李俊玲 汽车工程专业英语1Word格式文档下载.docx
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1．3．1动力传动系统
动力传动链把转动力矩从发动机传递到驱动轮上。
动力传动链包括一个供手动传输的离合器或自动传输的力矩转换器、传输装置、动力轴、后桥驱动和差动齿轮、驱动轴。
作为替代可用一个驱动桥。
驱动桥是一个把传输装置、后桥齿轮和差动齿轮组合在一个箱体中的装置。
一台手动车辆用一个离合器使发动机与动力传动链离合。
发动机力矩通过离合器传递到传动装置或驱动桥。
传动链包含若干齿轮副，在把力矩传递给其他动力链之前增减力矩。
选择的齿轮速比越低，传递的力矩越大。
从静止起动的车辆需要大的力矩，而一旦运动，则只需要很小的力矩维持其速度。
选择的速比越高，发动机速度越低。
湖北汽车工业学院李俊玲老师回复：
Thelowerthegearratioselected,thehigherthetorquetransmitted.Avehiclestartingfromrestneedsalotoftorque,butonceitismoving,itcanmaintainspeedwithonlyarelativelysmallamountoftorque.Ahighergearratiocanthenbeselected,andenginespeedreduced.选择的挡位越低，扭矩传递越大。
汽车启动需要较大扭矩，但是一旦启动了，只需相对小的扭矩保持速度。
那么，可以选择较高的挡位，降低发动机转速。
本段里的gearratio在此指的是“齿轮比”，也就是“挡位”，不是transmissionratio传动比（可查看70页）。
gearratio=1/transmission
齿轮速比（挡位）越低，传动比越高，发动机转速高；
相反，齿轮速比（挡位）越高，传动比越低，发动机转速低。
发动机在前、后轮驱动的传统车辆用一个动力轴，叫做传动轴，它把力矩从传动装置传递到后桥上。
后桥为增大作用于传动轴上的力矩提供了后齿轮减速。
在前发动机后驱动轮车辆中，后桥使传动方向改变了90度。
在后桥内，差动齿轮副把力矩分到轴上，并在转弯时允许每一个轮子有不同的速度。
轴把力矩传递到驱动轮上。
在后轮驱动车辆中，轴可以是固定的或含有允许悬挂装置移动的关节。
对于前轮驱动车辆，驱动轴有允许悬挂和操纵系运动的万向关节。
除齿轮选择是由液压或电控制外，自动传输或驱动桥执行了与人工操纵或驱动桥的类似功能。
自动操纵用力矩转换器，它充作液力联轴节传递动力。
1．3．2转向系统
车辆的运动方向由转向系统控制。
基本的转向系统有3个主要部分：
一个与转向轮连接的操纵箱、把转向箱连接到位于前轮的车轮部件上的连接和使车轮组件绕枢轴转动的前悬置件。
当司机转动转向轮时，转向柱轴使转向齿轮转动，转向齿轮使与前轮连接的横拉杆移动，横拉杆带动前轮运动，使车辆向右或向左转动。
1．3．3悬挂系统
完整的悬挂系统的目的是把车体与来自路面的颠簸和振动隔离开，否则颠簸和振动会传递给旅客和货物。
不论路面如何，它还必须使轮胎与道路保持接触。
一个基本的悬挂系统由弹簧、轴、吸振器、臂、杆和球铰链。
弹簧是悬挂装置上具有弹性的零件，基本类型有：
钢板弹簧、螺旋弹簧和扭杆弹簧。
现在的载客车辆一般用轻型螺旋弹簧，与载客车辆比较，轻型商务车用承重更大的弹簧，前端用螺旋弹簧，后端用钢板弹簧。
重型商务车辆一般用钢板弹簧或空气弹簧。
车轮强度必须能承载车辆，抵抗正常运行产生的力。
同时，它们必须尽可能轻，以使不支承在弹簧上的重量最小。
车轮轮毂用钢板冲压成型，也可用铸铝合金制造。
