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车辆知识目录第一章车身结构轿车车身下面以承载式车身为例进行介绍承载式车身一般由车身壳体、车身前后板制件、车门及其附件、车身内外装饰件、座椅及车身附件等组成图13-1车身壳体及车身覆盖件1-前保险杠;2-发动机罩;3-车身壳体;4-顶盖;5-行李箱盖;6-后保险杠;7-后翼子板;8-后车门;9-前车门;10-前翼子板
一、车身壳体车身壳体是车身部件和零件的__基础(见图13-2),是由纵、横梁和支柱等主要承力元件以及与它们相连接的板件共同组成的刚性空间结构车身壳体可分为四个部段前车身、中间车身、车身底部和后车身图13-2承载式车身壳体1-前挡泥板加强件;2-前车身铰柱;3-前挡泥板;4-前纵梁;5-前横梁;6-散热器支架;7-减振器支承;8-前围板;9-前围上盖板;10-窗柱(A柱);11-顶盖梁;12-顶盖侧梁;13-保险杠支承;14-后备箱盖;15-摺线;16-后侧板(后翼子板);17-车轮罩;18-止动销;19-后车门锁定立柱(C柱);20-中柱(B柱);21-门槛板
(一)前车身轿车的前车身构成发动机舱如图13-3为前车身结构示意图前车身主要由前纵梁、前横梁、散热器支架、前围板总成、前挡泥板等构件焊接在一起,形成一个整体前车身板制件如散热器罩、发动机罩、左右前翼子板等用螺栓连接其上前纵梁前细后粗,截面不等,是前车身的主要强度件,能够提高汽车受冲撞时对冲击能量的吸收发动机、前悬架和转向装置都__在前挡泥板和前纵梁上,那么车身变形将影响这些装置的定位,因此前纵梁和前横梁用__度钢制成箱形截面构件前围板总成包括前围上盖板、盖板侧板、前围板,前围板也叫防火板或火墙
(二)中间车身中间车身即是乘座舱,由侧车身和顶盖组成侧车身在行驶中能承受从地板传来的各种载荷,并分散到车身各部图13-4为侧车身结构示意图侧车身的门框、门槛、中柱等均采用__度钢制成的抗弯曲能力较高封闭性断面结构车顶、车身底板和立柱等构件均以焊接方式组合在一起窗柱起着支承风窗和车顶的作用,一般下部做的粗大,上部的截面尺寸因需要考虑驾驶视野而缩小中柱是车顶的支承件,它增强了车顶的强度,并且为后门铰链提供了__位置后柱用以支承车顶的后部和后窗玻璃图13-3轿车前车身结构部件1-前悬架横梁;2-发动机罩锁支架;3-前横梁;4-散热器侧支架;5-散热器上支架;6-前挡泥板;7-发动机罩铰链;8-前围上盖板;9-前围上盖板侧板;10-前围板;11-前纵梁图13-4侧车身结构部件1-中柱;2-底板主侧梁;3-门槛;4-前围上盖板侧板;5-前车身柱下角撑板;6-盖板侧托架;7-窗柱外柱;8-窗柱内侧加强板;9-窗柱内柱;10-中柱上部外侧加强板;11-顶盖内侧梁;12-顶盖外侧梁;13-顶盖水槽;14-顶盖内侧板;15-后侧板支架;16-后侧板;17-后侧板下部延长板;18-行李托架至底板连接件;19-后轮罩外板;20-后轮罩中心撑板顶盖通常整体钣金成型,是所有车身板件中最大的,由车窗框内侧上部支架、车身立柱、顶盖侧部的纵梁和顶盖后部的后车窗内板支撑,车身顶盖的中部由顶盖横梁加固
(三)车身底部车身底部包括底板、后备箱底板、内外车门槛板、前后部所有的梁以及与车身底板焊接的其它支撑件,参见图13-5轿车车身底部通常为钢板冲压成型后利用焊接方法组成整体,其结构比较牢固除选用__度钢板冲压外,车身底板还配置了抗载能力强的车身纵梁和横梁车身测量和维修用的基准孔也反映在车身的横、纵梁上图13-5车身底部结构部件1-底板主侧梁;2-前底板下加强梁;3-前侧梁;4-前横梁;5-前底板;6-前底板1号横梁;7-中部底板前板;8-中部底板;9-底板侧板;10-后底板;11-后底板1号横梁;12-后侧板支架;13-后侧板下部延长板;14-后底板侧梁;15-门槛外板
(四)后车身轿车后车身是用于放置物品的空间,也叫行李箱或后备箱,后部车身包括后挡板隔板、后翼子板、内外轮罩(挡泥板)、行李箱底地板、后围板(后板)图13-6三箱车后车身结构部件1-后座软垫托架;2-后围上盖板;3-顶盖内侧板;4-后备箱门铰链;5-后轮罩内板;6-后翼子板;7-后围板;8-后备箱后壁板;9-后地板如图13-6所示,轿车的后围上盖板和后座的软垫支撑托架连接在边车身和底板上后围板可防止车身扭曲两厢轿车由于没有后备箱,采用加大顶盖内侧后板及后窗上部框架,将顶盖内侧板延伸至后侧板等措施来加强车身刚度,参见图13-7图13-7两厢车后车身结构部件1-顶盖后盖板;2-车身后底板下板;3-车身后底板上板;4-后侧板;5-后轮罩内板;6-后轮罩外板
二、车身前后板制件车身前后板制件包括发动机罩、散热器罩(格栅或前脸)、前后翼子板、前后保险杠和行李箱盖等
(一)发动机罩及行李箱盖发动机罩多用__度钢板冲压成网状骨架与蒙皮组焊而成,多数轿车还在夹层之间使用了耐热点焊胶,使之确保刚度并在其间形成良好的消音胶层发动机罩用铰链与车体连接,并装有自动弹起装置,当驾驶员按下发动机罩开启按钮时,发动机罩的前端能自动弹起,如图13-8发动机罩还设有锁、撑杆及其他附件图13-8发动机罩及其附件1-缓冲胶垫;2-锁座;3-铰链;4-密封条;5-内扣手;6-撑杆;7-车头锁为方便乘员携带行李,汽车上还设有行李箱为了使行李不受雨水、尘土侵入,又方便存取,在行李箱上设有行李箱盖,如图13-9所示图13-9后备箱盖及附件1-锁座;2-拉线;3-密封条;4-锁;5-扣手;6-扭力杆;7-铰链
(二)散热器罩散热器罩如图13-10所示通常采用螺丝、螺栓或铆钉固定在前挡泥板和前翼子板上,散热器罩一般为钢板模压成型,或由塑料、铝或金属板制成,然后镀铬处理
(三)前后翼子板翼子板是指覆盖车轮的部分,轿车均装有前后四个翼子板传统的后翼子板与前翼子板一样用螺栓装在车身上,但有很多轿车的后翼子板是与(后板)构成一体的轮罩通常用焊接法附于后翼子板上图13-10__雅阁轿车前脸总成1-车型标志;2-固定夹;3-前脸下部压条;4-左右前照灯装饰板;5-内固定垫片;6-前脸上压板端卡;7-压板固定螺钉;8-标志牌固定螺母;9-标志片顶部;10—标志牌__板;11-凸缘螺母;12-前脸上压板;13-前脸;14-螺钉;15-前照灯装饰板;16-螺钉
(四)保险杠一般轿车具有前、后保险杠保险杠是吸收碰撞冲击能的主要部件,一定程度上也起装饰作用保险杠一般通过各种托架、减振件或隔振件由螺栓与车身纵梁的端部固定连接,如图13-
11、13-12所示保险杠通常用2~4mm的钢板冲压而成,或用工程塑料模压成型,现在许多汽车生产商在保险杠的外侧__有弹性的保护层和压条,并且__与车身流线形状相匹配的面板,把前、后保险杠罩起来,以增加美感这些面板由合成橡胶材料如氨基甲酸乙脂制成如果面板在碰撞时损坏不严重,可以采用合适的材料对面板进行修理图13-11__雅阁轿车前保险杠1-减振器固定螺母;2-减振器固定螺钉;3-减振器座;4-前保险杠吸能减振器支架;5-保险杠固定螺钉;6-保险杠中梁;7-左右中保险杠减振器;8-锚栓夹;9-前保险杠固定板;10-固定板夹;11-保险杠固定螺钉;12-前保险杠吸能减振器;13-保险杠固定螺钉;14-保险杠;15-保险杠挡板图13-12__雅阁轿车后保险杠1-减振器固定螺钉;2-减振器座;3-保险杠固定螺钉;4-后保险杠中梁;5-左右中保险杠减振器;6-锚栓夹;7-保险杠固定板;8-固定夹;9-保险杠固定螺钉;10-后吸能减振器;11-减振器固定板;12-后保险杠
三、车门及附件一般的汽车都有两到四个车门,车门及其附件对车身外形和结构性能起着重要作用,详见第四节
四、车身附件及内外饰件车身附件和饰件是用来隐蔽粗糙的未__的边缘,如车身的门、窗开口以及其他开口和板件边缘,有些则兼有功能性作用一般车身附件既有实际用途,其外观又有装饰作用,如散热器罩、灯具、后视镜、门手柄、窗手柄、锁等内外饰件对车辆的结构和性能不起作用而只具纯装饰性,又称为镶边或饰边,如车内外装饰条、车内软饰件、轮毂罩、标志、浮雕式文字等饰件通过连接件、扣件和压件及双面胶等__在车身内外轿车车身上常见的连接件和扣件的类型如图13-1313-13轿车车身上常见的连接件和扣件
五、车身隔音防噪汽车内的噪声通常是由空气动力噪声、机械噪声及空腔共鸣引起要控制车内噪声,除从减少声源着手外,还必须在车身上采取防振、隔振措施如底地板上贴有柔软的石棉垫或毡垫等隔音吸音材料;车内利用多孔吸声材料的内饰来吸收声波;前围板、底地板上的许多穿线孔、__孔等采取密封效果较好的穿线胶套等如图13-14为轿车车身防振、隔振、阻尼材料的应用图13-14轿车车身防振、隔振、阻尼材料的应用件图13-20长头驾驶室的外形a)鳄口型;b)车头翻转型车门及附件
一、车门类型车门的打开方式可分为旋转式车门、推拉式车门、折叠式车门、上掀式车门、外摆式车门、飞翼式车门几大类旋转式车门是轿车、货车上使用的最为常见的一种车门类型;推拉式车门仅仅适用客车和部分箱式货车;折叠式车门广泛用于大、中型客车的乘客门,启动方式普遍采用气动;上掀式车门广泛用于轿车、轻型商用汽车、救护车等的后门,便于装卸行李、物品
