34二、强制锁止式差速器〔图17-29〕差速锁需锁止时,用差速锁将一半轴齿轮与差速器壳锁成一体,那么差速器无差速作用。此时有M1+M2=M0。三、高摩擦自锁式差速器(Sure-gripDifferential)1.摩擦片自锁差速器〔图17-30〕差速器壳带动行星齿轮轴时,斜面将两轴分别向外推,压紧摩擦片;此时:差速器壳→行星轮轴→行星轮→半轴齿轮→半轴摩擦片→推力压盘两车轮同速时,动力由两路传给半轴,摩擦片间无滑动;两车轮不同速时,摩擦片间有滑动,摩擦力矩MT大。特点:结构简单,工作平稳;K达5以上;用于小型车。2.滑动凸轮式差速器
35第三节半轴(Half-axle)与桥壳(AxleCase)一、半轴(Half-axle)结构:实心轴.支承形式:全浮式支承〔图17-35〕〔图17-36〕半轴只承受转矩,不承受其它反力和弯矩.车轮轮毂用轴承支承在车桥上。半浮式支承〔图17-37〕半轴除承受转矩外,外端还承受弯矩。内端不受弯矩;车轮轮毂通过半轴支承在车桥上。二、桥壳(AxleCase)整体式〔图17-38〕〔图17-39〕分段式〔图17-41〕
36第十七章复习思考题一、驱动桥一般由哪几个主要部份组成?二、驱动桥中,动力是怎样〔按主要零件〕传递的?三、什么是单级、双级、单速、双速主减速器?四、主减速器主动齿轮有哪些支承形式?其各有什么主要特点?五、主减速器中有哪些主要调整装置?六、主减速器锥齿轮常采用哪种齿轮?准双曲面齿轮有什么特点?七、差速器的两个半轴齿轮的转速、转矩有什么关系?八、常用的抗滑差速器有哪几种?工作原理是怎样的?九、全浮式、半浮式半轴支承在结构上有什么不同?
37第三篇汽车行驶系第十八章汽车行驶系概说第十九章车架第二十章车桥和车轮第二十一章悬架
38第十八章汽车行驶系概说功用:1、接受发动机经传动系传来的转矩,由驱动轮产生牵引力。2、传递、承受路面作用于车轮的反力、反力矩。3、缓和路面对车身的冲击、振动。组成:〔图17-40〕车架(Frame)、车桥(Axle)、车轮(Wheel)、悬架(Suspension)。
39第十九章车架(Frame)要求:强度;刚度;质量小、位置低。第一节边梁式车架〔图19-1〕〔图19-6〕〔图19-8〕第二节中梁式车架〔图19-9〕〔图19-12〕
40第二十章车桥(Axle)和车轮(Wheel)第一节车桥分类根据悬架结构分:根据车轮的作用分:整体式车桥〔非断开式车桥〕转向桥断开式车桥驱动桥转向驱动桥支持桥
41一、转向桥(SteeringAxle)结构:〔图20-1〕前梁(FrontAxle)转向节(SteeringKnuckle)主销(KingPin)制动底板(BrakePlank)制动鼓(BrakeDrum)轮毂(WheelHub)轮辋(WheelRim)轮胎(Tire)轮毂轴承(WheelBearing)
42二、转向轮定位(Wheel-groundOrientation)转向定位参数:主销后倾、主销内倾、前轮外倾、前轮前束。主销后倾(Caster)γ〔图20-5〕作用:保证汽车稳定地直线行驶。主销内倾(SteeringAxisInclination/KingPinAxisinclination/BallJointAxleinclination)β〔图20-6〕作用:保证汽车稳定地直线行驶;使转向轻便。前轮外倾(Camber)α〔图20-6〕作用:补偿汽车满载时车轮内倾的趋势,以减小轮胎偏磨损,轮毂轴承受力状况好。前束(Toe-in)〔图20-7〕作用:抵消车轮外倾带来的不良后果。
43三、转向驱动桥结构特点:〔图20-8〕1.半轴分为两段:内半轴、半外轴,其间用万向节连接。2.转向节轴颈为中空,让半轴通过。3.主销分为两段,中间为万向节所占空间。〔图20-9〕〔图20-10〕〔图20-11〕