由于铝合金的特点，多用铝合金轮毂，因为它们比类似的钢质轮毂更轻。
铝是更好的热导体，因此与钢质轮毂比较，铝合金轮毂能更有效地扩散来自车刹和轮胎的热量。
轮胎在车辆和道路之间提供了一层软垫，降低振动的传递。
它还提供摩擦，这使车辆能够正常地运行。
现在有多种材料用于制造轮胎，橡胶是主要材料。
常见的两类轮胎结构有交叉状和子午线。
现在大多数载客车辆轮胎用子午线，在四轮驱动和重载车辆上子午线正在取代交叉状轮胎。
有内胎轮胎需要内胎把空气密封在轮胎内。
无内胎轮胎是把整个车轮和轮胎组件制造成气密型，取消了内胎。
这需要一个特殊的气密阀组件，它能紧紧地装配进轮缘或可用螺母和密封垫紧固。
1．3．4制动系统
鼓式制动器有一个附在车轮毂上的鼓，通过制动蹄向鼓的内侧膨胀制动。
用盘式式制动器，附在轮毂上的盘被夹在两个刹车片之间。
在轻型车上，这两种制动系统都是用液压操纵的。
刹车踏板操控主气缸动作，液压管把主缸连接到车轮上的制动缸上。
现在大多数轻型车既可以在前轮上用盘式制动器，后轮上用鼓式制动器，也可以在所有四个轮子上都用盘式制动器。
操控盘式制动器需要更大的力。
制动增压器可以帮助司机在操纵制动器时增加作用于主缸上的力。
空气制动系统用在重型车辆上，作用于大直径隔膜上的压缩空气向制动器组件提供了很大的力。
空气压缩机把空气抽进储气罐，驾驶员控制阀使压缩空气通入不同的车轮组件以操控摩擦制动器。
在铰链连接的车辆上，应当把力作用于尾车刹上的延时减到最小，这是用一个继电器阀和一个装在尾车上的独立储气罐实现的。
如果尾车不与主？
？
连接，这个布置方式也用于制动器。
所有车辆都必须至少用有两套独立的制动系统，它们叫做？
制动和紧急制动。
现在也常称之为脚刹和停车刹。
大多数轻型车用脚刹，通过液压系统作用于各车轮上，手动刹车是机械式的，仅仅作用于后轮上。
手笔刹系统的常见用途是在停车时固定车辆。
两个系统的设计是相互独立的，一旦其中一个失效，另一个还可以工作。
1.4电气系统
电气系统为起动器、点火、照明和加热器提供电源。
电位由充电电路维持。
1．4．1充电
充电系统为车辆上的所有电气元件提供电能。
充电系统主要包括：
电池、交流发动机、电压调节器（往往集成到交流发动机），充电报警或指示灯和形成电路的导线。
电池为起动提供电能，一旦发动机运转，交流发动机为车辆的电气元器件提供电能。
它还为电池充电补充起动发动机使用的电能。
电压调节器防止过充电。
1．4．2起动
1．4．3点火
第二章内燃机
2．1工作原理
2．1．1能源和动力
能源用于产生动力。
燃料以控制的速率燃烧，燃料中的化学能转换为热能。
这个过程叫做燃烧。
如果发动机燃烧发生在动力室内，这种发动机叫做内燃机。
如果燃烧发生在气缸外，这样的发动机叫做外燃发动机。
汽车使用的发动机是内燃热发动机。
在燃烧室内释放的热能提高了室内燃烧气体的温度。
气体温度的增加使气体的压力增加。
在燃烧室内产生的压力作用于活塞的顶部，产生机械力，这个力转换成有用的机械动力。
2．1．2发动机术语
通过连杆把活塞连接到曲轴，这使气体带动轴转动半圈。
出力行程消耗气体，因此必须为排出燃烧过的气体和向气缸充入新鲜的油气混合物提供通路。
对气体运动的控制是阀的？
，进气阀允许新的混合气在适当的时间进入气缸，排气阀则在气体做功后排出气缸。
发动机术语见图2-1。
TDC（TopDeadCenter）:
当活塞距离曲轴最远时曲柄和活塞的位置。
BDC（BottomDeadCenter）:
当活塞距离曲轴最近时曲柄和活塞的位置。
Stroke:
thedistancebetweenBDCandTDC;
strokeiscontrolledbythecrankshaft.