二、车门结构轿车车门由车门壳体、车门附件和内饰盖板组成车门壳体按其结构形式分可分为整体式或框架式整体式车门的玻璃框是与门内、外板一起冲压制成的,其优点是车门零件数少,组装方便,缺点是__困难,需大型冲压设备框架式车门,玻璃窗框是用螺钉固定或焊接在门体上的,如图13-25车门外板是将钢板冲压成为适合整车结构需要的曲线和形状车门内板门是各种附件的__基体,在其上装有门铰链、升降玻璃及其导轨、玻璃升降器、门锁、车门开度限位器等附件有的轿车门内还布置有暖气通风管道和立体声收放音机的扬声器等等图13-25车门壳体1-__铰链和门锁的加强板;2-玻璃横向加强板;3-玻璃窗框;4-门外板;5-加强板;6-玻璃升降导板;7-门内板
三、车门附件车门附件包括车门铰链、车门开度限制器、带有内外操纵手柄的门锁、定位器、车门密封条、车门内外把手、扶手、外饰条等,在车门内、外板之间还装有玻璃、玻璃导槽和导轨及玻璃升降器和玻璃调节手柄,见图13-26
(一)门锁手柄门锁的手柄和锁心大多制成一体门锁的外手柄可分为旋转式、按钮式、扳机式、掀拉式,如图13-27所示其中掀拉式外手柄置于车门__皮的凹槽内,空气阻力小,安全性好,美观大方并与车身构成一体,内手柄主要有旋转式和掀拉式两种类型,如图13-28
(二)玻璃升降器汽车玻璃升降器是调节风窗玻璃开度大小的专用部件按操作方式分为手动式和电动式两种手动式玻璃升降器主要依赖于手的摇转来操纵玻璃的升降,分为臂式玻璃升降器、钢丝绳式玻璃升降器、带式玻璃升降器和齿簧式玻璃升降器如图13-29所示为手动钢丝绳式车门玻璃升降器的结构,其优点是占位小重量轻,成本低,且易于__布置(可通过改变钢丝绳长度来任意确定手柄轴的位置)尤其适用于曲面玻璃电动玻璃升降器与手动玻璃升降器的不同特点是用可逆式直流电动机和减速器取代了手摇柄,并使玻璃升降器很容易地实现__控制通过操纵仪表台上的控制钮,即可十分方便地使全部车窗玻璃升降,也可实现对部分玻璃升降的控制与调整图13-27门锁外手柄a)旋转式;b)按钮式;c)扳机式;d)掀拉式车身侧窗上所用的交叉臂式电动玻璃升降器如图13-30所示,主要由玻璃、升降臂、玻璃托槽、齿轮箱、电动机和扇形齿轮等零件组成电动机及其减速机构,主要由永久性磁铁、涡轮、扇形齿轮、小齿轮、蜗杆、橡胶联轴节和电动机转子等零件组成其动力传递路线为驱动电动机→蜗杆→小齿轮→扇形齿轮→升降臂→玻璃__槽板→玻璃升降
(三)密封条密封条在车门与车身之间起密封、缓冲、作用密封条的材料一般采用表面具有合成橡胶护膜海绵橡胶,也有采用硬质橡胶或__R海绵的表面护膜是采用氯丁二烯或氯磺化聚乙烯类的合成橡胶,护膜厚度
0.1~
0.5mm,具有耐磨作用,且使密封条外形美观密封条的界面形状有弯曲形、压缩形、复合型和空心压缩型,如图13-31所示图13-28门锁内手柄a)旋转式;b)掀拉式图13-29手动钢丝绳式玻璃升降器1-内手柄;2-夹持玻璃的托槽;3-钢丝绳;4-滑动器;5-__导轨;6-固定支架图13-30臂式电动玻璃升降器1-玻璃;2-升降臂;3-托槽;4-齿轮箱;5-电动机;6-扇形齿轮图13-31密封条的截面形式a)弯曲型;b)压缩型;c)复合型;d)空心压缩型1-硬质橡胶;2-海绵橡胶;3-金属骨架第五节车窗车窗是车身的重要组成部分,它包括汽车前后风窗和侧窗
1、风窗
(一)风窗玻璃现代汽车的风窗,不论是轿车、客车或货车,大多数采用全景曲面玻璃或称大圆弧形状的挡风玻璃,风窗玻璃的形式有如下几种
1.钢化玻璃钢化玻璃是将平板玻璃由炙热状态骤冷,使表层收缩而对其心部造成积压预应力,而获得较__度的玻璃承压应力比普通玻璃大,冲击与疲劳强度比普通玻璃高得多,弹性及热稳定性也好;钢化玻璃一旦破碎,整块玻璃就变成大小均匀、周边无尖角的小块,不易伤人,安全性好钢化玻璃厚度一般为3~5mm缺点是拉应力比普通玻璃小,成型后不能再进行切割,一般是将普通玻璃制成所需形状再处理
2.区域钢化玻璃区域钢化玻璃在强化时__部分的冷却速度较边缘缓慢,因此主视区能形成保持一定能见度的大碎片,以便车辆能继续行驶一段必要的距离
3.夹层玻璃夹层玻璃又称G/P玻璃,由单层玻璃或多层玻璃板与单层或多层透明塑料膜粘结而成夹层玻璃破碎后,其状态与钢化玻璃不同,破裂仅局限于冲击点的周围,呈蛛网裂纹,冲击点以外区域不出现小裂纹,所以不妨碍驾驶员的视线由于有软性的中间层,破碎的玻璃被粘在塑料胶层上,从而保证使用安全性特别是较厚的PVB薄膜,耐穿透能力高,在撞车事故中,司乘人员的头就不会从玻璃中穿出而导致伤亡夹层玻璃的另一优点是成型后可以裁割修边鉴于上述优点,夹层玻璃是客车前风窗最理想的安全玻璃,尤其是大__全景前风窗玻璃大都采用夹层玻璃
4.带天线的玻璃及除霜玻璃(如图13-32所示)为改善天线的安全性、操作及维修方便以及消除由天线造成的气流噪声,可在前后风窗玻璃上__了各种天线,以用于车内电视、收音、__和导向早期__的天线玻璃是在夹层玻璃组合前,在夹层中封入极细的铜丝,现已趋向于用丝网印刷的方法将导电金属粉印在玻璃上,也可作防雾除霜之用采用网板印刷法将导电性胶印刷在玻璃上,使其成细线状,由于影响视线,此法只适用于后窗而喷镀法把透明金属膜镀在玻璃上,则可用在前风窗除霜导电玻璃可采用自动控制(如图13-33所示),以免去操作开关的麻烦
(二)风窗密封在车身的风窗口与挡风玻璃之间用橡胶密封条连接并封闭密封条起着密封及缓冲作用,可以防止车身扭转窗口变形时损坏挡风玻璃密封条用挤压成形法制造,为提高密封程度,可在密封条、玻璃、车身风窗法兰边之间填充不干的密封条图13-32带天线的玻璃a)、b)带天线的前风窗玻璃;c)、d)带天线的后窗玻璃图13-33除霜玻璃
二、侧窗现代汽车侧窗主要采用推拉式侧窗和升降式侧窗推拉式侧窗通风__不足一半,通风量较少多用于大客车;具有完善的冷气、暖气、通风等空调设备的高级客车常常将侧窗玻璃设计成不可__的,以提高车身的密封性;旋转式车门上装配的侧窗玻璃多为升降式,可满足人们对通风量的要求,多用于轿车第四章车身修理第一节汽车车身材料
一、车身用金属材料
(一)钢板车身质量的67%为钢板,一般采用
0.6~
1.5mm厚的薄钢板车身修理中遇到的钢板,大多数都是低碳钢,为减轻汽车重量逐渐采用超__度钢、__度钢、__度低合金钢等某些构件,特别是受腐蚀的构件,还广泛采用热镀锌钢板超强度钢在冷态下很难校正,如果修理时加热不当,钢的__度会受到破坏车门护梁和保险杠加强件等均采用__度钢制造,这些零件损坏,不能进行修理,只能更换__度钢对370~650℃温度区域非常敏感,加热校正时不正确的加热温度会降低钢的强度,要谨慎操作,损坏后最好更换
(二)铝合金为了达到汽车质量轻量化的目的,铝合金在汽车上的应用范围不断加大铝合金可用来制造汽车上的各种板,例如车身板制件,包括车门、发动机罩、行李箱盖和顶盖等,也可应用于饰件,例如装饰条、水箱前饰罩、侧保险杠等,另外其表面也可以再涂装表面覆盖有牢固的耐腐蚀塑料薄膜的铝板,不仅外观很好看,并且可以不用外加覆盖层就直接用于内、外装饰构件
二、非金属材料近年来非金属材料越来越多地应用于汽车制造上,其目的是减少汽车总质量汽车上用的非金属材料主要包括橡胶、塑料、玻璃钢
(1)塑料塑料具有质量轻、坚固、易着色等优点,在汽车材料中应用范围逐渐扩大塑料的种类很多,有聚氯乙烯、聚苯乙烯、低压聚乙烯、ABS塑料、聚丙烯、有机玻璃、尼龙(聚酰胺)及聚甲聚酰胺、泡沫塑料等,用于制造保险杠、格栅、仪表台、仪表板、灯罩、手柄、挡泥板、天窗、遮阳板、地板、地毯等零部件
(二)橡胶橡胶具有良好的柔性、不透水性、不透气性及电绝缘性等橡胶主要用作垫圈、缓冲、防尘、密封等配件,如密封条等
(三)玻璃钢自20世纪80年代开始,玻璃钢材料已开始应用于车身及附件的制作上玻璃钢是一种强度很高的结构材料玻璃钢材料包括热固性玻璃钢(以不饱合聚脂玻璃钢为主)、热塑性玻璃钢(如聚丙烯玻璃钢),还有ABS夹层板、聚氨酯等,主要用于制造翼子板、后备箱盖及前后保险杠、挡泥板等,有的甚至采用全玻璃钢车身第二节车身修理工艺
一、车身损伤的原因和形式
(一)磨损
1.原因相互接触的钣金件表面,由于受力产生相对运动而引起磨损所受的作用力越大,作用时间越长,材质表面硬度越低,则磨损越严重
2.损坏部位
(1)车身各铰链孔轴间的转动处
(2)门锁锁舌与锁扣间的撞击和滑动锁舌台肩限位板面间的间断撞击
(3)玻璃升降器齿轮接触齿间的滑动
(4)铰链孔轴松旷导致车门下沉后,门下表面与门框的摩擦
(5)发动机罩下表面与散热器上表面及翼子板上表面的振动接触和相对错动摩擦等
(6)各钣金件螺栓松动后的螺栓孔磨损,造成孔径增大
(二)腐蚀表层产生锈斑,漆层起泡剥落
1.原因
(1)金属表__有泥水,发生氧化反应而引起锈蚀
(2)焊修后,未经防锈处理而引起锈蚀
(3)接触化学药品而发生的化学腐蚀
2.损坏部位
(1)驾驶室后围下裙部夹层
(2)各车门内外板下部底槽
(3)各车门与门框之间的缝隙处
(4)钣金件保护漆剥落或表面磷化处理层损坏处
(三)裂纹和断裂
1.原因
(1)钣金件在制作成形或焊接过程中,产生的内应力
(2)汽车行驶时,车身的不断振动使钣金件承受交变载荷
(3)汽车急加速、紧急制动和转急弯时,使车身承受惯性力、离心力的作用
(4)汽车通过路况差的路面时,各钣金件承受扭转力的作用