44第二节车轮(Wheel)与轮胎(Tire)一、车轮(Wheel)1.辐板式〔图20-13〕〔图20-15〕组成:辐板、轮辋、挡圈。2.辐条式〔图20-17〕组成:轮毂、辐条、轮辋。轮辋型式轮辋轮廓类型:〔图20-18、图20-19〕深槽、深槽宽、半深槽、平底、平底宽.全斜底、对开式.轮辋结构型式:〔图20-20〕一件式、二件式、……五件式
45二、轮胎(Tire/Tyre)作用:缓冲减振;保证附着性;承受重力。分类:1.普通斜交胎(Bias-plyTire)构造:〔图20-23〕帘布层——外胎的骨架。材料。层级。缓冲层——缓冲.以防止胎面与帘布层脱落。胎面——分为胎冠、胎肩、胎侧等局部,胎冠上有花纹〔图20-24〕,以提高附着力。胎圈——使轮胎牢固地装在轮辋上。帘布层的胎冠角30°~40°。2.带束斜交胎构造:有一带束层.其帘线的胎冠角24°~29°;帘布层的胎冠角30°~36°。充气轮胎(PneumaticTire)实心轮胎普通斜交胎(Bias-plyTire)带束斜交胎子午线胎(Radial-plyTire)有内胎无内胎胎冠角(CrownAngle)
463.子午线胎(Radial-plyTire)结构〔图20-26〕帘布层线的胎冠角70°~90°〔与子午线接近〕有一带束层,其帘线胎冠角20°~25°。特点弹性大,缓冲性好;滚动阻力小;附着性好;承载能力大。胎侧易裂;技术要求高;本钱高。
47轮胎标记货车轮胎标记例如:9.00-209.00R20轿车轮胎标记例如:185/60MR13轮胎名义断面宽度代号轮辋名义直径代号子午线胎标记轮胎名义断面宽度代号轮胎名义高度比代号轮辋名义直径代号子午线结构代号……速度符号的记号:LMNPQRSTYH120、130、140、150、160、170、180、190、200、210
48第二十章复习思考题一、转向桥有哪些主要零件?二、前轮定位有哪些参数?它们分别有什么作用?怎样起作用?三、与转向桥、驱动桥相比,转向驱动桥有哪些结构特点?四、什么叫子午线轮胎?五、普通斜交胎外胎由哪些局部组成?六、国产轮胎怎样标记?
49第二十一章悬架(Suspension)第一节概说悬架是车架与车桥间的一切传力连接装置的总称。组成:弹性元件、减振器、导向机构、〔横向稳定杆〕。作用:传力。缓和冲击;衰减振动;使车轮按一定轨迹跳动〔导向〕。分类:非独立悬架——用于整体式车桥。〔图21-2〕独立悬架——用于断开式车桥。悬架刚度和簧载质量所决定的车身自振频率影响汽车的平顺性,是悬架的重要性能指标。弹性元件、减振器与车桥、车架的联接关系:〔图21-3〕
50第二节减振器(ShockAbsorber)液力减振器(HydraulicShockAbsorber)原理:液体流经小孔(阻尼孔),形成阻尼力,将振动的机械能转化为热能。阻尼孔↓,阻尼力↑;液体流经小孔的速度↑,阻尼力↑;液体粘度↑,阻尼力↑。阻尼力越大,减振作用越强,但缓冲性越差。要求:压缩行程,阻尼力小〔使缓冲性好〕;伸张行程,阻尼力大〔使减振性好〕。阻尼力不超过一定限度。分类:双向作用式、单向作用式。
51一、双向作用筒式减振器结构:〔图21-4〕主要零件:工作缸筒、储油缸筒、防尘罩;活塞、活塞杆。工作缸筒底设有常通孔〔缝隙〕、压缩阀、补偿阀;活塞上设有常通孔〔缝隙〕、伸张阀、流通阀。工作过程:压缩行程:常通孔、流通阀〔弹簧力弱〕常通孔、压缩阀〔弹簧力强〕伸张行程:常通孔、伸张阀〔弹簧力强〕常通孔、补偿阀〔弹簧力弱〕〔图21-5〕压缩阀、伸张阀弹簧力强——起限制最大阻尼力作用.压缩阀比伸张阀的弹簧力弱——压缩行程的阻尼力较伸张行程的小。储油缸筒上腔下腔储油缸筒上腔下腔