Bore:
气缸的内径。
Sweptvolume:
（有效容积）TDC和BDC之间的容积。
发动机排量：
所有气缸的有效容积，即2升（
）排量的四缸发动机的单缸有效容积为
。
余隙容积：
当活塞处于TDC位置时，活塞上的空间容积。
压缩比
两行程：
曲轴每一转一个出力行程。
四行程：
曲轴每两转一个出力行程。
2．1．3四行程火花点火发动机循环
火花点火发动机是一种外部提供点火的内燃发动机，它把燃料中的能量转换为动能。
工作循环分为四个活塞行程。
为了完成全循环，取曲轴的两转来说明。
工作行程见图2-2：
1．进气行程
活塞向下运动增加了气缸的容积，新鲜的燃气混合气通过打开的进气阀进入气缸。
2．压缩行程
活塞上行减少了气缸的容积，压缩燃气混合气。
就在活塞到达TDC之前，火花塞点燃了压缩的燃气混合气，开始了燃烧过程。
更高的压缩比意味着燃料的更好的利用率。
压缩范围是由敲缸极限限制的。
3．出力行程
火花塞的火花点燃压缩的燃气混合气后，作为混合气燃烧的结果，缸内气温上升。
缸内的压力增大，迫使活塞向下。
通过连杆，活塞把动力传递给曲轴。
4．排气行程
通过打开的排气阀，上行的活塞排出燃烧后的气体。
第四个行程完成后，循环重复。
2．1．4发动机？
发动机有数百个零件。
主要零件有发动机缸体，发动机缸盖、活塞、连杆、曲轴和阀。
加入其他零件以形成系统。
这些系统是燃料系统、进气系统、点火系统、冷却系统、润滑系统和排气系统（图2-3）。
这些系统中每一个都有确定的功能，将在其后讨论这些系统。
2．2发动机座和气缸盖
发动机座是发动机的基础结。
构。
所有其他发动机零件或装在其内，或固定于其上。
它承装气缸、水套和油道（图2-4）。
发动机体还承装曲轴，它固定于发动机体的底部。
凸轮轴也装在发动机体内，顶置凸轮发动机除外。
在大多数汽车中，气缸体是由灰口铸铁或灰口铸铁和其他金属如镍或铬的合金（混合物）制造的。
发动机缸体是铸件。
某些发动机缸体，特别是较小的汽车上使用的发动机缸体是用铸铝制造的。
这种金属比铁轻，但铁的耐磨性比铝好。
因此大多数铝制发动机的气缸是用铁或钢衬的。
这些套叫做气钢套。
某些发动机缸体是全铝制的。
2．2．2缸套
在发动机缸体中使用缸套是为了对活塞和活塞环提供硬的耐磨材料。
缸体可以用一种易于铸造的铁制造，而缸套则用另一种能够更好地抵抗磨损和撕裂的材料制造。
缸套主要有两种类型：
干的和湿的。
干的缸套可以铸造进或压入一个新的气缸体，或者用于？
严重磨损或损坏的、不易重新镗孔的气缸。
它是压入在气缸体的孔中的。
它的壁厚约有2mm厚。
它的外表面全长与缸体接触，它的顶部与缸体的平齐，几乎看不出。
一旦落位，干式钢套永久成为气缸的一部分。
用湿套时，它的外表面是气缸周围水套的一部分。
之所以称为湿套是因为对它的外表面施以冷却剂。
这有助于加速钢套和冷却剂之间的热传递。
这种钢套的顶部是密封的以防止冷却剂泄漏。
2．2．3气缸盖
气缸盖固定于缸体的顶部，恰象装在一幢房子的房顶。
气缸盖下与活塞顶部形成燃烧室。
对于轻型车的单列发动机，所有气缸有一个气缸盖；
更大的单列发动机有两个或更多的气缸盖。
就象发动机缸体，气缸盖可用铸铁或铝合金制造。
用铝合金制造的气缸盖比铸铁气缸盖轻。
铝导热远比铸铁快。
在燃油发动机中，三种最普通的燃烧室是半球形、楔形和准半球形。
气缸盖上装有阀、阀弹簧和摇臂轴上的摇臂，阀齿轮上的这部分通过推杆工作。