2.损坏部位
(1)翼子板固定支架点焊处和固定螺栓孔周围
(2)车门内板前侧与加固板点焊处等存在焊接应力,易发生脱焊和焊点处板面撕裂
(3)车门铰链附近板面剪口处
(4)翼子板内外侧边缘
(5)钣金件拐弯、折边和狭窄部位
(6)驾驶室与车架连接部位
(7)各门框前、后下角
(8)螺栓孔磨损严重处板面
(四)皱褶和凹陷
1.原因钣金件板面受到撞击或挤压会引起机械损伤
2.损坏部位常见散热器罩,发动机罩前端,左石翼子板的前端和外侧,车门外板等处
(五)弯曲和扭曲
1.原因
(1)车身受撞和挤压
(2)汽车行驶振动的交变载荷
(3)急加速、紧急制动、急转弯的惯性力
(4)通过路况差的路面使车身扭转等
2.损坏部位
(1)骨架和支架远离固定点的部位,如门框框架
(2)翼子板及其支架发动机罩的侧缘
(3)天窗盖框架及覆盖板
(4)行李箱盖侧缘
(5)侧窗框架车身磨损、腐蚀、裂纹和断裂属于正常损伤;则皱褶和凹陷属于碰撞造成的非正常损伤;弯曲和扭曲有可能是使用中的正常损伤也有可能是碰撞引起,应注意区分
二、车身修理工艺
(一)车身局部损伤的修理工艺车身的各关键性控制尺寸如果没有明显的变化,车身损伤仅是局部凹陷、刮蹭等情形,一般不用拆卸,可就车进行钣金修理,如需拆卸再修理可拆除固定螺母螺栓或用气割、电弧割、錾开、钻孔等方法拆下零部件若车身板件变形__大、变形严重、出现死折,则需更换车身板件局部损伤的修理大体可分为三个阶段
1.钣金修理
(1)凹陷和凸起处的整平和皱折处拉伸
(2)对出现的裂纹或断裂实施焊接
(3)对损伤严重局部部位,可采用火焰、电动铣刀或气动刀具切割掉,然后用制作的钣金镶补件进行修补
2.用塑料填料或焊料将初步整平的粗糙表面填平,恢复原有形状
3.局部涂漆和补漆
(二)车身严重损伤的修理工艺汽车车身严重的碰撞损伤,一般都伴随着整体几何尺寸的变化如果整车的某些关键性尺寸发生了变化,汽车的动力性、安全性将明显发生变化,如轿车车身变形导致车轮定位参数发生变化,会破坏汽车的操纵稳定性,严重时,轿车在高速行驶容易引起交通事故因此修理应使整车关键尺寸恢复到车辆出厂的标准值对承载车身而言,其关键尺寸的控制点全在车身上,为恢复其动力性能,一般只能通过液压千斤顶、链条和拉器及专门的车身车架校正台上对车身进行校正,使车身上全部关键尺寸恢复标准值再进一步对车身表面进行钣金修理,使其外形和尺寸达到要求为止其修理工艺如下
1.分析损伤类型、部位及损伤程度,确定修复方案和方法
2.拆除装饰件和机械部件
3.进行车身尺寸测量
4.使用车身车架校正台或其它简易车身校正装置对车身和车架进行校正
5.更换严重损伤的板件,修复局部损伤的板件
6.进行油漆作业如图14-1所示为用轻便液压校正臂和液压拉校工具进行各种车身校正工作的概况图14-1用液压校正臂和液压拉校工具进行各种车身校正工作的概况
1、17-轻微拉校;
2、
7、16-轻微的推校;3-使用动力柱拉校;4-轻微的扩张工作;5-标准的夹紧校正;8-推校;9-扩张;10-夹紧;
11、12-推校;13-拉校;
14、15-扩展;18-标准拉校如图14-2所示的车身车架校正台由平台、拉伸系统、测量系统组成,平台是车身大梁校正系统的基础部件,该车身车架校正台采用360°环形结构;拉伸系统的拉伸塔可在任意方位__、固定并实施拉伸,从而为事故车提供多角度、多方位的拉伸作业;测量系统对事故车辆车身尺寸进行精确测量诊断图14-2车身车架校正台第三节车身钣金修复方法汽车钣金修理就是将已变形的表面敲平整形,恢复原来的形状下面介绍几种常见的整形方法
一、锤击修复凹凸痕如图14-3所示,使用锤子、匙形板、砧铁敲击修复变形表面,使其恢复原状图14-3锤击修复凹凸痕a)用匙形板作为砧铁进行车门修复;b)用砧铁修复凸痕;c)用砧铁修复凹痕
二、用汽车整形机修复凹陷如图14-4a所示,用整形机将垫片焊在车身凹陷部位(碰焊),将整形机所配的反力锤的钩端挂在垫圈上,用重锤的力量将凹陷部位向外拉出复原,然后以反力锤为轴心用手顺时针转动,垫圈即与车身脱离,见图14-4b作业并不损伤车身表面,却达到了整形的目的如果凹陷变形部位大,可以在几个点重复以上的操作图14-4用汽车整形机修复凹陷a)碰焊操作;b)拉伸及卸下垫圈
三、加热收缩修复方法用焊炬气焊枪把起皱部位的一个很小的局部加热至樱红色,冷却后部件收缩首先对拉伸变形部位的最高点作加热收缩处理,然后是次高点,依次类推,直至整个部位收缩至合适的形状为止如图14-5
四、起褶法起褶法是处理拉伸变形的一种方法,如图14-6所示,它并不使金属发生加热收缩变形,而是用锤子和砧铁在拉伸变形部位做出一些褶来
五、车身钣金件表面裂纹的修整钣金件表面裂纹可采用二氧化碳气体保护焊进行焊接
六、钣金修复件的锉平钣金件修复后,往往还有一些锤子和砧铁无法消除的凹陷及工具留下的痕迹,为使表面光滑,应锉平第四节车身修复的焊接技术车身壳体多用焊接的方法连接,如图14-7所示为车身制造中使用焊接的部位与方法,在车身维修中应采用与制造时相同的方法车身制造修复常用二氧化碳保护焊、气焊、电弧焊、电阻点焊和钎焊图14-7车身制造中使用焊接的部位与方法A、B-电阻点焊;C-CO2保护焊;D、E、F-钎焊
一、二氧化碳保护焊二氧化碳保护焊的优点是焊接时二氧化碳可保护焊接部位的母材免受氧化;而且焊接电流小,可防止薄钢板因过热而导致强度下降及出现变形采用二氧化碳保护焊机,可对任何厚度任何材质(甚至包括铝材)进行空间全位置的对焊、搭焊、角焊等作业
二、气焊气焊中常见的是氧—乙炔焊,它是利用乙炔和氧气在焊枪的混合气室内混合后,喷出并点燃产生高温使焊条和母体金属熔化焊接在一起的焊接方法气焊还可进行钢板切割、钢板的变形矫正及铜钎焊作业但气焊对钢板的热影响大容易引起零件变形,要谨慎使用
三、电弧焊电弧焊以焊条和焊件作为电源的两个电极,通以低压__度电流,在焊条和焊件之间形成电弧,电弧产生的高温,将焊条和焊缝处金属熔融使其焊接在一起焊条电弧焊不适合薄低碳钢板的焊接,主要使用在货车或大客车的车身、车架的焊接上
四、电阻点焊电阻点焊采用点焊机的焊炬通过电极夹臂向焊件施加压力,并导入焊接电流,使接触点熔化,而将焊接件焊接在一起电阻点焊成本低、__无害、焊接强度高、金属不易变形,非常适合于对薄钢板的搭接焊,也是轿车车身制造中最常用的一种焊接方法
五、钎焊钎焊是利用熔点较低的合金作为焊料(铜钎焊、锡钎焊)熔化后将母材粘接在一起钎焊的连接强度低,只能用于车身密封结构处,如散热器、油箱的焊接钎焊使用的设备与氧—乙炔焊相同第四节非金属车身的修复
一、车身塑料部件的修理塑料部件的修理也和修理其他金属部件一样,首先应检查损伤情况,以确定其应进行更换或是进行修理若零件破碎、表面无漆面且对表面美观要求高、对安全性要求高的部件需要更换一般的划痕、撕裂、刺穿、凹陷可修理当确定需对塑料部件进行修理时,应确定是否必须将其从车上拆下塑料部件的修理有两种基本修理方法即化学粘附法和塑料焊接法
(1)化学粘附修理法塑料件在实际修理过程中,使用粘接法修复的较多,因为这种方法不需要专用设备(焊接需要的专用塑料焊机),并且塑料不是都能焊接的粘接法有广泛的适用性,除少数情况外均可使用粘接剂,将塑料件的待修理部位清洁干净,在裂纹末端钻一小孔,防止裂纹进一步扩展,在损伤处开V形槽,在修磨好的部位涂上粘接促进剂,将调配好的粘接剂涂在修补部位及其周边,并按粘接剂使用说明的要求(温度和时间)进行硬化处理若损伤严重,可将调配好的粘合剂放在一块玻璃纤维布上,把浸透粘合剂的玻璃纤维布贴到损伤处的,增强损伤处强度
(二)塑料件的焊接塑料焊接主要有热空气焊接、无空气焊接和超声塑料焊接三种,焊接要确保焊条的材料与要焊接的塑料材质相同,否则焊接不会成功塑料的鉴别的一种方法是查看压制在塑料件内表面的国际标准符号ISO代码;另一种是在零件的隐蔽或损失部位进行试焊,能与之焊合的那种焊条即是所需要的塑料;第三种方法是查阅车身修理手册
1.热空气塑料焊接利用热空气塑料焊枪产生的热空气加热塑料接缝和塑料焊条,使其软化,同时将加热的塑料焊条压入接缝而进行焊接
2.无空气塑料焊接无空气塑料焊接是在无外部空气源的情况下使用电加热元件,熔化直径小于3mm的焊条,进行焊接
3.超声塑料焊接在不熔化基底材料的情况下,利用超声焊机的高频振荡能量使塑料结合在一起
(三)塑料加热再成型许多弯曲或变形的塑料,如柔韧的保险杠罩及乙烯树脂包层泡沫内部件(缓冲垫、扶手、门内装饰、椅套、车顶内面)等,可使用红外线灯加热变形部位及其周围进行校直,一般只进行加热就可修好凹痕区,若还余有微小变形,用手修整即可
二、汽车玻璃裂纹修补汽车玻璃修补针对玻璃裂缝或小伤口进行处理汽车玻璃的修补是在裂缝中填补液态胶质,消除缝隙填补玻璃所用的材料是一种透明度很高的液态胶质,靠紫外线加热可迅速凝固,强度可达原玻璃的90%以上用一支类似针管构造的真空注射器,将玻璃伤口内的空气抽掉,然后填以玻璃修补剂(液态胶质)再用紫外线灯上下左右各照射两分钟,让修补液凝固即可
三、玻璃钢车身的修复如果玻璃钢车身在事故中被撞坏的部位__不大,可对车身进行修复将不饱和聚醋树脂、引发剂和促进剂混合搅拌均匀,用刷子蘸适量树脂将玻璃纤维布浸透,然后将它们胶粘到待修复的部位,用碘钨灯均匀地烘烤被修复部位,使树脂完全固化后,磨去玻璃纤维布的毛边及其高出车身的部分,然后进行漆工作业也可对撞伤处挖补修复,先制造补板,再将补板进行胶粘第五节车身涂装
