斯太尔标准桥与缩短桥(汽车产品结构知识)

Posted 2023-05-28

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斯太尔标准桥与缩短桥(汽车产品结构知识)

汽车产品结构知识培训材料

汽车主要有以下几大总成构成：车身、电器、发动机、底盘四大部分组成。本次讨论的重点是发动机以及底盘两大部份，对于车身以及电器不做讨论。

一、发动机

发动机的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。

1、发动机的分类

按燃烧种类分类可分为汽油机、柴油机、燃气机（用液化石油气和天然气）及代用燃料机（用醇类、植物油、氢气等）。按工作冲程分为四冲程发动机和二冲程发动机。按工作原理和构造可分为点燃式内燃机、压燃式内燃机、混合式内燃机、转子发动机、燃气轮机、外燃机及电动机等。也可按缸数、燃烧室型式等分类。

2、柴油机的基本定义、构造及工作原理：

柴油机是以柴油为燃料并压缩发火的内燃机。目前车用发动机大多数为四冲程柴油机。柴油机的主要优点是热效率高、油耗低、可靠性高、耐久性好。柴油机的主要构造包括如下几部分：1）机体组。主要包括气缸盖、气缸体、油底壳等。2）曲柄连杆机构。主要包括活塞、连杆、飞轮、曲轴等。3）配气机构。主要包括进气门、排气门、凸轮轴、气门间隙调整机构等。4）供给系。燃油供给系主要包括燃油箱、输油泵、喷油泵、喷油器、柴滤器及相应供给管路等。空气供给装置包括进气管、空滤器等。燃烧后的废气通过排气管、消声器等排入大气。5）冷却系。主要包括水泵、风扇、节温器、散热器、水管等。6）润滑系。主要包括机油泵、机油滤清器、润滑油管等。7）起动系。主要包括蓄电池、起动机等。另外对增压机还带有增压器、压气机等用于提高进气量的装置。对汽油机还有点火系，主要包括点火线圈、火花塞等部件。发动机的主要技术参数有燃烧室型式、气缸排列方式、缸数、缸径、行程、标定功率及转速、最大扭矩及转速、燃油消耗率、机油消耗率等。主要指标为动力性、经济性及低温起动性能、排放、噪声等运转性指标。

3、增压中冷技术简介：

（1）工作原理：

所谓增压就是将空气预先压缩然后再供入气缸，以期提高空气密度、增压进气量的一项技术。发动机增压中冷技术是指将进入发动机气缸的空气或可燃混合气预先进行压缩，然后进行中间冷却，以提高进入气缸的空气或可燃混合气的密度，从而使充气值量增加，减少发动机热负荷，降低排温，并在供油系统的适当配合下，使更多的燃料很好燃烧，达到提高发动机动力性、提高比功率、改善燃料经济性、降低热负荷、减轻爆燃、降低废气排放和噪声的目的。一般增压空气密度每下降10Co，发动功率可增加3%左右。增压是发动机强化地有效措施之一，也是发动机高原恢复功率的主要手段。发动机增压的主要指标：1）增压度：指发动机在增压后功率的增加值与增压前的功率之比。2）增压比：指增压后充量的压力与增压前充量的压力之比。一般小于1.6称为低增压，1.6-2.5为中增压，大于2.5为高增压，大于3.5为超高增压。

（2）涡轮增压器分类及工作原理：

涡轮增压器分为机械驱动式增压系统、排气涡轮增压系统、气波增压系统及复合式增压系统。目前多用排气涡轮增压系统。简称涡轮增压系统。增压器是增压发动机的核心部件之一。涡轮增压器的涡轮利用发动机排气能量做功，以驱动压气机。即利用叶轮机械将内燃机排气能量转变为机械功，再由机械功转化为气体的压力能，以提高空气的密度，供给内燃机新鲜充量的机构，称为废气涡轮增压器，简称涡轮增压器。涡轮增压器多选用径流式向心涡轮。增压器转子转速可达10-20万r/min。发动机排气驱动涡轮机叶轮，再带动与涡轮同轴的压气机叶轮，压缩进入发动机的空气或可燃混合气。压缩后的空气再通过中间冷却器降低