52第二节新型减振器1.充气式减振器结构:〔图21-7〕无储油筒〔故又称“单筒式减振器〞〕;浮动活塞〔活塞以上为油室,以下为气室〕。上、下油腔容积变化之差靠气室补偿。工作特点:结构简单,零件数少。气体可降低高频振动,有利于降噪;尺寸小;对油封要求高;充气工艺复杂;外筒变形不能工作;不能修理。2.阻力可调式减振器〔图21-8〕与空气弹簧配用。
53第三节弹性元件类型:钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧;气体弹簧、橡胶弹簧。一、钢板弹簧(LeafSpring)〔图21-9〕〔图21-10〕二、螺旋弹簧(CoilSpring)不需润滑,不怕泥污;所需纵向空间小,高度空间大;质量小。三、扭杆弹簧(TorsionbarSpring)〔图21-11〕所需空间小;不需润滑;质量小;可方便调整车身高度。左、右不能互换〔因制造时有特定方向的预扭转〕。四、气体弹簧(AirSpring)弹性特性较理想〔载荷增大时,刚度增大〕类型:五、橡胶弹簧(RubberSpring)〔图21-20〕空气弹簧囊式膜式油气弹簧单气室式双气室式两级压力式分隔式不分隔式(图21-16)(图21-18)(图21-13)(图21-12)
54第四节非独立悬架一、纵置板簧式非独立悬架〔图21-21〕〔图21-22〕〔图21-23〕钢板弹簧两端的固定连接;缓冲块,限位块;主、副板簧;渐变刚度弹簧;〔图21-24〕〔图21-25〕U型螺栓倾斜;导向。二、螺旋弹簧非独立悬架〔图21-27〕弹簧与减振器同轴线,可减少所占空间。导向机构.三、空气弹簧非独立悬架〔图21-28〕四、油气弹簧非独立悬架
55第五节独立悬架(IndependentSyspension)优点:左右轮互不影响。减小车架、车身振动,有助消除前轮摆振。减小了非簧载质量。悬架受到的冲击小。汽车重心可下移。车轮上下跳动空间大,有利于悬架参数选择。缺点:结构复杂;本钱高;维护不便。分类:按车轮运动形式分〔图21-31〕横臂式独立悬架——车轮在汽车横向平面内摆动。纵臂式独立悬架——车轮在汽车纵向平面内摆动。烛式独立悬架——车轮沿主销移动。麦弗逊式独立悬架——车轮沿主销移动。
56一、横臂式单横臂式〔图21-32〕〔图21-33〕:悬架变形时,轮距、主销角度会发生变化。双横臂式〔图21-34〕〔图21-35〕:适中选择两臂长度,可使轮距、主销角度变化较小。二、纵臂式单纵臂〔图21-39〕:主销后倾变化大。多用于后轮。双纵臂〔图21-40〕:主销后倾角不变。多用于转向轮。三、车轮沿主销移动的悬架烛式〔图21-41〕:主销角不变;轮、轴距稍有变化。套筒与主销间磨损大。麦弗逊〔McPherson〕式〔图21-42〕:占用空间小。广泛用于前置前驱动的轿车和微型车上。四、横向稳定器(Stabilizer)作用:减少车身的横向倾斜.原理〔图21-44〕:当两侧悬架变形不等〔车身有横向倾斜〕时,稳定杆受到扭转,其扭转弹性力起阻碍作用。
57第六节平衡悬架用于多桥汽车,以保证各车轮都与地面良好接触。〔图21-45〕钢板弹簧平衡悬架〔图21-46〕钢板弹簧的中部与车架固定,两端分别连接在两个车桥上。用导向杆传递驱动力、制动力。摆臂式平衡悬架〔图21-49〕
58第二十一章复习思考题一、悬架一般由哪几局部组成?各有什么主要作用?二、液力减振器是靠什么原理减振?其阻尼力和哪些因素有关?三、通常对减振器有哪三个根本要求?为什么要提出这些要求?双向作用筒式减振器是怎样实现这三个要求的?四、常用的双向作用筒式减振器中有哪些油液流动通道〔或阀〕?这些阀在什么状态下开、闭?五、悬架的弹性元件有哪几种?六、为什么有的汽车采用变刚度弹簧?七、按车轮运动形式,独立悬架分为哪些根本类型?八、横向稳定器是怎样安装固定的?它有什么作用?