一、车身涂装用材料车身涂膜修复用材料种类很多,包括涂装前处理材料、涂料、涂装后处理材料,以及其他辅助材料等涂装前处理材料用以在漆前清除被涂物表面上的所有污物,包括脱脂、除锈、磷化及钝化材料涂料是一种流动状态或粉末状态的有机物质,涂敷在物体表面上,干燥固化后形成连续的牢固附着的一层膜,包括底漆、中间涂料、面漆、抗石击涂料、密封涂料、腻子及修补涂料涂装后处理材料用于修饰喷完后出现的漆膜表面缺陷和提高防锈能力,包括增光、抛光及保护材料辅助材料用以消除涂层表面的缺陷,提高平整度,同时也为了防止噪声、振动、热量的产生与传播,包括打磨、擦净、遮蔽、密封、防声绝热材料等
(一)底漆底漆是直接涂饰在经过表面预处理的工作表面的第一道漆,主要作用是防腐蚀和填平金属基材的细微缺陷以及锈斑等,它是整个涂层的基础汽车用底漆材料有有机溶剂型底漆和电泳底漆前者主要用于修补涂装,后者主要在汽车生产厂使用
(二)中间层涂料中间层涂料是介于底漆层与面漆层之间的涂层所用的涂料其主要功用是改善被漆工件表面的平整度和光滑度,封闭底漆涂层的缺陷中间层涂料主要有以下几种类型
1.通用底漆通用底漆可直接涂布在金属表面上,具有底漆的功能,又具有一定的填平能力
2.腻子腻子是一种专供填平表面的含颜料量较多的涂料,刮涂在底漆层上目前轿车上比较普遍采用的都是不饱和聚酯树脂型腻子,很多人都把这种类型修补用腻子称为原子灰大量流水线生产的新车已不用刮腻子,市售腻子主要供汽车修补用
3.中涂涂料中涂涂料的功用介于底漆和腻子之间,对被涂装工件表面的微小缺陷(不平之处)有一定的填平能力
4.封底漆封底漆是涂面漆前的最后一道中间层它的漆基现在一般采用无油三聚氰醇酸型树脂,部分仍采用醇酸三聚氰氨和环氧酯三聚氰氨树脂型,颜色与面漆配套
(三)面漆汽车面漆是汽车多层涂装中最后的涂层用的涂料面漆使车辆具有色彩、光泽、光滑及其他装饰特点
1.空气干燥型面漆(清漆)此类面漆一般称为风干漆根据所用的树脂种类不同,可分为NC硝基、NC丙烯酸清漆、CAB丙烯酸清漆
2.双组分型面漆(磁漆)根据所用树脂的种类及其干燥时间的长短又可进一步分为二大类
(1)标准丙烯酸聚氨酯这种双组分面漆一般称为“聚氨酯”,它的成膜特性非常好,但其干燥速度很慢它的成膜性能与新车上的漆一样好,干燥后不需要另外抛光就有光泽了因此,标准丙烯酸聚氨酯是目前最理想的油漆
(2)丙烯酸聚氨酯这种漆既可以改善空气干燥丙烯酸清漆的成膜特性,又不影响其快干特性但它需要现代化的设备,如喷漆房、干燥机根据汽车上所应用的油漆的色彩不同,油漆(面漆)通常可分为两种普通漆(单一色)和金属漆(金属色)汽车用的油漆是由色素、粘结剂、溶剂和添加剂四部分组成的在粘结剂中加入各种颗粒的目的是为了筛除太阳光中的紫外线,从而提高油漆的耐久性和遮盖力,同时还可以改变油漆的颜色金属漆就是在油漆中添加金属颗粒(如铝粉),近几年,油漆生产厂广泛采用在油漆中添加云母、珍珠粉,制成珠光漆,使其具有珠光、珍珠幻彩等效果
3.抗石击涂料车底和车轮挡泥板等经常受到泥沙、碎石和污水等撞击的部位,需要涂布具有耐砂石冲击和防腐蚀性能的车底涂料—抗石击涂料
二、喷涂设备喷漆一般采用空气喷涂方法,空气喷涂系统由空压机、喷枪、软管等组成
1.空压机产生喷涂施工所必须的压缩空气
2.喷枪喷枪是用来将密封剂、底漆、油漆和其他液体材料喷涂到车辆上的工具
3.烤漆房烤漆房确切的说应为“喷/烤漆房”,可用来进行喷涂和烘烤车漆作业它能提供一个干净、安全、照明良好的封闭空间进行喷涂,然后利用燃烧器点火加热烤漆房内空气,可以在最短的时间内喷涂出__无暇的车身漆面,燃烧器的加热温度和时间可自动控制
4.烤漆灯红外线烤漆灯用于局部和板件修理漆面的快速干燥第二章发动机的工作原理和总体构造第一节发动机基本工作原理目前,汽车的动力主要是内燃机它通过将燃料与空气在发动机内部混合、燃烧而产生的热能转变为机械能的装置汽车用发动机为往复活塞式、四行程、水冷式、汽油喷射式、增压或自然吸气式汽油机或柴油机发动机是由气缸、活塞、连杆、曲轴等组成气缸内装有活塞,活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接活塞在气缸内作往复直线运动,通过连杆推动曲轴转动为了吸入新鲜充量和排除废气,设有进、排气系统
二、发动机的工作原理四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机是由进气、压缩、作功和排气完成一个工作循环的,如图1-2所示为单缸四冲程汽油机工作原理示意图图1-2单缸四冲程汽油机工作原理示意图
(1)进气行程活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动此时,进气门打开,排气门关闭(图1-2a)由于活塞下移,活塞上腔容积增大,形成一定真空度,在真空吸力的作用下,经过滤清的空气与汽油形成混合气,经进气门被吸入气缸,至活塞运动到下止点时,进气门关闭,停止进气,进气行程结束
(2)压缩行程进气行程结束时,活塞在曲轴的带动下,从下止点向上止点运动(图1-2b)此时,进、排气门均关闭,随着活塞上移,活塞上腔容积不断减小,混合气被压缩,至活塞到达上止点时,气体压力和温度同时升高,混合气进一步混合,形成可燃混合气,很容易点燃
(3)作功行程压缩行程末(图1-2c),火花塞产生电火花,点燃气缸内的可燃混合气,并迅速着火燃烧,产生高温、高压,在气体压力的作用下,活塞由上止点向下止点运动,再通过连杆驱动曲轴旋转向外输出作功,至活塞运动到下止点时,作功行程结束
(4)排气行程在作功行程终了时,排气门被打开,活塞在曲轴带动下由下止点向上止点运动(图1-2d)废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶下,自排气门排出气缸,至活塞运动到上止点时,排气门关闭,排气行程结束排气行程结束后,进气门再次开启,又开始了下一个工作循环,如此周而复始,发动机就自己运转第二节发动机总体构造由于发动机的基本原理相似,基本构造也大同小异,汽油机通常由两大机构、五大系统组成;柴油机由两大机构,四大系统组成(缺少点火系)发动机的总体结构如图1-4所示图l-4一汽奥迪100型轿车发动机1-曲轴;2-曲轴轴承盖;3-曲轴前端油封挡板;4-曲轴正时齿轮;5-空调压缩机皮带;6-调整垫片;7-正时齿轮拧紧螺栓;8-压紧盖;9-空调压缩机皮带轮;l0-水泵、电机、曲轴皮带轮;11-正时齿轮下罩盖;12-空调压缩机支架;13-中间轴正时齿轮;14-中间轴;15-正时皮带;16-偏心轮张紧机构;l7-气缸体;18-正时齿轮上罩盖;19-凸轮轴正时齿轮;20-凸轮轴前端油封;21-凸轮轴罩盖;22-机油加油口;23-凸轮轴机油挡油板;24-凸轮轴轴承盖;25-排气门;26-气门弹簧;27-进气门;28-液压挺柱总成;29-凸轮轴;30-气缸垫;3l-气缸盖;32-火花塞;33-活塞销;34-凸轮轴后端油封挡板;35-飞轮齿圈;36-油底壳;37-活塞;38-油尺;39-连杆总成;40-机油集滤器;41-中间轴轴瓦;42-放油螺塞;43-曲轴主轴瓦它的两大机构是1.曲柄连杆机构曲柄连杆机构主要是由缸盖、缸体、油底壳、活塞、连杆、曲轴及飞轮等组成由前述的发动机工作原理可知,可燃混合气在气缸内燃烧产生的高压是通过活塞、连杆、曲轴等变为有用的机械能输出的,可见曲柄连杆机构是维持发动机工作循环、实现能量转换的主要机构2.配气机构配气机构主要是由气门组和气门驱动组组成,由于凸轮轴的位置的不同,所以组成有所差别其作用是适时开关进、排气门,以便可燃混合气能及时进入气缸,废气能及时从气缸中排出它的五大系统是
1.燃料供给系燃料供给系主要的作用是将汽油和空气混合形成一定比例的可燃混合气供入气缸,并将着火燃烧后产生的废气排出气缸
2.点火系点火系主要由分电器、点火线圈、火花塞等组成其作用是使火花塞适时产生电火花,点燃缸内的可燃混合气
3.冷却系冷却系主要由水泵、散热器、水套、风扇、放水阀等组成其作用是把受热机件__的多余热量散发到大气中去,以保证发动机在正常温度下工作
4.润滑系润滑系主要由机油泵、集滤器、润滑油道、机油滤清器等组成其作用是将机油送到各摩擦副,以减少它们之间的摩擦与磨损
5.起动系起动系主要是由起动机等件组成,其作用是起动发动机第三节发动机燃料
一、汽油汽油是由石油提炼而得的密度小又易于燃烧的燃料,它由多种碳氢化合物组成按照提炼方法,汽油可分为直馏汽油和裂化汽油,将石油加热,在40~50℃至175~210℃的温度范围内蒸发出来的轻馏分蒸气冷凝后即直馏汽油汽油的裂化法有热裂化、催化裂化等,目前使用较多的是催化裂化法催化裂化汽油是在催化剂的作用下使石油中的大分子烃受热裂化为小分子烃并改变其分子结构而得利用催化裂化法可以从石油中获得更多的__汽油汽油的使用性能指标主要是蒸发性、热值和抗爆性,它们对发动机性能有很大的影响