行驶系——将汽车各总成及部件连成一个整体并对全车起支撑作用，以保证汽车正常行驶，主要包括车架、前轴、驱动桥、车轮及悬架等

转向系——保证汽车能按驾驶员选择的方向行驶，由带转向盘的转向器及转向传动装置组成。

制动装置——使汽车减速或停车，并保证驾驶员离去后汽车能可靠的停驻。每辆汽车的制动装备都包括若干个相互独立的制动系统，每个制动系统都由供能装置、控制装置、传动装置和制动器组成。

1、离合器

现在汽车上应用最广泛的离合器主要是干式摩擦式离合器。一般分为：螺旋弹簧和膜片弹簧压紧的单片或双片离合器。离合器的主要功用包括：（1）传递和切断发动机的动力，保证汽车的平稳起步和停车以及变速器的顺利换档。（2）保护传动系各零件不突然地冲击载荷而过载损坏。（3）有效的降低传动系中的传动和噪声。

2、变速器

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。

（1）有级式变速器应用最广泛。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系形式不同有普通变速器和行星齿轮变速器两种。

（2）无级式变速器的传动比在一定的数值范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式两种。

（3）综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式和有级齿轮变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化。

按操纵方式不同,变速器又可分为三种：

（1）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。

（2）自动操纵式变速器的传动比选择和换档是自动进行的。所谓“自动”是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控制元件而实增压空气温度，提高密度，改善发动机的动力性、经济性及排放性能。现代发动机增压器常带有一种称为放气阀的结构，其作用是当增压压力超过设计要求时，开启放气阀，使一部分排气不经过涡轮而旁通排入增压器后面的排气管。试验表明增压中冷技术是目前多数柴油机达到欧洲Ⅱ号排放标准的有效措施。

（3）增压空气中间冷却器（中冷器）简介：

中冷器为一种热交换器，它分为水冷式和气（空气）冷式两种。目前多用气冷式。气冷式即空-空中冷器，它用管子将增压空气引至安装在发动机冷却水散热器前面的空气散热器，利用发动机的风扇和汽车行驶时的迎面风气来冷却增压空气。中冷器温降一般要求为25-60Co。要求中冷器空气流量、散热面积及整个进气系统进气阻力尽量小。一般装车后也要进行试验，以检验装车后发动机标定功率、最大扭矩、燃油耗、排放、噪声等指标是否达到设定值。进气温度降低10oC，发动机功率提高2-3%。油耗降低1.5%,进气温度降低1oC，可使燃烧温度及循环温度降低3oC

中冷器的基本参数：

中冷器效率：一般要求75-85%

空气流动阻力：一般要求小于5-8kp现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。

（3）半自动操纵式变速器由两种型式。一种是常用的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵。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。

目前，我厂采用的变速器主要是有级式、强制操纵变速器，并且为了适应用户的需求，在输入扭矩小于550N.m的变速器上增加了副变速，以提高整车的爬坡能力。带副箱的变速器有副箱前置式和后置式两种形式，其中副箱前置式变速器，因发动机的扭矩经副箱增扭后直接输入到主箱中，从而加大了主箱的负荷率，使主箱的寿命缩短。而副箱后置式变速器，从根本上解决了这个问题，从而可以延长主箱的使用寿命。

3、传动轴

在汽车上，万向传动装置由万向节、传动轴和支承装置组成。它主要用于工作过程中相对位置不断改变的两根轴之间的动力传递。在变速器和驱动桥之间，普遍采用一根、二根或多根十字万相节结构的传动轴。十字轴万向节传动所联两轴的夹角，一般希望越小越好，否则会导致效率和寿命的降低。对于一般载货汽车，变速器到驱动桥之间万向传动夹角最大可达15°～20°。万向传动所连接的两轴之间的距离很大。采用一根传动轴超过临界转速时，则必须安装中间支承，采用二根或多根传动轴，以便缩短传动轴的长度，确保其工作可靠性。