59第四篇汽车转向系与制动系第二十二章汽车转向系第二十三章汽车制动系
60第二十二章汽车转向系第一节概说分类:1.机械转向系〔图22-1〕动力源:人力组成:转向操纵机构→转向器→转向传动机构2.动力转向系〔图22-2〕动力源:发动机。人力控制。〔失效时应能由人力转向〕为保证所有车轮均作纯流动,左、右转向轮偏转角应不相等〔图22-3〕。其偏转角关系由转向传动机构实现。角传动比选不同的参量作为输入角和输出角,就分别有:转向器角传动比;转向传动机构角传动比;转向系角传动比。传动比↑,转向灵敏↓,操纵轻便↑.输入角增量输出角增量角传动比=
61第二节转向器及转向操纵机构传动效率转向器传动效率=正效率:由方向盘输入;逆效率:由路面输入。可逆式转向器:逆效率高。方向盘易自动回正,但“打手〞。用于好路面.不可逆式转向器:逆效率低,无“手感〞.不用.极限可逆式转向器:逆效率略高于“不可逆式〞。用于坏路面.转向盘自由行程:由传动系中各传动件的间隙引起。应不超过规定值。转向器的作用:实现一定的传动比;改变运动方向。输出功率输入功率
62一、循环球式转向器〔图22-5〕输入、输出运动方向垂直。有两级传动:螺杆-螺母传动,齿条-齿扇传动。齿轮齿条啮合间隙的调整:轴向移动变齿厚齿扇.特点:正效率高,逆效率高。二、齿轮齿条式转向器〔图22-6〕传动方式:齿轮-齿条运动输出为移动。齿条带动左、右横拉杆;传动机构不需摇臂、直拉杆。三、蜗杆曲柄指销式转向器〔图22-9〕传动方式:蜗杆-指销间隙调整:轴向移动摇臂轴。
63第三节转向传动机构一、非独立悬架用转向传动机构〔图22-11〕运动传递路线:〔转向器〕→转向摇臂→直拉杆→转向节臂→转向节→梯形臂→横拉杆→梯形臂→转向节主要零件:转向摇臂转向直拉杆〔图22-12〕转向横拉杆〔图22-13〕二、独立悬架用转向传动机构〔图22-15〕
64第四节动力转向器一、转向加力装置分类:气压式、液压式液压转向加力装置常压式〔图22-17〕——工作管路中总保持高压;常流式〔图22-18〕——不转向时管路为低压。常流式的结构布置方案〔图22-19〕整体式动力转向器半整体式动力转向器转向加力器
65第二十二章复习思考题一、转向系的角传动比的大小对转向操纵有什么影响?二、什么是转向器的传动效率、正效率、负效率?逆效率的大小有什么影响?三、三种转向器的传动原理和根本结构是怎样的?四、非独立悬架用转向传动机构的各零件的名称?运动传递过程?五、与非独立悬架用转向传动机构相比,独立悬架用传动机构有什么特点?六、什么是整体式动力转向器、半整体式动力转向器、转向加力器?
