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汽车扫盲基础理论知识

发布时间:2016-01-07

汽车车桥(车轴) 通过悬架和车架(或承载式车身)相连,两端安装车轮。作用是传递车架与车轮之间各方向作用力。
整体式车桥:两端通过悬架系统支撑车身,通常与非独立悬架配用。
断开式车桥:象两把雨伞插在车身两侧,各自通过悬架系统支撑车身,与独立悬架配用。
车桥分转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种。其中转向桥和支持桥为从动桥。前置后驱动的汽车,前桥为转向桥,后桥为驱动桥。前置前驱动汽车前桥为转向驱动桥,后桥为支持桥。
1、转向桥 由两个转向节(万向节)和一根横梁组成。转向节通过主销与横梁连接,可左右摇晃,车轮装在转向节上,中间用轴承分隔开,行驶时车轮转,转向节不转只作左右晃动。主销是车轮转动的轴心。
万向节 汽车上的万向节与传动轴组合成万向节传动装置。万向节允许被连接的零件之间的夹角在一定范围内变化。有十字轴式刚性万向节、准等速万向节(双联轴式和三销轴式)、等速万向节(球叉式和球笼式),扰性万向节。
前置后驱的车辆,万向节传动装置安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间。前置前驱的车辆,万向节装在负责驱动和转向的前桥半轴与车轮之间。
单个万向节不能使输出轴与输入轴的瞬时角速度相等,容易造成振动产生很大的噪音。因此,后轮驱动汽车都采用双万向节,传动轴两端各有一个万向节,使传动轴两端的夹角相等,保证输出轴与输入轴的瞬时角速度相等。
后驱动汽车应用最广的万向节由万向节叉、十字轴等构成。十字轴装配在万向节叉上做连接,其轴头上装有滚针轴承,当轴头接入万向节叉时,十字轴与万向节叉之间可以相对旋转,能作多角度变化。万向节叉用花键连接可轴向移动,以满足夹角和距离同时变化。
等速万向节。前轮驱动汽车的驱动桥半轴与轮轴之间采用,每个半轴用两个等速万向节,靠近变速驱动桥的是半轴内侧万向节,靠近车轴的是半轴外侧万向节。在各种等速万向节中,常见是球笼式万向节,它用六个钢球传力,主动轴与从动轴在任何交角下钢球都位于两园的交点上,从而保证主、从动轴等角速度传动。
2、转向驱动桥:桥壳中装有差速器,驱动左右两根半轴,两个轮子与两根半轴直接相连。汽车发动机的动力经离合器、变速器、传动轴传送到驱动桥再左右分配给半轴驱动车轮。驱动桥的主要部件是减速器和差速器。减速器的作用就是减速增矩,靠齿轮之间的啮合完成。
3、差速器。是汽车驱动轿的主件。由行星齿轮、行星轮架(差速器壳)、半轴齿轮组成。发动机的动力经传动轴进入差速器驱动行星轮架,再由行星轮带动左右半轴分别驱动左右车轮。差速器的左半轴转速+右半轴转速=2倍行星轮架转速。汽车直行时,左右车轮与行星轮架三者的转速相等。汽车转弯时,外侧车轮有滑拖、内侧车轮有滑转的现象,两个驱动轮产生两个方向相反的附加力,由于“最小能耗原理”,导致两边车轮的转速不同,并通过半轴反映到半轴齿轮上,迫使行星齿轮产生自转,外侧半轴转速加快,内侧半轴转速减慢,使两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶,减少轮胎与地面的摩擦。
汽车拐弯时车轮的轨线是圆弧,圆弧的中心点在内侧,在相同时间里外侧轮子走的弧线比内侧轮子长。为了平衡这个差异,就要内侧轮子慢一点外边轮子快一点来弥补距离的差异。如后轮轴做成一个整体,就无法调整两侧轮子的转速差。法国人路易斯•雷诺设计出了差速器。