有时凸轮轴直接装进气缸盖，并在没有摇杆的阀上工作。
这叫做顶置凸轮轴布置。
2．2．4衬垫
气缸盖用高强度钢螺栓固定到气缸体上。
缸体与缸盖之间的结合必须是气密的，因此没有然燃气混合气泄漏。
这是用气缸衬垫实现的。
采用三文治衬垫，即两层铜片之间夹一层石棉，这两种材料都能发动机内的高温和高压。
2．2．5油底壳
油底壳常用钢板冲压成型。
油底壳和气缸体的较低的部分一起叫做曲轴箱，它们把曲轴封闭起来。
润滑系统的油泵从油底壳抽取润滑油，将其送到发动机各工作部位。
油排出并流入油底壳。
这样，在发动机油底壳和工作零件之间有一个持久的油流循环。
2．3活塞、连杆和曲轴
2．3．1曲柄机构和气动力
单气缸动力设备的曲柄机构是由活塞、连杆和曲轴组成的。
这些零件受气动力作用，因此使它们产生惯性力（图2-7）。
作用在活塞上的气体力
可以分解为活塞作用于缸壁的侧向力
和连杆力
连杆力转而产生作用于曲柄机构的？
切向力
这个力与曲柄半径产生力矩和径向力
作为气动力的函数,可以用曲柄角
、连杠与气缸轴线的夹角
和连杆比
计算这些力。
以傅里叶级数的形式表达所有这些关系，这是一种表述振动计算的有用的方法。
2．3．2活塞组件
活塞是四冲程循环发动机的重要组成部分。
大多数活塞是用铸铝制造的。
通过连杆，活塞把燃烧燃料混合气产生的力传递到曲轴上。
这个力使曲轴转动。
薄的、圆的钢圈装进活塞槽内，用于密封燃烧室的底部。
这些圈叫做活塞环。
安装活塞环的槽称之为活塞环槽。
活塞销装进活塞的圆孔内，它把活塞连接到连杆上。
容纳活塞销的活塞上的厚的部分活塞销座。
活塞、活塞环和活塞销一起叫做活塞组件。
1．活塞
为了承受燃烧室的热，活塞必须有足够强度。
它还必须是轻的，因为它在气缸内上下移动时在高速运动。
活塞是空心的，它的顶部是厚的，顶部必须承受热冲击力和膨胀力。
活塞的底部是薄的，这里有较少的热。
活塞顶部是盖，薄的部分是活塞裙。
活塞环槽之间的截面叫做环带。
活塞顶可以是平顶、凸顶、圆顶或凹顶。
在柴油发动机中，在活塞顶部件部分地或完整地形成燃烧室，这取决于喷射方法。
因此它们用不同形状的活塞。
2．活塞环
如图2-9所示，活塞环装进活塞顶部附近的环槽。
用最简单的术语，活塞环是薄的、圆形的金属件，装进活塞顶部的环槽中。
在现在的发动机中，每一个活塞有三个环。
（在老式发动机中活塞有四个或五个环。
）环的内表面与活塞的环槽配合。
环的外表面压向气缸壁。
活塞环在活塞与气缸壁之间提供了需要的密封。
即只有活塞环接触气缸壁。
顶部两个环是把气体保持在气缸内，叫压缩环。
较低的环防止油从燃烧室溅上气缸孔，叫油环。
在汽车发动机上常用镀铬铸铁压缩环。
镀铬表面提供了非常平滑、耐磨的表面。
在动力行程阶段，作用于压缩环上的燃烧压力非常高，这使它们扭曲。
一些高压气体进入环的背面，这迫使环的表面完全与气缸壁接触。
燃烧气体的压力还使环的底部紧贴环槽的底部。
因此，燃烧产生的高压使环的表面和气缸壁产生更紧的密封。
3．活塞销
活塞销把活塞和连杆连接起来，这个销装进活塞销孔，穿过连杆的顶端的孔。
杆的顶端比装在曲轴上的那一端小得多。
小端装在活塞的底部。
活塞销穿过活塞的一侧，通过连杆的小端，然后在穿过活塞的另一侧。
它把杆牢牢地固定在活塞的中心。
活塞销用高强度钢制造且为空心。
许多活塞销表面镀铬以使其更好地耐磨。
2．3．3连杆
连杆用高强度钢缎造。
它把来自活塞的力和运动传递到曲轴上的曲柄销。
连杆的小端连接到活塞销上。