66第二十三章汽车制动系第一节概说功用:行车减速;下坡限速;驻车不动。根本原理:摩擦力矩分类:1.按作用分2.按制动能源分3.按能量传4.按传输回路递方式分的型式分组成:供能装置、控制装置、传动装置、制动器固定部分转动部分;车轮与地面间阻力增大(干水泥路面:f≈0.015→φ≈0.8)。行车制动系驻车制动系第二制动系辅助制动系单回路制动系双回路制动系机械式液压式气压式电磁式人力制动系动力制动系伺服制动系惯性制动系重力制动系〔图23-1〕
67第二节制动器(Brake)摩擦式制动器分类:按转动局部形状分按在车上的位置分一、鼓式制动器(DrumBrake)〔一〕分类:有内张型、外束型之分。1.按制动蹄的促动装置分为鼓式盘式车轮制动器(Wheekbrake)中央制动器(CenterBrake)轮缸式制动器凸轮式制动器楔式制动器轮缸式制动器凸轮式制动器楔式制动器
682.根据制动蹄摆动方向与鼓的转动方向,分为:制动效能大小排列:自增力式、双领蹄式、领从蹄式、双从蹄式制动效能对摩擦系数的依赖程度也有以上顺序。双向双领蹄式自增力式双向自增力式领从蹄式双领蹄式双从蹄式
693.按制动蹄法向力的大小、方向,分为平衡式制动器——两蹄对鼓的法向力合力能互相平衡非平衡式制动器——两蹄对鼓的法向力合力不能互相平衡。双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式都属于平衡式制动器;领从蹄式、自增力式是非平衡式制动器。非平衡式制动器对轮毂轴承有一附加载荷。4.按促动装置的作用性质分等促动力式制动器:如领从蹄式轮缸式制动器。等位移式制动器:如凸轮式制动器、楔式制动器。自增力式制动器:凸轮式制动器,领蹄上的促动力小于从蹄上的促动力。虽然两蹄对鼓的法向合力大小相等,但其合力方向不在一条线上,仍是非平衡式制动器。5.按制动蹄支承型式分固定销支承浮动支承浮动支承固定销支承
70〔二〕制动器结构〔图23-2〕〔三〕制动间隙的调整1.手动调整制动间隙局部调整——调节远离制动蹄支承端的部位。全面调整——除局部调整外,还调节制动蹄支承处。调整装置:偏心支承销〔图23-2〕;调整凸轮〔图23-2〕;可调支座〔图23-6〕;可调顶杆〔图23-8〕;制动调整臂〔图23-14〕。2.间隙自调装置一次调准式:一次调整即可完全消除过量间隙。〔图23-11、图23-12〕可能“过度调整〞。阶跃式:过量间隙到达一定值后才起调整作用。假设干次倒车后起作用的装置〔图23-10〕;由调整螺母、调整螺钉、棘爪等组成的装置〔图23-17〕。〔四〕驻车制动器〔ParkingBrake)中央制动器(Wheekbrake)〔图23-26〕车轮制动器(CenterBrake)行车制动器兼作驻车制动器〔图23-4〕
71二、盘式制动器〔DiscBrake)特点制动效能稳定;尺寸、质量较小;制动效能较低。〔一〕钳盘式制动间隙的自动调整〔图23-20〕钳盘式全盘式定钳盘式浮钳盘式
72第三节人力制动系一、机械制动系现在主要用于驻车制动。〔图23-26〕二、人力液压制动系组成〔图23-27〕制动主缸(MasterCylinder)制动轮缸(SlaveCylinder/WheelCylinder)、〔制动器〕主缸〔带储液室〕的结构和工作过程〔图23-28〕〔图23-29〕〔图23-30〕轮缸的结构〔图23-31〕〔图23-32〕
73第四节动力制动系一、气压制动系1.组成〔图23-33〕〔图23-34〕空气压缩机→湿储气筒→干储气筒→制动阀→制动气室2.空气压缩机及调压阀〔图23-38〕〔图23-40〕
