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汽車掃盲基礎理論知識

發(fā)布時間:2016-01-07

汽車車橋(車軸) 通過懸架和車架(或承載式車身)相連,兩端安裝車輪。作用是傳遞車架與車輪之間各方向作用力。
整體式車橋:兩端通過懸架系統(tǒng)支撐車身,通常與非獨立懸架配用。
斷開式車橋:象兩把雨傘插在車身兩側,各自通過懸架系統(tǒng)支撐車身,與獨立懸架配用。
車橋分轉向橋、驅動橋、轉向驅動橋和支持橋四種。其中轉向橋和支持橋為從動橋。前置后驅動的汽車,前橋為轉向橋,后橋為驅動橋。前置前驅動汽車前橋為轉向驅動橋,后橋為支持橋。
1、轉向橋 由兩個轉向節(jié)(萬向節(jié))和一根橫梁組成。轉向節(jié)通過主銷與橫梁連接,可左右搖晃,車輪裝在轉向節(jié)上,中間用軸承分隔開,行駛時車輪轉,轉向節(jié)不轉只作左右晃動。主銷是車輪轉動的軸心。
萬向節(jié) 汽車上的萬向節(jié)與傳動軸組合成萬向節(jié)傳動裝置。萬向節(jié)允許被連接的零件之間的夾角在一定范圍內變化。有十字軸式剛性萬向節(jié)、準等速萬向節(jié)(雙聯(lián)軸式和三銷軸式)、等速萬向節(jié)(球叉式和球籠式),擾性萬向節(jié)。
前置后驅的車輛,萬向節(jié)傳動裝置安裝在變速器輸出軸與驅動橋主減速器輸入軸之間。前置前驅的車輛,萬向節(jié)裝在負責驅動和轉向的前橋半軸與車輪之間。
單個萬向節(jié)不能使輸出軸與輸入軸的瞬時角速度相等,容易造成振動產(chǎn)生很大的噪音。因此,后輪驅動汽車都采用雙萬向節(jié),傳動軸兩端各有一個萬向節(jié),使傳動軸兩端的夾角相等,保證輸出軸與輸入軸的瞬時角速度相等。
后驅動汽車應用最廣的萬向節(jié)由萬向節(jié)叉、十字軸等構成。十字軸裝配在萬向節(jié)叉上做連接,其軸頭上裝有滾針軸承,當軸頭接入萬向節(jié)叉時,十字軸與萬向節(jié)叉之間可以相對旋轉,能作多角度變化。萬向節(jié)叉用花鍵連接可軸向移動,以滿足夾角和距離同時變化。
等速萬向節(jié)。前輪驅動汽車的驅動橋半軸與輪軸之間采用,每個半軸用兩個等速萬向節(jié),靠近變速驅動橋的是半軸內側萬向節(jié),靠近車軸的是半軸外側萬向節(jié)。在各種等速萬向節(jié)中,常見是球籠式萬向節(jié),它用六個鋼球傳力,主動軸與從動軸在任何交角下鋼球都位于兩園的交點上,從而保證主、從動軸等角速度傳動。
2、轉向驅動橋:橋殼中裝有差速器,驅動左右兩根半軸,兩個輪子與兩根半軸直接相連。汽車發(fā)動機的動力經(jīng)離合器、變速器、傳動軸傳送到驅動橋再左右分配給半軸驅動車輪。驅動橋的主要部件是減速器和差速器。減速器的作用就是減速增矩,靠齒輪之間的嚙合完成。
3、差速器。是汽車驅動轎的主件。由行星齒輪、行星輪架(差速器殼)、半軸齒輪組成。發(fā)動機的動力經(jīng)傳動軸進入差速器驅動行星輪架,再由行星輪帶動左右半軸分別驅動左右車輪。差速器的左半軸轉速+右半軸轉速=2倍行星輪架轉速。汽車直行時,左右車輪與行星輪架三者的轉速相等。汽車轉彎時,外側車輪有滑拖、內側車輪有滑轉的現(xiàn)象,兩個驅動輪產(chǎn)生兩個方向相反的附加力,由于“最小能耗原理”,導致兩邊車輪的轉速不同,并通過半軸反映到半軸齒輪上,迫使行星齒輪產(chǎn)生自轉,外側半軸轉速加快,內側半軸轉速減慢,使兩邊車輪盡可能以純滾動的形式作不等距行駛,減少輪胎與地面的摩擦。
汽車拐彎時車輪的軌線是圓弧,圓弧的中心點在內側,在相同時間里外側輪子走的弧線比內側輪子長。為了平衡這個差異,就要內側輪子慢一點外邊輪子快一點來彌補距離的差異。如后輪軸做成一個整體,就無法調整兩側輪子的轉速差。法國人路易斯•雷諾設計出了差速器。
