中断动力传递，以使发动机能够启动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。变速器由变速传递机构和操纵机构组成，需要时，还可以加装动力输出器。2.变速器的类型1）按传动比变化方式，汽车变速器可分为有级式、无级式和综合式三种：2）按操纵方式不同，变速器又可分为三种：强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换档，为大多数汽车所采用。自动操纵式变速器传动比的选择和换档是自动进行的。所谓“自动”，系指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。半自动操纵式变速器一种是常用的几个档位自动换档，其余档位则有驾驶员操纵。另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。在多轴驱动的汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把转矩分别输送给各驱动桥。第二节变速器的变速传动机构普通齿轮式变速器普通齿轮式变速器也称轴线固定式变速器，它按变速器的窜动齿轮轴的数目，可分为两轴式变速器和三轴式变速器。下册复习题纲41.三轴式变速器三轴式变速器是中、轻型货车上广泛采用的传统结构形式。图14－4所示为东风EQ1141G型汽车（装载质量8t、平头车）五档变速器。其中，除一、倒档为直齿轮传动外，其余各档均为斜齿轮传动。四、五档用锁环式同步器换档，二、三档用锁销式同步器换档，一、倒档采用接合套换档。图示位置为空档。用拨叉拨动四、五档同步器4中的接合套，使之向左或向右移，便可挂上五档（直接档）或四档；档向左或向右移动同步器7中的接合套，即可挂入三档或二档；档向右拨动接合套10，便可挂入一挡；使接合套10左移便得到倒档。各档传动比为：，，，，，。齿轮17、18和22与中间轴制成一体，可提高其轴的刚度和强度。变速器操纵机构按距离驾驶员座位的远近分为直接操纵机构和远距离操纵机构。第三节变速器操纵机构对变速器操纵机构的要求为例保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，对其操纵机构提出以下要求：1.变速器操纵机构应防止变速器自动脱档，并保证齿轮（或接合齿圈）以圈齿宽啮合。下册复习题纲5换档过程中，若操纵变速杆推动拨叉前、后移动的距离不足时侧滑动齿轮（或接合齿圈）与相应的齿轮（或接合齿圈）将不能在全齿宽上啮合，因此影响齿轮的寿命。即使达到全齿宽啮合，也不能由于汽车振动