二、柴油柴油和汽油一样都是石油制品在石油蒸馏过程中,温度在200~350℃之间的馏分即为柴油柴油分为轻柴油和重柴油轻柴油用于高速柴油机,重柴油用于中、低速柴油机汽车柴油机均为高速柴油机,所以使用轻柴油
三、代用燃料
(1)LP气体LP气体(LP代表液化石油)是原油精练的一种副产品,它也存在于天然气井中燃料级LP气体几乎是纯丙烷,通常含有少量丁烷和丙烯由于它含有高比例的丙烷,许多人简单地把LP气体称为丙烷
(2)压缩天然气(CNG)压缩天然气(CNG)的发动机与汽油机相比有下列一些优点
(1)燃料__便宜
(2)是最干净代用燃料,产生的一氧化碳比汽油少90%,没有颗粒物,没有硫化物
(3)压缩天然气车辆安全可靠用做CNG的燃料箱是铅或钢的气罐,壁厚,可以承受猛烈的碰撞由于天然气比空气轻,它能迅速地扩散,它有较高的着火温度
(4)由于天然气燃烧干净,它通常减少了车辆的维修在20000km前不需要换润滑油,并且火花塞可持续使用100000km,因此代用燃料有着广阔的发展前景第三章曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机的重要部分,主要作用是将热能转化为机械能在作功行程中,将燃料燃烧的热能转变为活塞往复运动的机械能,再转变为曲轴的旋转运动,并实现动力输出;在其它的行程中,又将曲轴的旋转运动转变为活塞的往复运动,实现换气和压缩,为作功行程作好准备曲柄连杆机构由缸体-曲轴箱组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等三大部分组成第一节气缸体与气缸盖气缸体是发动机的基础件,其形状复杂,工作温度高,受冲击载荷大,使用中经常发生变形、磨损、腐蚀和裂纹等损伤气缸体俗称缸体,由气缸、曲轴箱、机体和冷却水套等组成气缸用于引导活塞作往复运动;曲轴箱用于__曲轴;气缸体有上、下两个平面,分别__气缸盖和油底壳
一、缸体的结构一般水冷发动机气缸体与上曲轴箱制成一体,统称为缸体,如图2-1所示它是发动机的主要骨架,构造十分复杂主要有气缸、曲轴主轴承座孔、凸轮轴承座孔、分电器__孔(只限于下置凸轮轴机构)、机油泵__孔、润滑油道、水套及进出水口等缸体的结构有直列、V型等气缸体和上曲轴箱一般采用灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁制造有些发动机为了减轻质量、加强散热而采用铝合金缸体图2-1气缸体(自上而下分别为直列4缸、直列6缸、V型12缸发动机的缸体)第二节活塞连杆组的构造
一、活塞连杆组的组成活塞连杆组是由活塞、活塞环、活塞销和连杆等组成,如图2-8所示图2-8活塞连杆组的组成
1、2-气环;3-油环刮片;4-油环衬簧;5-活塞;6-活塞销;7-活塞销卡环;8-连杆组;9-连杆衬套;10-连杆;11-连杆螺栓;12-连杆盖;13-连杆螺母;14-连杆轴瓦第三节曲轴飞轮组曲轴飞轮组主要包括曲轴和飞轮,以及装在曲轴前端的皮带轮、扭转减振器等,如图2-14所示图2-14六缸发动机曲轴飞轮组分解图1-起动爪;2-起动爪锁紧垫圈;3-扭转减振器;4-带轮;5-挡油盘;6-正时齿轮;7-半圆键;8-曲轴;9-主轴承上、下轴瓦;10-中间主轴瓦;11-止推片;12-螺柱;13-润滑脂嘴;14-螺母;15-齿圈;16-圆柱销;17-六缸活塞处在上止点时的记号(钢球)
一、曲轴曲轴的作用是承受连杆传来的气体燃烧(作功)所产生的压力,变为旋转运动,对外输出曲轴一般由中碳钢或中碳合金钢锻造而成由于在工作时受力大且复杂,并受交变负荷的冲击作用,又是高速旋转体,因此要求曲轴有较高的刚度和强度,具有良好的承受冲击载荷的能力、且耐磨性能良好
二、飞轮飞轮是一个转动惯量很大的圆盘,其主要功用是将在作功行程中传输给曲轴能量的一部分储存起来,用以在其他行程中克服阻力,带动曲柄连杆机构越过上、下止点,保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀,并使发动机有可能克服短时间的超载荷;此外,在结构上飞轮又往往用作汽车传动系统中摩擦离合器的驱动件为了保证有足够的转动惯量,并尽可能减小飞轮的质量,应使飞轮的大部分质量都集中在轮缘上,因而轮缘通常做得宽而厚飞轮多采用灰铸铁制造或强度较高的球铁或铸钢制造有的发动机飞轮的外圆上有1缸上止点标记第五章配气机构第一节概述发动机排出废气和充入新气(空气或可燃混合气)的全过程叫换气过程没有气体交换,发动机不可能持续运转单位时间进入整机的充气量又是决定发动机输出功率的“量”的因素所以,换气过程既是发动机工作过程不可缺少的组成部分;也是决定发动机动力性、经济性的极为重要的环节配气机构的功用是根据每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求,定时打开和关闭各缸的进、排气门,使新鲜可燃混合气及时进入气缸和废气及时排出气缸,使换气过程最佳配气机构应使发动机在各种工况下工作时获得最佳的进气量,以保证发动机在各种工况下工作时发出最好的性能第二节气门组的零件结构气门组的组成如图3-5所示,主要有气门、气门座、气门导管、气门弹簧等零件图3-5气门组a)单气门弹簧;b)双气门弹簧1-气门;2-气门导管;3-下气门弹簧座;4-气门油封;5-气门弹簧;6-上气门弹簧座;7-气门锁片;8-外气门弹簧;9-内气门弹簧第三节气门传动组的结构气门传动组由凸轮轴和凸轮轴正时齿轮、挺柱、挺柱导管、推杆和摇臂总成等组成气门传动组的主要作用是使进、排气门按照配气相位规定的时间开启与关闭
一、凸轮轴凸轮轴由发动机曲轴驱动而旋转,用来驱动和控制各缸气门的开启和关闭,使其符合发动机的工作顺序、配气相位及气门开度的变化规律等要求此外,有些汽油机还利用凸轮轴来驱动分电器、机油泵等凸轮轴一般采用__钢模锻而成,也有用合金铸铁或球墨铸铁铸造而成凸轮与轴颈表面经过热处理,使之具有足够的硬度和耐磨性凸轮轴主要由凸轮、轴颈等组成,如图3-6所示凸轮分进气凸轮和排气凸轮两种图3-6凸轮轴的构造1-凸轮;2-凸轮轴轴颈;3-驱动汽油泵的偏心轮;4-驱动分电器的齿轮为防止凸轮轴在转动过程中产生轴向窜动,凸轮轴都设有轴向定位装置如图3-7所示在正时齿轮和第一道轴颈之间装有隔圈,隔圈和螺母一起将正时齿轮的轴向位置固定止推凸缘松套于隔圈上,并用两个螺栓固定于缸体前端面止推凸缘比隔圈薄约
0.08~
0.20mm,使止推凸缘与正时齿轮后端面间形成
0.08~
0.20mm的间隙图3-7凸轮轴的轴向定位图3-8正时齿轮与啮合标记第六章电子控制燃油喷射系统第一节概述燃油喷射技术自上世纪六七十年代以来,得到长足的发展和广泛的应用现代轿车发动机几乎全部都采用电子控制汽油喷射系统
一、电子控制燃油喷射系统优点1.燃油喷射系统可直接或间接地测量发动机的进气量,进而精确计量出发动机燃烧所需的供油量,并同时根据发动机负荷、温度等参数进行适时修正,以此精确控制发动机各种工况下的空燃比,实现发动机的最优控制,有效提高其动力性、经济性和排气净化程度2.由于燃油喷射系统进气管无需喉管进行节流,故可大大减少流通阻力,提高发动机的充气率同时,由于燃油喷射系统可以采用较大气门重叠角,有利于废气排出,同样亦可提高发动机的充气率,以此提高发动机的动力性3.采用燃油喷射系统后,由于进气管无须形成高速气流,故进气歧管可按流体力学最佳理论进行设计从而具有较大的设计自由度,有利于改善发动机的充气率特别是采用进气谐振控制系统后,可根据发动机转速来选择进气管的有效长度,利用进气谐振增压效应,进一步提高发动机的充气率,进而提高发动机的动力性4.燃油喷射系统可使发动机的各个气缸均获得均匀的混合气,以提高发动机的燃烧质量和稳定性,减少废气中的CO和HC的含量,有效提高发动机排气净化的程度5.由于采用燃油喷射系统后可提高汽油的雾化质量,故无须采用进气管预热方法来促进汽油蒸发,有利于进气管的设计和布置由于气缸内吸入较冷的混合气,因此可提高发动机的充气效率同时也有利于提高发动机的抗爆性,使汽油机也可采用较大点火提前角和较高的压缩比,以提高发动机的动力性6.采用燃油喷射系统后,发动机可以在比较稀的混合气条件下运行,不仅能减少废气中的有害排放物的排放浓度,还有利于节省能源此外,利用发动机的断油技术,可以消除发动机急减速时所产生的污染,有利于提高发动机燃油经济性7.由于燃油喷射系统采用了电子控制方式,其动态响应较好,故汽车加速行驶时,由于空燃比控制系统能迅速响应,消除了汽车变工况时燃油供给的迟滞现象,有利于提高发动机的加速性能8.由于汽油是在一定压力下以雾状喷出,所以发动机冷起动时基本不影响混合气的形成质量,使发动机具有良好的低温起动性能9.燃油喷射控制系统在反馈控制基础上,增加了学习控制功能,且与三元催化装置配合使用,可最大限度地减少CO、HC及NOx等有害气体,有效提高发动机的排气净化率总之,与化油器式发动机相比,电控燃油喷射可使汽车发动机的功率提高5%~10%,燃油消耗率降低5%~15%,废气排放量减少20%左右同时,大大提高了汽车的加速性和对道路的适应性