目前，中型工程车采用的传动轴形式有EQ153、小斯太尔、斯太尔三种结构。

4、驱动桥

汽车传动系的功能是传递动力，而驱动桥处于传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或直接由变速器传来的扭矩并将其传给驱动车轮。

在一般的汽车结构中，驱动桥包括：主减速器、差速器、半轴、桥壳等部件。主减速器的作用是增大扭矩并改变扭矩的传递方向；差速器的作用是使左、右驱动车轮在转弯或不平道路上行驶时以不同的角速度旋转;半轴的作用是将扭矩从差速器传递到驱动车轮；桥壳（指非独立悬架）承受汽车的质量并将作用在轮胎上的各种力传到悬架及车架，同时桥壳又是主减速器、差速器和半轴的外壳。

我厂的中型工程车所选用的后桥形式主要有：1093、1098、1153、153S、457、457S等几种驱动桥，以上几种可以根据匹配的发动机、变速器来合理选用，对于带副箱的拉煤车型，后桥的扭矩负荷率一般不超过25%，对于不带副箱的工程车型，其后桥的扭矩负荷率一般不超过85%。

5、悬架

悬架是汽车上的主要总成之一，是将车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性连接的部件。它的主要功能如下：（1）缓和、抑制由于不平路面引起的振动和冲击，以保证汽车的行驶平顺性；（2）迅速衰减车身和车桥（或车轮）的振动；（3）传递作用在车轮和车架（或车身）之间的各种力（驱动力、制动力、横向力）和力矩(制动力矩和反作用力矩)；（4）保证汽车行驶稳定性；

悬架按导向机构的基本型式来分，有独立悬架和非独立悬架两大类。目前我厂广泛采用的式非独立式悬架，悬架的前后板簧的匹配是根据该车型的设计载质量来确定的。

7、前轴

前轴通过悬挂系统与车架相连，用以在车架与车轮之间传递各种作用力，并利用转向传动机构，使两转向轮转角按一定比例变化，以实现汽车的转向。为保证车辆安全行驶，设有适当的前轮定位角。根据所配悬架结构的不同，前轴分为整体式和断开式两种。非独立悬架一般采用整体式前轴，前轴两端通过主销安装有转向节（亦有少数结构将转向节和主销制成一体），转向节上装有转向梯形臂和转向节臂。断开式前轴为活动关节式结构，多与独立悬架配用。

8、轮胎

轮胎是包容在车轮外缘上的弹性体，接触地面。现代汽车使用充气轮胎，轮胎工作时须借助内部充气压力实现本身的功能。

汽车轮胎的类别大致如下。

（1）按适用范围分：乘用轮胎；商用轮胎；非公路用轮胎；特种轮胎。

（2）按胎面花纹分：公路花纹轮胎；越野花纹轮胎；混合花纹轮胎；特殊花纹轮胎。

（3）按胎体结构分：子午线轮胎；斜交轮胎；带束斜交轮胎。

（4）按骨架材料分：钢丝轮胎；半钢丝轮胎；人造纤维轮胎；棉帘线轮胎。

（5）按断面形状分：普通断面轮胎；低断面轮胎。

（6）按气密方式分：有内胎轮胎；无内胎轮胎。

9、转向系

（1）转向系的组成

转向系是用来改变汽车的行驶方向和保持汽车直线行驶的，它由转向控制装置、转向传动装置和转向车轮组成，在采用动力转向的汽车上还有供能装置。

转向控制装置：指控制转向运转的部分，它由驾驶员直接或间接操作，转向力全部或部分由驾驶员的肌肉作用提供。转向控制装置包括直到转向效果变为机械、液力或电力方式提供之处为止的全部零件，如转向盘、转向轴、转向器等。