衬垫用软金属如铜制造，用于结合。
连杆的小端与曲折轴轴颈配合，这一端叫大端。
对于这一端轴承，用钢背铅或锡壳轴承。
这些与主轴承所使用的相同。
连杆大端的切口有时是斜的，因此它小到足以通过缸孔。
连杆用合金钢锻造。
2．3．4曲轴
曲轴（图2-10）与连杆连接，它把活塞的往复运动转变为驱动车辆的旋转运动。
它一般用含少量镍的碳钢制造。
主轴承轴颈装进气缸体，大端轴颈与连杆一致。
在曲轴的后端与飞轮配合，在曲轴的前端，与正时齿轮、风扇、冷却水？
和交流发动机的驱动轮配合。
曲轴的摆幅即主轴颈和大端中心之间的距离，控制行程的长度，行程是摆幅的两倍。
行程长度是活塞从TDC运动到BDC的距离，反之亦然。
2．3．5气缸数和点火顺序
单缸发动机只在曲轴每两转提供一个动力脉冲。
发动机只在这段时间的四分之一出力。
采用一个以上的气缸时，可以获得更平滑的动力流。
增加的动力脉冲平滑地分隔四行程的两转。
四缸发动机常用于小汽车上（见图2-11）。
为了更好地平衡，曲轴的布置是当1和4号活塞在TDC时，2号和3号活塞在BDC。
动力脉冲之间的间隔是180度（半转）。
这个顺序图显示了发生在每一个气缸上的动作。
这个发动机的点火顺序是1-3-4-2，如果装另外一根凸轮轴，则点火顺序可以改变为1-2-4-3。
4号活塞总是与1号活塞相伴动作。
当4号气缸的进气阀全部打开时，1号气缸的进气阀则完全关闭。
记住这个特征在检查阀的间隙时是有用的。
2．3．6飞轮
飞轮用碳钢制造。
它装在曲轴的后面，？
使发动机在出力冲程之间保持转动，它还装有离合器，它的圆周上有起动器环轮齿，离合器把动力传递到传动装置上。
在四个冲程中只有一个工作冲程，因此在发动机在非出力冲程阶段，需要飞轮驱动曲轴。
2．3．7扭转振动平衡器
为了抑制发动机曲轴的正常扭转振动，需要谐振抑制器或振动阻尼器。
一个气缸点火时，它使曲柄摆动增大。
轴的其余部分的惯性使它稍稍滞后，在曲轴上产生扭转。
连续的气缸点火引起的扭转振动建立起振动频率，这些频率随发动机速度和发动机气缸数变化。
振动阻尼器减少了这些振动的影响。
振动阻尼器主要由一个轮毂和惯性环组成。
惯性环通过一弹性插件连接到轮毂上。
一个气缸点火时，惯性环相对于曲轴转动稍稍移动，因此对大范围内发动机速度抑制曲轴的扭转振动。
为了对大范围的振动频率进行更有效地控制，一些阻尼器设计有两个尺寸不同的惯性环。
在延长期，弹性体可能损坏或连接可能松动，阻尼器会变得无效，会产生振动的结果。
损坏的阻尼器必须更换。
在关于阻尼器设计（轮毂也是一个密封？
），密封可能磨损轮毂内的槽，导致油泄漏。
如果处在良好的条件，套筒型修理就能恢复。
在某些情况下，轮毂可能需要加工才能容纳修理套筒。
2．4发动机和传动装置
2．4．1固有的发动机振动
发动机内引起的振动是由往复运动的零件的循环加速和气缸气压的快速改变引起的，这会在每一个工作循环发生。
惯性和气体压力的变化产生三种传递到气缸体的振动：
1）垂直和/或水平振动和摆动；
2）波动的力矩反应；
3）曲轴的扭转振动
2．4．2悬架的原因
满足多项要求是悬架设计的目标，有些要求有相互矛盾的约束。
这些装置的duties的清单如下：
1）防止发动机和传动装置支点因刚性地固定到底盘或车体结构上产生的疲劳失效。
2）为了减小发动机振动传递到车体结构上的振动幅度。
3）为了防止车辆在粗糙的路面上行使时，把路面上车轮的振动过度地回弹传递到发动机上。