二、电子控制燃油喷射系统的组成尽管电子控制汽油喷射系统类型多,品种多,但它们都具有相同的控制原则以电脑(ECU)为控制核心,以空气流量和发动机转速为控制基础,以喷油、点火等为控制对象,保证发动机在各种工况下都获得最佳的混合气和点火时刻其大致可分为进气系统、供油系统、电子控制系统等,如图4-1所示图4-1电子控制燃油喷射系统示意图第二节进气系统进气系统是由空气滤清器、空气流量计(压力型是进气压力传感器)、节气门体、怠速控制阀、进气歧管等组成发动机工作时,驾驶员通过操作加速踏板控制节气门的开度,以改变进气量,控制发动机的转速进气系统结构如图4-2所示图4-2电控汽油喷射发动机的进气系统
一、空气滤清器空气滤清器的主要作用是过滤空气中的尘土和砂粒,以减小气缸、活塞和活塞环的磨损发动机多采用纸质空气滤清器,如图4-3所示滤芯采用微孔滤纸,表面经过树脂处理在发动机工作时,空气透过微孔滤芯将灰尘滤去,保证清洁的空气流进气缸在使用中,滤芯的周围会粘附着一层灰土,可采用轻轻拍打纸滤芯端面使灰尘脱落,或吹洗法,即用压缩空气从滤芯内部向外吹,将灰尘吹净它具有重量小、高度低、成本低、__使用方便、滤清效率高、性能稳定等优点,其灰尘的透过率仅为
0.1%~
0.3%一般每行驶15000Km,应清洁一次;每行驶30000~40000Km,应更换滤芯图4-3干式纸滤芯空气滤清器a)滤清器总成;b)纸滤芯1-滤芯;2-滤芯外壳;3-滤清器盖;4-碟形螺母;5-进气导流管;6-金属网;7-打褶滤纸;8-滤纸下密封面;9-滤纸上密封面
二、谐振室和导流管现代轿车发动机由于各种附件较多,__到轿车上后,发动机周围空间十分紧张,轿车发动机室罩盖下的温度也较高,所以,轿车发动机倾向于从车外吸气,因为车外环境温度一般要比机罩下温度低30℃,从车外吸入空气可使空气密度增加10%左右,燃油消耗率可降低3%由于采用车外进气,空气滤清器一般__在车内可利用的空间,然后通过橡胶波纹管与空气进气导流管连接为了增加一些谐振进气的效果加快空气流速,这种进气导流管往往设计得很长为了降低进气噪声,有的进气导流管上还布置了谐振室,如图4-4所示图4-4导流管和谐振室1-空气滤清器外壳;2-空气滤清器盖;3-滤芯;4-后进气导流管;5-前进气导流管;6-谐振室
三、节气门体节气门__于发动机进气管之前,节气门体包括节气门、节气门位置传感器、旁通气道、怠速调整螺钉和节气门缓冲器等根据燃料供给方式的不同,其节气门体的功用和结构也不相同如图4-5所示图4-5节气门体1-怠速调整螺钉;2-节气门位置传感器;3-缓冲器;4-空气阀
四、进气室和进气歧管进气室和进气歧管采用香蕉形,用铝合金制造铝合金进气歧管质量轻、导热性好,如图4-6所示近年来采用复合塑料进气歧管的发动机日渐增多这种进气歧管质量极轻,内壁光滑,无需__图4-6进气室和进气歧管第三节供油系统电控汽油喷射系统的供油系统是由电动燃油泵、燃油滤清器、分配管、压力调节器、输油管等组成,如图4-7所示图4-7供油系统的组成
一、电动燃油泵电动燃油泵多__在燃油箱内的液面以下或油箱的底部,淹没在汽油中,隔绝了空气,无着火的危险其目的是为了便于抽油、排气、防止热气阻的产生由于燃油是喷入负压的进气管中或混合室中,喷油压力要求不高多点喷射系统为200~350kPa;单点喷射系统为100kPa电动汽油泵多采用涡轮式、滚柱式等图4-8涡轮式电动汽油泵a)结构;b)工作原理1-单向阀;2-卸压阀;3-电刷;4-电枢;5-磁极;6-叶轮;7-滤网;8-泵盖;9-壳体;10-叶片
二、燃油滤清器燃油滤清器的作用是滤除汽油的杂质它是一次性使用,定期更换,一般是15000km燃油滤清器的构造如图4-9所示它为纸质滤芯,对__的方向有严格的要求,以防止挤扁滤芯,造成供油不畅,加速无力,并对油泵造成负载加大,绕组发热,丧失泵油能力
三、脉动缓冲器脉动缓冲器的作用是防止燃油在输油管内压力波动,以免影响喷油量它__在燃油输油管进油口处(或其它地方),如图4-10所示,利用其膜片和弹簧的变形使容积随压力的大小而变化,衰减输油管内油压的脉动,使油压稳定,保证了燃油准确的计量图4-9燃油滤清器图4-10脉动缓冲器
四、油压调节器它__在输油管的一端,用油道连通其作用是保证各工况下喷油压差恒定,即输油管内油压与进气管的气压之差恒定,一般为250kPa它是由外壳、膜片、阀门、弹簧、进回油管口、真空管口等组成,如图4-11,4-12所示因为喷油器是向各缸进气歧管中喷油,喷油器的喷油量的多少,只能受喷油脉冲的长短来控制,喷油压差必须恒定为此,必须把进气管气压的变化,附加在油压调节器的膜片上图4-11油压调节器1-燃油室;2-回油阀;3-壳体;4-真空接口;5-弹簧室;6-弹簧;7-膜片;8-进油口;9-回油口图4-12燃油压力调节器工作特性
五、喷油器喷油器的作用是在恒定的压力差下定时喷油、定时断油,提高雾化质量,改善燃烧条件喷油器是一个电磁阀,它__在进气歧管或靠近气缸盖进气口处,并由分配管连接它是由壳体、线圈、针阀、回位弹簧、连接器等组成,如图4-13所示喷口的形式有单孔、双孔和多孔之分针阀的形式有锥阀和单向阀之分图4-13喷油器的构造喷油器受电脑ECU喷油电路控制,ECU根据有关传感器__,输出电流脉冲__,使大功率三极管导通或截止回路导通时,线圈磁化,产生磁吸力,当超过回位弹簧和油压的合力时,将针阀吸起而喷油当三极管截止时,回路被切断,针阀关闭而停止喷油三极管的反应速度快,寿命长,通断速度可达1000次秒以上按喷油器的组合方式分控制电路有同时喷射、分组喷射、顺序喷射三种方式第四节电子控制系统电子控制系统的功用是根据各种传感器的__,由计算机进行综合分析和处理,通过执行装置控制喷油量等,使发动机具有最佳性能ECU根据空气流量计(L型)或进气歧管压力传感器(D型)和转速传感器的__确定空气流量,再根据空燃比要求及进气量__就可以确定每一个循环的基本供油量,然后根据各种传感器的__进行点火提前角、温度、节气门开度、空燃比等各种工作参数的修正,最后确定某一工况下的最佳喷油量,如图4-14所示图4-14电子控制系统另外,从控制原理来看,电控汽油喷射系统由传感器、ECU和执行器三大部分组成传感器是感知信息的部件,功用是向ECU提供汽车的运行状况和发动机工况ECU接收来自传感器的信息,经信息处理后发出相应的控制指令给执行器执行器即执行元件,其功用是执行ECU的专项指令,从而完成控制目的
一、空气流量计空气流量计用于流量型的汽油喷射系统,是用来测定吸入发动机的空气流量的传感器它__在空气滤清器和节气门体之间
(二)热膜式空气流量计热膜式空气流量计的工作原理与__式空气流量计类似,都是用惠斯登电桥工作的所不同的是热膜式不使用白金丝作为__,而是将__电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力,增加了发热体的强度,提高了空气流量计的可靠性,误差也较小,广泛应用在大众车系上该空气流量计的结构如图4-16所示图4-16热膜式空气流量计1-控制电路;2-热膜;3-进气温度传感器;4-金属网
(三)卡门涡流式空气流量计卡门涡流式空气流量计是利用卡门涡流理论来测量空气流量的在卡门涡流式空气流量计进气气道的正中间有一个流线型或三角形立柱当空气流过这个立柱时,在立柱后方的气流中会产生一系列不对称却十分规则的空气漩涡根据卡门理论漩涡是依次沿气流流动的方向向后__,其__速度与空气流速成正比因此,在单位时间内通过立柱后方某点的漩涡数量与空气流速成正比,即通过测量单位时间内漩涡的数量就可以计算出空气流速和流量图4-17卡门涡流式空气流量计a)超声波检测方式;b)光电方式1-整流网;2-立柱;3-超声波发生器;4-漩涡;5-超声波___;6-至进气管;7-反射镜;8-发光二极管;9-__;10-压力传递孔;11-光敏三极管
二、进气压力传感器它是用于压力型汽油喷射系统的一个重要传感器,用来测量发动机的进气量进气压力传感器用于压力型喷射系统中(D型),它__在节气门后方的进气室上或通过软管与进气室相连接,将进气管内的压力变化转换成电压__,输送到ECU其结构如图4-18所示图4-18进气压力传感器a平面图;b立体图1-硅膜片;2-真空室;3-集成电路;4-滤清器;5-进气端;6-接线端
三、曲轴位置(转角)传感器曲轴位置传感器是电控汽油喷射系统中最重要的传感器之一它有三个作用第一,向电脑ECU提供发动机的转速__,以便结合准确的进气空气流量__,准确算出喷油量;第二,提供任一时刻的曲轴位置__,以使电脑ECU能对喷油正时作出准确的控制;第三,在采用分组喷射和顺序喷射时,对气缸进行辨别这三个作用对电控点火系统来说,也是极重要的曲轴位置传感器通常需要向电脑ECU提供两组检测__,一组叫做Ne__,它是检测曲轴转角和发动机转速的__;一组叫做G__,它是检测活塞上止点位置__
四、节气门位置传感器(TPS)节气门位置传感器装在节气门体上,将节气门开度的__转变成电__输入电脑它由与节气门联动的电阻器、怠速触点及外壳等组成传感器结构和输出电压__特性如图4-22所示图4-22线性输出型节气门位置传感器结构与特性a)结构;b)特性