743.制动阀〔图23-47〕制动阀由驾驶员操纵,以控制气压制动系是否工作以及控制制动力大小。随动作用:制动踏板行程↑,那么制动阀的输出压力↑;制动踏板力↑,那么制动阀的输出压力↑。工作过程:不工作:排气阀开,进气阀关;制动气室无压力。踏板下踩:排气阀关,进气阀开;制动气室压力升高。踏板停滞:排气阀关,进气阀关;制动气室压力不变。(平衡状态)踏板上放:排气阀开,进气阀关;制动气室压力下降。类型:串列双腔活塞式〔图23-46〕并列双腔膜片式〔图23-47〕大气大气储气筒制动气室膜片膜片回位弹簧芯管排气阀进气阀阀门平衡弹簧平衡臂排气间隙来自踏板的力
75二、气顶液制动系与全液压动力制动系与液压式相比较,气压式有如下特点:工作压力低,因而部件的尺寸、重量大;制动臂、凸轮轴等使非簧载质量增大;气体可压缩,因而工作滞后时间约三倍于液压制动系;气体不需回收,无“回路〞.气顶液制动系兼取二者之长:〔图23-57〕以气顶液,增大工作压力;缩短气压系统管路长度,减少滞后时间;用轮缸式制动器,减小非簧载质量。全液压动力制动系〔图23-58〕
76第五节伺服制动系分类增压式〔间接操纵式〕:〔图23-62〕人力→主缸→伺服系统控制装置→辅助缸→轮缸助力式〔直接操纵式〕:〔图23-69〕人力→伺服系统控制装置→主缸→轮缸气压伺服式真空伺服式液压伺服式
77一、增压式伺服制动系〔一〕真空增压伺服制动系〔图23-62〕真空增压器的工作原理〔图23-63〕〔图23-64〕〔二〕气压增压伺服制动系〔图23-65〕原理与真空增压类似二、助力式伺服制动系〔一〕真空助力式制动系〔图23-69〕真空助力器工作原理〔图23-70〕〔二〕气压助力式制动系〔图23-71〕
78第六节制动力调节装置附着系数与滑转率的关系车轮抱死〔滑转率100%〕时,侧向附着力极小。前轮先抱死,丧失转向能力;后轮先抱死,在侧向干扰力下,甩尾严重。要求同步抱死;尽量防止后轮先抱死。前后制动力的分配考虑附着系数、制动时前、后轴的地面法向力〔与汽车的质量、质心位置等有关〕等,可得到能保证前后同步滑移的特定汽车的“理想制动力分配曲线〞〔图23-73〕。采用制动力调节装置,可使前后制动力分配特性曲线接近理想制动力分配曲线。滑转率纵向横向附着系数
79一、限压阀与比例阀〔一〕限压阀〔图23-74〕1.制动力分配曲线2.结构原理P1升至一定时,此阀门关闭,P2那么不再升高。P2P1P1〔前〕P2〔后〕满载空载
80〔二〕比例阀〔图23-75〕1.制动力分配曲线2.结构原理P1(前)P2(后)满载空载阀门开启时:P1=P2阀门关闭时〔平衡状态〕:P2=P1•A1/A2+F/A1P2P1阀门A1A2F
81二、感载阀感载限压阀的特性〔图23-77〕感载比例阀的特性〔图23-77〕工作原理:〔图23-78〕三、惯性阀1.惯性限压阀〔图23-83〕调节起始点在惯性球离开阀门的时刻。调节起始点取决于汽车〔惯性球〕的减速度〔与汽车总质量有关〕。上、下坡时,起始点相应改变。2.惯性比例阀〔图23-84〕原理与惯性限压阀类似。四、制动防抱死装置〔ABS/AntilockBrakingSystem〕制动时将车轮滑转率控制在20%左右,以获得较大的纵向附着系数和横向附着系数。悬架某元件的变形或运动改变阀内活塞或弹簧的作用力调节起始点改变
82第七节辅助制动系发动机缓速〔图23-88〕牵引电机缓速液力缓速〔图23-89〕电磁缓速空气动力缓速
83第二十三章复习思考题一、制动系分为哪些类型?二、制动器分为哪些类型?三、什么是制动间隙?什么是制动间隙的局部调整、全面调整?四、制动间隙的自调装置有哪两种类型?五、钳盘式制动器分为哪两种形式?盘式制动器有哪些优点?六、制动主缸是怎样工作的?七、气压制动回路中有哪些主要元件?八、气压制动阀是怎样实现其随动作用的?什么是其“平衡状态〞?九、增压式与助力式伺服系统有什么不同?十、制动限压阀、比例阀分别有什么作用?常见形式的工作原理是怎样的?十一、什么是感载阀、惯性阀?