“最小能耗原理” 地球上所有物體都傾向于耗能最小的狀態(tài)。如把一粒豆子放進碗內,豆子會停在碗底不會停在碗壁,碗底是能量最低位置(位能),它自動選擇靜止(動能最小)而不會運動。同理,車輪在轉彎時也會趨向能耗最低的狀態(tài),自動按照轉彎半徑調整左右輪的轉速。
㈡車輪 輪胎是汽車的重要部件,合適的內壓是輪胎的生命。汽車行駛時輪胎被反復的往地面按壓,輪胎橡膠材料受彎曲拉伸變形,如氣壓不正常,反復交叉變形就不能保持在設計允許的范圍內,輪胎壽命縮短,耗油量增加,甚至有可能爆胎翻車。輪胎氣壓每月約減少0.7公斤/平方厘米。溫度每升/降10℃輪胎氣壓隨之升/降0.07-0.14公斤/平方厘米。一般轎車的油箱蓋和司機座旁標有該車輪胎標準氣壓值。
輪胎選用。輪胎種類不同,其極限速度、負荷率不同。寬胎縱向穩(wěn)定性、抗側風能力強,轉彎時輪胎變形度小,可以縮短制動距離。寬胎抓地力強,加速性能有所提升。有的人認為寬胎會加大路噪,有的認為輪胎的路噪主要與輪胎花紋有關,相同花紋不同寬度的輪胎路噪不會變化。寬胎比窄胎價格高,油耗有所增加。選購時要選擇耐熱性強、平衡性好的,輪胎圓度不夠或易變形,行車時上下顛簸。
㈢汽車懸架系統(tǒng)。 懸架是車架與車橋之間傳力連接裝置的總稱。由彈性元件、減震器和導向機構三部分組成。
1、前懸架系統(tǒng)。采用獨立懸架系統(tǒng),即左右兩個車輪獨立地通過懸掛裝置與車體相連,可以各自獨立地上下跳動。懸架系統(tǒng)由連桿機構和彈簧、減震器組成三角形或其它形狀的連接方式固定車輪與車身的位置,在彈簧的作用下使車輪可以相對車身上下運動。有雙橫臂式和滑柱擺臂式。
雙橫臂式懸架 由上短下長兩根橫臂連接車輪與車身,兩根橫臂類似字母Y或C,這樣設計既增加強度,提高定位精度,也為減震器和彈簧留出了安裝位置。下橫臂與車輪中心大致處于同一水平線上,在車輪跳動導致下橫臂擺動時,不致產(chǎn)生太大的擺動角,保證了車輪的傾角不產(chǎn)生太大變化。
滑柱擺臂式懸架 由下橫臂和減震器彈簧組連接車輪與車身,結構簡單重量輕,占用空間小,上下行程長。由于減震器彈簧組充當了主銷的角色,它同時承受了地面作用于車輪上的橫向力,在上下運動時阻力較大,磨損增加。當急轉彎時,由于車身側傾,左右兩車輪也向外側傾斜,出現(xiàn)不足轉向,彈簧越軟這種傾向越大。
2、后懸架系統(tǒng)。種類比前懸架多,驅動方式不同決定有無后車軸。多使用連桿式和擺臂式。
連桿式:主要在FR驅動方式并且后車軸左右一體化(與中間的差速器剛性連接)的情況下使用。左右兩側各有一對連桿,分上拉桿和下拉桿,作為傳遞橫向力(汽車驅動力)的機構。通常再與一根橫向推力桿組成五連桿式,橫向推力桿一端連接車身一端連接車軸,目的是防止車軸(或車身)橫向竄動。當車軸因顛簸而上下運動時,橫向推力桿以與車身連接的接點為軸做圓弧運動,如果擺動角度過大會使車軸與車身之間產(chǎn)生明顯的橫向相對運動。橫向推力桿設計得比較長以減小擺動角。連桿式懸架與車軸形成一體,左右車輪不能獨立運動,顛簸路面對車身產(chǎn)生的沖擊較大,平順性差。
擺臂式:由車軸中間的差速器固定,左右半軸在差速器與車輪之間設萬向節(jié),并以其為中心擺動,車輪與車架之間用Y型下擺臂連接。“Y”的單獨一端與車輪剛性連接,另兩端與車架連接形成轉動軸,根據(jù)轉動軸是否與車軸平行,擺臂式懸架又分為全拖動和半拖動式擺臂,平行的是全拖動式,不平行的叫半拖動式。
3、自動調平懸架(SLS) 越野車上裝有SLS,后螺旋彈簧為空氣彈簧,負載或空載時都能使車輛自動調平。高度傳感器持續(xù)測量后懸架的高度,如果增加載荷使車輛的高度降低,電子控制系統(tǒng)控制氣泵增加對空氣彈簧的空氣供應量,保持車輛的平衡。如果車重減輕懸架升高,系統(tǒng)控制排放空氣彈簧中的空氣,將車輛降至平衡狀態(tài)。