五、进气温度和水温传感器的结构与工作原理进气温度传感器通常__在空气滤清器之后的进气软管上或空气流量计上,也有个别车型将进气温度传感器__在进气管的动力腔上水温传感器__在发动机缸体或缸盖的水套上,与冷却水接触,用来检测发动机的冷却水温度它们将发动机进气温度和水温转变为电__,并输送给电脑作为修正喷油量的参考依据,使喷油量与温度成反比变化温度传感器内部有一个具有负温度系数的热敏电阻,温度越低,电阻越高;反之,温度越高,电阻越低,如图4-23所示图4-23温度传感器a)构造;b)特性
六、车速传感器车速传感器用来测量汽车行驶速度车速传感器__主要用于发动机怠速和汽车加减速期间的空燃比控制车速传感器主要有两种型式1.舌簧管式舌簧管式传感器装在组合仪表内结构如图4-24所示磁铁由转速表的软轴驱动相对于固定的舌簧开关,软轴转一圈,磁铁的极性变换四次,由于极性变换,使舌簧开关的触点打开或闭合图4-24舌簧管式车速传感器2.光电耦合式光电耦合式车速传感器装在组合仪表内,由带切槽的转子和光电耦合器组成,其结构如图4-25所示图4-25光电耦合式车速传感器带切槽的转子由转速表软轴驱动,当带切槽的转子转动时,盘齿间断地遮挡发光二极管光源,使光敏晶体管的输出电压发生变化软轴转一圈,输出20个脉冲,经分频后变成四个脉冲送至电脑
七、氧传感器在使用三元催化转换器降低排放的发动机上,氧传感器是必不可少的空燃比一旦偏离理论空燃比,三元催化剂对CO、CH和NOx的净化能力急剧下降故在排气管中__氧传感器,如图4-26所示根据排气中的氧浓度测定空燃比,向电脑发出反馈__,以控制空燃比在理论值的范围内图4-26氧传感器的__位置
八、爆震传感器发动机电子集中控制系统中已广泛应用了点火时刻闭环控制的方法,有效地控制了发动机爆震现象的发生爆震传感器是这一控制系统中必不可少的重要部件它的功用是检测发动机有无爆震现象,并将__送入发动机电脑,其__位置如图4-29所示图4-29爆震传感器的__位置图4-30共振型压电式爆震传感器爆震传感器是利用产生爆震时发动机振动频率,与传感器本身的固有频率相符合,而产生共振现象,用以检测爆震是否发生该传感器在爆震时的输出电压比非共振(无爆震)时的输出电压高得多,因此无需使用滤波器,即可判别有无爆震产生
九、电子节气门总成有许多电子控制燃油喷射发动机采用无节气门拉索的电子节气门总成,它的结构和外形如图4-31所示电子节气门一方面执行来自控制单元的指令调节节气门开度以控制进气量,同时还可以输出反映节气门位置的__,供系统监控节气门的实际开度来自控制单元的指令使电子节气门直流电动机动作,通过传动机构影响节气门的开度有两个电位器作为位置传感器,其电阻值随节气门位置的改变而变化当加入+5V电压后,转化为与电阻值响应变化的电压输出利用这两个电位器,连同加速踏板上监控踏板运动行程的两个电位器,构成了整个ETC临控功能的一部分,能提供系统控制所期望的标准图4-31电子节气门总成结构1-节气门;2-电动机;3-双轨道节气门位置传感器;4-传动齿轮;5-燃油蒸气吸入口
十、加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器的外形如图4-32所示在采用电子节气门控制的进气系统中,加速踏板位置传感器__在发动机舱内,通过一根拉索接在加速踏板上,可用于检测加速踏板的运动行程,向发动机控制单元反映驾驶员驾驶意图的信息图4-32加速踏板位置传感器的外形第五节电脑ECU功能电脑ECU(ECM)是电控汽油喷射系统中的核心微机控制单元主要由输入信息转换线路A/D(模/数)转换器、微型计算机、D/A(数/模)转换器、输出信息转换线路、总线以及电源电路等组成,如图4-33所示图4-33微机控制单元的组成输入电控单元的传感器__有两种一种是模拟__,输出__随时间变化而连续变化,如__式空气流量计的输出__、温度传感器、氧传感器的输出__等;另一种是数字__,即输出__是离散的脉冲__,如卡门涡流式空气流量计的输出__、曲轴位置传感器的输出__等模拟__要经过A/D转换变成数字__后才能输入电控单元电脑ECU的作用是将各种传感器输送进来的__用内存的程序和数据进行运算处理,并把处理结果,如燃油喷射__、怠速控制__等,送往输出信息转换线路
一、燃油喷射的控制电控汽油喷射发动机所需的燃油是靠喷油器供给的多点喷射系统,在每个气缸的进气门附近装一个喷油器,将燃油喷射到进气门外侧,当进气门打开时,才将燃油与空气一同吸入气缸内喷油器的喷油是由电脑(ECU)进行控制
二、喷油量的控制喷油量的控制即喷油器喷射持续时间的控制,其目的使发动机混合气的空燃比符合需要喷油量的控制实际上是由电脑根据发动机运转工况及影响因素,输出控制__进行控制电控汽油喷射时间的控制大致可分为两大类一是发动机起动运转时的控制,它是根据发动机吸入的空气的质量计算出来的;二是发动机起动时的控制,它不是根据吸入空气质量计算得出的
三、安全保险功能发动机控制系统具有安全保险功能,ECU检测到传感器电路出现故障时,即会自动按ECU原设定的程序和数据使控制系统继续工作(此时性能将下降)或停机如当水温传感器或进气温度传感器__电路发生开路或短路故障时,ECU将检测到低于-50℃或高于139℃的温度__,这将引起空燃比过小或过大(混合气过浓或过稀),导致发动机转速不稳、工作粗暴此时,安全保险功能自动采用正常运转值(标准值)通常按发动机冷却水温度80℃,进气温度20℃控制发动机工作,防止混合气过浓或过稀
四、备用系统功能当ECU内微处理器发生故障时,备用系统将接通备用集成电路(IC),用固定的__控制发动机进入强制运转,以便驾驶员能将车辆开到检修厂进行修理备用系统只能维持基本功能,但不能保证正常运行性能
五、 怠速控制汽油机在正常运转工况下,是由驾驶员通过油门踏板控制节气门开度,调节进气量的方法来控制发动机输出功率的燃油喷射式发动机怠速时,节气门处于全关闭状态,空气通过节气门的旁通道进入发动机,由空气流量计(或进气压力传感器)检测进气量,并根据转速及其它修正__控制喷油量,使输出转矩与发动机本身内部阻力矩相平衡,保持发动机在怠速下稳定运转当发动机内部阻力矩发生变化时,怠速转速将会发生变化发动机控制系统怠速控制装置的功能就是由ECU自动维持发动机怠速稳定运转
六、故障自诊断系统(DIAGN) 在发动机控制系统中,电脑ECU都具有故障自诊断功能,检测控制系统各部分的工作情况当ECU检测到来自传感器和执行器的故障__时,立即将“CHECKENGINE”(检查发动机)警示灯点亮,同时将故障信息以故障码的形式存入存储器中故障信息一旦存入,即使将点火开关断开或故障已排除,“检查发动机”警示灯(CHECKENGINE)熄灭,这信息仍然将保持在存储器中对车辆进行检修时,通过特定的程序,可将存储器中的故障信息(故障码)调出,以灯光闪烁的方式或直接通过检测仪器显示出来,有的还可以直接由显示屏幕以数字形式显示,协助修理人员判断故障的类别和范围另外检测仪器还可在动态的情况下,直接读取电控系统的运行参数(数据流),帮助进行检测和故障分析第六节排气系统排气系统的作用是将已燃气体排入大气,由排气歧管、排气管、排气消声器构成从排气歧管排出的废气要通过三元催化反应器净化后才排入大气排气管呈圆筒形__在发动机上,如图4-42所示图4-42排气系统的组成
一、排气歧管已燃气体从各气缸排出后,途中集中于一根或两根排气管与进气管一样,为减少排气阻力,排气管内部设计得很平滑各气缸排出的废气在途中要集中因各气缸的排气时机是不一样的,因此它们之间会有干涉,导致排气不畅通,在排气门后形成一定的压力,排气阻力增加,从而使进气损失增加,进气效率下降为了防止此现象,采用各气缸分别配置一根长而弯曲排气歧管的不干涉型,或4缸中2个气缸共用一根长而弯曲排气歧管,6缸中3个气缸共用一根长而弯曲排气歧管的双联型,如图4-43所示排气温度很高,因此排气管的材料大多为钢铁,高档轿车或运动型车辆以不锈钢为材料图4-43排气歧管
二、排气消声器排气温度达到600℃以上时,废气压力为300~500kPa/cm2,这表明排气具有一定的能量同时,由于排气的间歇性,在排气管内引起排气压力的脉动如果将发动机排气直接排放到空气中,会产生刺耳的噪声,因此必须__排气消声器一般一根排气管__1~3个排气消声器排气消声器的功用就是通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力的脉动来消减排气噪声
三、排气净化汽车排出的气体包括发动机排出的废气、油箱蒸发的气体及曲轴箱窜出的气体废气中含有氮气、水蒸气及有害气体CO(一氧化碳)、HC(碳氢化合物)和NOx(氮氧化合物)CO燃烧不完全的产物,采用浓混合气的加速工况和怠速工况排出量大HC未燃燃料NOx燃烧温度很高时,产生一氧化氮(NO)和二氧化氮(N02)N02与HC在阳光紫外线用下发生光化学反应,生成光化学烟雾
(一)三元催化转换器三元催化转换器__在排气总管上,在消声气器前,如图4-45所示图4-45三元催化转换器通过催化剂将有害气体CO和HC氧化成C02和H20,将NOx还原成N2和02其催化剂多用白金、钯、铹、铜、锰等,三元触媒呈颗粒状、板状或蜂窝状并__在容器内现在一般采用排气阻力小的蜂窝状,它由平板状和波板状的金属箔片组合而成,板上镀有催化剂,当废气通过三元触媒的细孔时发生氧化或还原反应复习思考题
1.电子控制燃油喷射系统是由哪些部分组成的?各有何作用?