转向传动装置：指转向控制装置和装向车轮之间传递转向力的所有零件，如转向臂、转向纵拉杆总成、转向节上臂等。

转向车轮：指直接或间接改变其相对于汽车纵轴的位置，已决定汽车行驶方向的车轮。

供能装置：指提供动力、控制动力、输出动力、分配并储存动力的所有零件。还包括提供介质的贮存容器和管路，但不包括汽车发动机。

（2）转向器的分类

目前在汽车上广泛采用的转向器有齿轮齿条式、循环球式—齿条齿扇式、蜗杆曲柄指销式。动力转向器是指在机械式转向器的基础上增加转向动力缸、控制阀而构成的，动力转向器按控制阀可以分为滑阀式动力转向器和转阀式动力转向器。

10、制动系统

（1）制动系的分类

制动系按用途、功能分类如下：

a、行车制动系

使行驶中的车辆减速或停驶的零部件的总称。不论车速高低、载荷多少、车辆上坡或下坡，行车制动系必须使驾驶员能控制车辆安全、迅速、有效的减速或停驶；行车制动系必须是可控制的，必须保证驾驶员在座位上双手无须离开转向盘就能进行制动。行车制动系的驱动机构一般都采用双回路或多回路，当其中某以回路失效时仍具有一定得制动能力，以保证安全。

b、驻车制动系

使停驶车辆保持原地不动的零部件的总称。驻车制动必须能通过纯机械装置把工作部件锁住，使车辆停驻在上坡或下坡的地方，即使驾驶员离开也如此。

c、应急制动系

在行车制动系部分失效的情况下仍能使在行驶中的车辆减速或停驶的零部件的总称。应急制动系必须在行车制动系只有一处失效的情况下，在适当的一段距离内使车辆停住；应急制动必须是可控制的，应使驾驶员在座位上至少有一只手在握住方向盘的情况下就可以制动。应急制动系在符合应急制动性能的前提下，可以是独立的，也可以与行车制动或驻车制动共用同一控制装置。

d、辅助制动系

能使行驶的车辆特别是下长坡时持续地减速或稳定车辆速度的零部件的总称。（2）排气制动

排气制动就是在发动机排气管出口与消声器进气管之间安装一阀门，当排气制动不起作用时，阀片处于张开位置，不影响发动机的正常工作；当排气制动起作用时，阀片关闭，使发动机在排气行程中，排出的气体因阀片关闭排气通道而被压缩，增加了发动机的排气背压，从而消耗汽车动能，达到了制动效果。

排气制动系统主要包括两部分：制动部分和控制部分。制动部分主要指排气制动阀总成。控制部分主要包括空气（真空）缸、电磁阀、排气制动开关、离合器开关、油门开关及空气（真空）管路等。

（3）制动操纵系统

a、机械式制动

机械制动完全靠杆系传力。由于其传动效率低，传动比小，在行车制动系统已不再使用。但因其结构简单、造价低、故障少，现在广泛应用于中、轻型载货车和轿车的驻车制动装置中。驻车制动操纵主要使用机械式传动装置，这是因为驻车制动要求必须能长期可靠的保证汽车在原地停驻并在任何情况下不致自动滑行，这一点只有用机械锁上方法才能实现。

b、液压制动

液压制动是指车轮制动器的轮缸由液压驱动，其操纵系统最为常见的有真空驻力和真空增压，真空驻力应用最为常见，广泛应用于轿车和轻型货车，真空增压应用于部分中、重型车上。此外还有液压助力、气压助力、气压增压、气顶液、全液压动力制动系等，但应用较少。

c、气压制动

气压式制动驱动机构用于中、重型载货车，对于拖带挂车的汽车及需要气压驱动车门等机构的公共汽车，用气压式制动驱动机构较为方便。气压式驱动机构包括的主要总成有：空气压缩机、卸荷阀（或气压调节器）、空气干燥器、保护阀、贮气筒、单向阀、制动阀、感载阀（或继动阀）、手动阀、快放阀、弹簧制动缸、制动室及挂车制动阀等。