“最小能耗原理” 地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。如把一粒豆子放进碗内,豆子会停在碗底不会停在碗壁,碗底是能量最低位置(位能),它自动选择静止(动能最小)而不会运动。同理,车轮在转弯时也会趋向能耗最低的状态,自动按照转弯半径调整左右轮的转速。
㈡车轮 轮胎是汽车的重要部件,合适的内压是轮胎的生命。汽车行驶时轮胎被反复的往地面按压,轮胎橡胶材料受弯曲拉伸变形,如气压不正常,反复交叉变形就不能保持在设计允许的范围内,轮胎寿命缩短,耗油量增加,甚至有可能爆胎翻车。轮胎气压每月约减少0.7公斤/平方厘米。温度每升/降10℃轮胎气压随之升/降0.07-0.14公斤/平方厘米。一般轿车的油箱盖和司机座旁标有该车轮胎标准气压值。
轮胎选用。轮胎种类不同,其极限速度、负荷率不同。宽胎纵向稳定性、抗侧风能力强,转弯时轮胎变形度小,可以缩短制动距离。宽胎抓地力强,加速性能有所提升。有的人认为宽胎会加大路噪,有的认为轮胎的路噪主要与轮胎花纹有关,相同花纹不同宽度的轮胎路噪不会变化。宽胎比窄胎价格高,油耗有所增加。选购时要选择耐热性强、平衡性好的,轮胎圆度不够或易变形,行车时上下颠簸。
㈢汽车悬架系统。 悬架是车架与车桥之间传力连接装置的总称。由弹性元件、减震器和导向机构三部分组成。
1、前悬架系统。采用独立悬架系统,即左右两个车轮独立地通过悬挂装置与车体相连,可以各自独立地上下跳动。悬架系统由连杆机构和弹簧、减震器组成三角形或其它形状的连接方式固定车轮与车身的位置,在弹簧的作用下使车轮可以相对车身上下运动。有双横臂式和滑柱摆臂式。
双横臂式悬架 由上短下长两根横臂连接车轮与车身,两根横臂类似字母Y或C,这样设计既增加强度,提高定位精度,也为减震器和弹簧留出了安装位置。下横臂与车轮中心大致处于同一水平线上,在车轮跳动导致下横臂摆动时,不致产生太大的摆动角,保证了车轮的倾角不产生太大变化。
滑柱摆臂式悬架 由下横臂和减震器弹簧组连接车轮与车身,结构简单重量轻,占用空间小,上下行程长。由于减震器弹簧组充当了主销的角色,它同时承受了地面作用于车轮上的横向力,在上下运动时阻力较大,磨损增加。当急转弯时,由于车身侧倾,左右两车轮也向外侧倾斜,出现不足转向,弹簧越软这种倾向越大。
2、后悬架系统。种类比前悬架多,驱动方式不同决定有无后车轴。多使用连杆式和摆臂式。
连杆式:主要在FR驱动方式并且后车轴左右一体化(与中间的差速器刚性连接)的情况下使用。左右两侧各有一对连杆,分上拉杆和下拉杆,作为传递横向力(汽车驱动力)的机构。通常再与一根横向推力杆组成五连杆式,横向推力杆一端连接车身一端连接车轴,目的是防止车轴(或车身)横向窜动。当车轴因颠簸而上下运动时,横向推力杆以与车身连接的接点为轴做圆弧运动,如果摆动角度过大会使车轴与车身之间产生明显的横向相对运动。横向推力杆设计得比较长以减小摆动角。连杆式悬架与车轴形成一体,左右车轮不能独立运动,颠簸路面对车身产生的冲击较大,平顺性差。
摆臂式:由车轴中间的差速器固定,左右半轴在差速器与车轮之间设万向节,并以其为中心摆动,车轮与车架之间用Y型下摆臂连接。“Y”的单独一端与车轮刚性连接,另两端与车架连接形成转动轴,根据转动轴是否与车轴平行,摆臂式悬架又分为全拖动和半拖动式摆臂,平行的是全拖动式,不平行的叫半拖动式。
3、自动调平悬架(SLS) 越野车上装有SLS,后螺旋弹簧为空气弹簧,负载或空载时都能使车辆自动调平。高度传感器持续测量后悬架的高度,如果增加载荷使车辆的高度降低,电子控制系统控制气泵增加对空气弹簧的空气供应量,保持车辆的平衡。如果车重减轻悬架升高,系统控制排放空气弹簧中的空气,将车辆降至平衡状态。