4）减少因发动机振动直接传递到车体结构上产生的噪声放大。
5）用弹性介质部分隔离发动机振动，减少人的不适和疲劳。
2．4．3摆动轴
发动机和传动装置必须悬架，因此它绕理想的转动中心（叫做？
轴）摆动时，允许其有最大的自由度。
这个主轴对发动机和传动装置振动产生最小的抗力，因为它们的质量对这根轴均匀地分布。
可以考虑发动机绕一根通过发动机和传动装置的重心的轴转动（图2-12），这正常地使摆轴产生相对于曲轴10°
～20°
的倾斜。
为了获得最大的自由度，悬架必须这样布置使它们在橡胶装置内产生最小的剪切抗力。
2．4．4悬架的六个自由度模型
如果可动的发动机的运动不受限制，它可以有六个振动模型。
任何运动可以分解为平行于通过发动机的重心的轴的三个线性运动和三个旋转运动，这三个轴相互垂直。
这些运动模型总结如下：
线性运动
旋转运动
水平纵向
转动
水平侧向
绕侧向轴转动
铅垂方向
绕铅垂轴转动
2．5阀系
阀系由那些在适当的时间打开和关闭阀的那些零件组成。
2．5．1阀的动作
为了协调四冲程循环，一组叫做气阀传动的零件打开和关闭气阀（分别使它们上下运动）。
这些气阀运动必须在适当的时间发生。
每一个气阀的打开由凸轮控制。
1．顶置凸轮轴气阀传动
凸轮是装在轴上的一个鸡蛋形金属零件，它与曲轴协调转动。
这根金属轴叫做凸轮轴，发动机的每一个阀在轴上都有单独的凸轮（图2-13）。
凸轮转动时，凸轮的高点推动连接阀杆的零件。
这个动作迫使阀向下运动。
这个动作能打开进气冲程的进气阀，或者打开排气冲程的排气阀。
当凸轮继续转动时，高点离开气阀机构。
当这个动作发生时，阀的弹簧推动气阀紧紧地关闭其开口。
现代汽车发动机中的阀位于发动机顶部的气缸盖内。
这叫做顶置气阀配置。
除此之外，凸轮轴位于气缸顶部时，叫做顶置凸轮设计。
一些高性能发动机有两个分立的凸轮，进气和排气阀各一套。
这些发动机叫做双顶置凸轮轴发动机。
2．推杆气阀传动
凸轮轴也可以置于发动机体内的发动机下部，为了把凸轮的运动向上传递到气阀上，需要额外的零件。
在这种布置中，凸轮凸起推向叫做凸轮挺杆的圆形金属杆。
当凸轮的凸起运动到凸轮挺杆下时，它推动凸轮挺杆向上（远离凸轮轴）。
凸轮挺杆？
一根推杆，它推向摇臂。
摇臂绕一根轴转动。
当摇臂的一端向上运动时，另一端向下运动，恰象一个翘翘板。
摇臂的向下的一端推上阀杆打开气阀。
因为一个推杆气阀传动有额外的零件，高速运动更困难。
典型的推杆发动机是以低速运动，结果是它比同规格的顶置凸轮设计产生更小的动力。
（记住，动力是做功的速率。
）
2．5．2气门间隙
当发动机工作在压缩和出力冲程时，气阀必须紧紧地关闭在它的阀座上以产生气密，因此防止气体从燃烧室泄漏。
如果气阀不能完全关闭，发动机就不能产生全动力。
阀盖还容易因热气通过燃烧，活塞冠？
可能触碰打开的阀，这可能严重地损坏发动机。
2．5．3配气正时
气阀打开和关闭的时间和气阀打开的时长用曲轴转动的角度表示。
例如，进气阀恰在活塞到达上止点前正常地开始打开。
它在活塞向下移动到BDC甚至过BDC时仍保持打开，这是进气阀打开持续时间。
这个例子可以说明为：
进气阀在17°
BTDC打开，进气阀在51°
ABDC关闭。
在这种情况下，进气阀打开持续时间是曲轴转过248°
这为压缩冲程留下了129°
持续时间，因为在活塞到达TDC时压缩结束。
在
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