當汽車在崎嶇地面行駛時,電子控制系統(tǒng)檢測各種情況(如,零地面速度),控制向空氣彈簧充入空氣,彈簧延展至其最大位移,使車輛獲得牽引力并駛過路面障礙。如果檢測到地面速度,懸架會返回先前位置。汽車駛離崎嶇地面后SLS進入正常操作模式。
手動操縱SLS 車速小于50公里/小時,允許駕駛員操作安裝在儀表板上的開關,將汽車后部升高到車橋上方的40毫米處(高出后保險杠)以提高車輛的離去角。超出50公里/小時速度,系統(tǒng)自動將懸架返回標準駕乘高度。也可用遙控器從車外操作。使用該裝置可以調節(jié)車后部的高度,使其與掛車的掛鉤高度相配,或方便裝貨卸貨。
六、汽車的驅動形式。
由發(fā)動機驅動轉動從而推動或拉動汽車行駛的輪子就是驅動輪。根據(jù)發(fā)動機在車上的位置及驅動輪的數(shù)量、位置分:前置后驅(FR)、前置前驅(FF)、后置后驅(RR)、中置后驅(MR)、四輪驅動等。民用轎車常用前置后驅、前置前驅形式。
㈠前置后驅(FR):發(fā)動機前置后輪驅動。前輪負責轉向,后輪承擔驅動工作。發(fā)動機輸出的動力通過離合器、變速器、傳動軸輸送到后驅動橋驅動后輪“推”著汽車前進。優(yōu)點:轉向和驅動分開,高速穩(wěn)定性好,爬坡能力強,負荷分布較均勻。缺點:傳動軸較長,增加了重量和動力損耗,轉彎時易出現(xiàn)轉向過度的情況。
㈡前置前驅(FF):發(fā)動機前置前輪驅動。將變速器和驅動橋做成一體,固定在發(fā)動機旁將動力輸送到前輪“拉”著車前進。優(yōu)點:機構簡單、發(fā)動機散熱條件好,車內空間大,可降低車身高度,減輕重量,動力傳遞距離短,減少功率傳遞損耗。缺點:前橋同時承擔轉向和驅動任務,高速穩(wěn)定性較差,上坡時驅動輪易打滑,高速下坡時易翻車。
㈢四輪驅動 用4X4或4WD表示。汽車前后輪都有動力,可根據(jù)行駛路面狀態(tài)不同將發(fā)動機輸出扭矩按比例分配到前后輪子上,以提高汽車的行駛能力。
越野車用4輪驅動,前后車軸各裝一個驅動橋。變速器后面裝有手動分力器,輸出的扭矩通過分力器和傳動軸分別傳遞到前后車軸的驅動橋,通過驅動橋將扭矩傳遞到車輪。
轎車4輪驅動裝置是常嚙合式,采用計算機控制省去了手動分力器,增加了粘性耦合器。車子隨時根據(jù)路面的反饋信息,自動將扭矩分配在前后輪,正常路面將輸出扭矩的92%分配到前輪;滑溜路面至少將輸出扭矩的40%分配給后輪,當前輪打滑時,前后輪的轉速差使耦合器將扭矩傳遞至后輪,待前后輪的轉速差消失就自動回復原有驅動形式。
1、驅動模式:分全時驅動、兼時驅動、適時驅動、兼時/適時混和驅動模式。
全時驅動 維持4輪驅動,將發(fā)動機輸出扭矩按50/50設定在前后輪。駕駛操控性和行駛循跡性好。缺點是廢油。
兼時驅動 由駕駛員根據(jù)路面情況,接通或斷開分動器來實現(xiàn)2輪或4輪驅動。
適時驅動 由電腦控制驅動,如果路面不良或驅動輪打滑,電腦將發(fā)動機輸出扭矩分配給其它兩輪,切換到4輪驅動狀態(tài)。正常路面一般采用后輪驅動。
2、粘性偶合器 又稱粘性聯(lián)軸器。由殼體、外板、內板、內軸等構成,裝在4輪驅動汽車的差速器上。殼體和外板為主動部分,內板和內軸為從動部分。內外板間隔排列在一起間隙很小,黏度很高的硅酮油液充入間隙中,利用液體的粘性或油膜的剪切作用來傳遞動力。在輸入與輸出端轉速差較少時,硅酮油和內、外板以同一轉速旋轉,油液內部不會產(chǎn)生剪切粘性阻力,偶合器不傳遞動力。當輸入與輸出端轉速差較大時,接近內板的油液與接近外板的油液之間有較大的轉速差產(chǎn)生剪切粘性阻力,迫使輸入端與輸出端之間減少轉速差,偶合器傳遞動力。車輛能根據(jù)路面狀態(tài)自動調節(jié)前后輪的動力分配,如果前輪出現(xiàn)打滑空轉,前后輪出現(xiàn)很大的轉速差,粘性偶合器開始工作并將動力分配給后輪驅動。正常行駛時,各輪沒有轉速差粘性偶合器不工作。