当汽车在崎岖地面行驶时,电子控制系统检测各种情况(如,零地面速度),控制向空气弹簧充入空气,弹簧延展至其最大位移,使车辆获得牵引力并驶过路面障碍。如果检测到地面速度,悬架会返回先前位置。汽车驶离崎岖地面后SLS进入正常操作模式。
手动操纵SLS 车速小于50公里/小时,允许驾驶员操作安装在仪表板上的开关,将汽车后部升高到车桥上方的40毫米处(高出后保险杠)以提高车辆的离去角。超出50公里/小时速度,系统自动将悬架返回标准驾乘高度。也可用遥控器从车外操作。使用该装置可以调节车后部的高度,使其与挂车的挂钩高度相配,或方便装货卸货。
六、汽车的驱动形式。
由发动机驱动转动从而推动或拉动汽车行驶的轮子就是驱动轮。根据发动机在车上的位置及驱动轮的数量、位置分:前置后驱(FR)、前置前驱(FF)、后置后驱(RR)、中置后驱(MR)、四轮驱动等。民用轿车常用前置后驱、前置前驱形式。
㈠前置后驱(FR):发动机前置后轮驱动。前轮负责转向,后轮承担驱动工作。发动机输出的动力通过离合器、变速器、传动轴输送到后驱动桥驱动后轮“推”着汽车前进。优点:转向和驱动分开,高速稳定性好,爬坡能力强,负荷分布较均匀。缺点:传动轴较长,增加了重量和动力损耗,转弯时易出现转向过度的情况。
㈡前置前驱(FF):发动机前置前轮驱动。将变速器和驱动桥做成一体,固定在发动机旁将动力输送到前轮“拉”着车前进。优点:机构简单、发动机散热条件好,车内空间大,可降低车身高度,减轻重量,动力传递距离短,减少功率传递损耗。缺点:前桥同时承担转向和驱动任务,高速稳定性较差,上坡时驱动轮易打滑,高速下坡时易翻车。
㈢四轮驱动 用4X4或4WD表示。汽车前后轮都有动力,可根据行驶路面状态不同将发动机输出扭矩按比例分配到前后轮子上,以提高汽车的行驶能力。
越野车用4轮驱动,前后车轴各装一个驱动桥。变速器后面装有手动分力器,输出的扭矩通过分力器和传动轴分别传递到前后车轴的驱动桥,通过驱动桥将扭矩传递到车轮。
轿车4轮驱动装置是常啮合式,采用计算机控制省去了手动分力器,增加了粘性耦合器。车子随时根据路面的反馈信息,自动将扭矩分配在前后轮,正常路面将输出扭矩的92%分配到前轮;滑溜路面至少将输出扭矩的40%分配给后轮,当前轮打滑时,前后轮的转速差使耦合器将扭矩传递至后轮,待前后轮的转速差消失就自动回复原有驱动形式。
1、驱动模式:分全时驱动、兼时驱动、适时驱动、兼时/适时混和驱动模式。
全时驱动 维持4轮驱动,将发动机输出扭矩按50/50设定在前后轮。驾驶操控性和行驶循迹性好。缺点是废油。
兼时驱动 由驾驶员根据路面情况,接通或断开分动器来实现2轮或4轮驱动。
适时驱动 由电脑控制驱动,如果路面不良或驱动轮打滑,电脑将发动机输出扭矩分配给其它两轮,切换到4轮驱动状态。正常路面一般采用后轮驱动。
2、粘性偶合器 又称粘性联轴器。由壳体、外板、内板、内轴等构成,装在4轮驱动汽车的差速器上。壳体和外板为主动部分,内板和内轴为从动部分。内外板间隔排列在一起间隙很小,黏度很高的硅酮油液充入间隙中,利用液体的粘性或油膜的剪切作用来传递动力。在输入与输出端转速差较少时,硅酮油和内、外板以同一转速旋转,油液内部不会产生剪切粘性阻力,偶合器不传递动力。当输入与输出端转速差较大时,接近内板的油液与接近外板的油液之间有较大的转速差产生剪切粘性阻力,迫使输入端与输出端之间减少转速差,偶合器传递动力。车辆能根据路面状态自动调节前后轮的动力分配,如果前轮出现打滑空转,前后轮出现很大的转速差,粘性偶合器开始工作并将动力分配给后轮驱动。正常行驶时,各轮没有转速差粘性偶合器不工作。