2.供油系统是由由哪些部分组成的?各有何作用?
3.燃油压力调节器的作用是什么?
4.排气净化采取的措施有哪些?第七章润滑系统第一节润滑系统的构造
一、润滑系统的主要功能发动机工作时,各运动机件的接触表面间以很高的速度作相对运动,在机械负荷、惯性负荷、热负荷作用下两零件接触表面间的摩擦状态随着相对运动的状态变化而变化,如果没有润滑系统的正常工作,它们是无法长时间工作的发动机润滑系统的主要功能是润滑、冷却、清洁、密封、防腐、防锈
二、发动机的润滑方式发动机各运动副的工作条件不同,对润滑强度的要求也不同,它取决于零件工作环境的好坏、承受载荷的大小及性质和摩擦表面的相对运动速度发动机运动副常见的润滑方式有压力润滑和飞溅润滑
(1)压力润滑负荷大、相对运动速度高的摩擦面,要求具有较强的润滑强度,常用压力润滑如曲轴轴承与轴颈、凸轮轴轴承与轴颈、气门摇臂轴与摇臂等都采用压力润滑发动机润滑系统的油压由机油泵建立,润滑强度受机油泵的供油能力的影响
(2)飞溅润滑外露的表面或负荷小的摩擦表面,多采用飞溅润滑如凸轮与挺柱等采用飞溅润滑,润滑油由主轴承和连杆轴承喷到或甩到摩擦表面它的润滑强度受发动机转速高低的影响较大某些摩擦副,如活塞与气缸壁,虽然相对运动速度高,载荷大,工作条件很差,但为防止过量的润滑油进入燃烧室,造成发动机工作状况恶化,也采用飞溅润滑的方式对于一些分散的、负荷较小的摩擦副,如水泵、发电机、起动机等,只需定期加注润滑脂即可,不属于润滑系统的工作范畴第二节发动机润滑油汽车发动机用的润滑油(下称机油),一般都是矿物性油,它是石油精炼而成的,里面再添加各种添加剂这些添加剂包括粘度指数改善剂、凝点下降剂(降低机油变稠而停止流动的温度)、抗氧化剂(防止机油受热和在曲轴箱被搅拌后被空气中的氧氧化,形成沥青、粘胶)、防腐蚀和防锈蚀剂、泡沫抑制剂、清洁分散剂,此外,还有抗磨改善剂、耐高压添加剂、石墨和钼的混合剂等机油既然要起到减磨、冷却、冲洗、密封、防锈等作用,它必须具有良好的流动性,特别是在低温时,也要有良好的流动性而机油的粘度则是反映流动性的指标,具体地说,是反映润滑层在两相对运动表面之间可以产生滑动的难易程度温度升高,粘度下降,机油变稀;反之温度下降,粘度增大,机油变稠因此,夏季气温高时,要用粘度较大的机油,否则将因机油粘度过稀而不能使发动机得到可靠的润滑;冬季气温低时则要用粘度较低的机油,否则将因机油粘度过大,流动性差而不能输送到零件摩擦表面的间隙中,所以机油粘度是评价机油品质的主要指标第八章冷却系统第一节冷却系统的构造发动机在工作中,燃料燃烧和运动件之间的摩擦使发动机的温度升高发动机的工作温度过高或过低均会影响发动机的动力性、经济性和使用寿命冷却系统的作用就是维持发动机在最佳的温度下工作发动机的正常工作温度是以水温85℃~105℃为最佳状态
一、冷却系统的组成和冷却水的循环路线冷却系统主要是由水泵、散热器、膨胀水箱(补偿水捅)、风扇、风扇控制机构、节温器、水套、水温表及水温传感器等组成由于各车型的结构和要求不同,发动机冷却水的循环路线也略有不同其中在发动机的水冷系统中,还有热的冷却液从气缸盖或机体水套经暖风机进水软管流入暖风机芯,然后经暖风机出水软管流回水泵吹过暖风机芯的空气被冷却液加热之后,一部分送到挡风玻璃除霜器,一部分送入驾驶室或车厢图7-1汽车发动机水冷系统组成1-散热器;2-散热器盖;3-补偿水桶;4-散热器出水软管;5-风扇传动带;6-暖风机出水软管;7-管箍;8-暖风机芯;9-暖风机进水软管;10-节温器;11-水泵;12-冷却风扇;13-护风圈;14-散热器进水软管发动机水冷系统冷却液的循环路线如图7-2所示图7-2冷却液在强制循环水冷系统中的流动1-百叶窗;2-散热器;3-散热器盖;4-风扇;5-水泵;6-节温器;7-气缸盖水套;8-水温表;9-机体水套;10-分水管;11-放水阀
二、冷却系统主要部件
(一)散热器散热器的主要作用是将冷却水在机体内吸收的热量传给外界空气,使冷却水温度降低,以便再次循环散热器的构造如图7-3所示主要由上贮水室、下贮水室和连接上、下水室和对冷却液起散热作用的散热器芯组成上贮水室通过进水软管与缸盖上的出水管相通,下贮水室通过出水软管与水泵进水口相通,上贮水室上端设有加水口,并用散热器盖密封,下贮水室设有放水开关,必要时可将散热器内的冷却液放掉图7-3散热器构造a)下流式散热器;b)横流式散热器散热器芯由许多冷却管和散热片组成散热器芯的结构有管片式和管带式两种冷却管的断面大多为扁圆形,与圆形断面的冷却管相比,不但散热__大,而且万一管内的冷却水结冰膨胀,扁管可以借其横断面变形而避免破裂采用散热片,不但可以增加散热__,还可增大散热器的刚度和强度发动机工作时,进入上贮水室的高温冷却液通过冷却管流向下贮水室的过程中,被从散热器芯缝隙中流过的空气流冷却,温度降低后重新又在水泵的抽吸下进入水套循环使用有些轿车发动机采用横流式散热器贮水室位于散热器的两侧,在散热过程中,冷却液流横向流动这种散热器高度较低,非常适合于发动机盖较低的轿车上使用散热器要求用导热性好的材料(如黄铜)制成,近来用铝材的也越来越多有些发动机散热器冷却管、贮水室用黄铜制造,散热片则采用铝材制成第九章汽车传动系第一节汽车传动系概述
一、传动系的功用传动系的功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮,使路面对驱动车轮产生一个牵引力,推动汽车行驶
二、传动系的组成图8-1所示为普通汽车机械传动系的组成和布置示意图它由离合器、变速器、万向图8-1普通汽车传动系的组成及布置型式示意图1-离合器;2-变速器;3-万向节;4-驱动桥;5-差速器;6-半轴;7-主减速器;8-传动轴传动装置(由传动轴和万向节组成)、驱动桥(由主减速器、差速器和半轴组成)发动机纵向布置在汽车的前部,后轮为驱动轮发动机的转矩经传动系,即离合器、变速器、由传动轴和万向节组成的万向传动装置、安置在驱动桥内的主减速器、差速器和半轴传给驱动轮驱动轮得到的转矩便给地面一个向后的作用力,并因此而使地面对驱动轮产生一个向前的反作用力,这个反作用力称为驱动力或牵引力当驱动力足以克服行驶阻力时,汽车才会起步和正常行驶第二节离合器
1、离合器的作用离合器通常__在发动机与变速器之间,其主动部分与发动机曲轴连接,其从动部分与变速器输入轴连接,离合器踏板__在驾驶室里由驾驶员操纵,它有以下三个功能
1.将发动机的动力逐渐传给变速器,使车轮缓慢增速转动,保证汽车起步平稳汽车起步是从一个完全静止状态到运动状态的过程,如果车轮与发动机刚性地__,则变速器一挂上挡,汽车就会在发动机的带动下迅速运动,此时汽车将产生很大的惯性阻力,此阻力加到发动机上,使发动机瞬间转速急剧下降,导致发动机熄火停止工作,当然汽车也就不能起步当传动系中增加了离合器后,在汽车起步时,驾驶员逐渐松开离合器踏扳,使离合器逐渐接合,依靠离合器打滑,将发动机的动力逐渐传给车轮,使车轮徐徐转动,从而降低汽车起步的加速度,即降低了汽车起步的惯性力,由于惯性阻力减少,发动机输出的转矩大于汽车的惯性阻力矩,车轮在发动机的带动下从静止开始逐渐加速,在此过程中逐渐抬起离合器踏板,逐渐增加传递的转矩,从而使保证汽车平稳起步
2.暂时切断发动机与变速器的动力传递,便于发动机起动与变速器换挡发动机起动时,踩下离合器踏板,切断发动机与变速器的动力传递,这样减少起动时变速器齿轮的转动阻力,有利于提高发动机起动转速,提高起动成功率,另外,起动发动机时踩下离合器踏板,还可以防止发动机起动时如变速器挂在挡上,起动机通过发动机带动汽车向前行驶造成交通事故在汽车行驶过程中,为了适应不断变化的行驶条件,变速器需要经常换挡,变速器的换挡过程就是更换不同齿轮啮合的一个过程踩下离合器,切断发动机与变速器的动力传递,通过操纵变速器的操纵机构,可以容易的使当前挡位上的啮合齿轮脱离啮合,即摘档,使新挡中两待啮合齿轮容易同步啮合,顺利挂上新挡同时,踩下离合器,切断发动机与变速器的动力传递,还能够降低换挡冲击,延长发动机的使用寿命
3.限制所传递的转矩,防止传动系过载当汽车进行紧急制动时,车轮在车轮制动器摩擦转矩的作用下停止转动,即传动系输出端停止转动,而此时传动系的输入端即发动机不能立即停止转动,若没有离合器,则发动机在阻力矩的作用下转速急剧下降,此时将产生非常大的惯性转矩,远远大于发动机的输出转矩,此转矩加到传动系上将引起传动系过载,造成传动系机件损坏当传动系中有了离合器,便可依靠离合器主动部分和从动部分之间打滑衰减这一转矩,从而防止传动系过载,起到一定的保护作用第三节手动变速器
1、概述
(一)变速器的作用1.改变汽车的行驶速度和牵引力汽车上广泛采用活塞式内燃机,其转矩和转速变化范围较小,而复杂的使用条件则要求汽车车速能在相当大的范围内变化,为解决这一矛盾,在传动系中加了变速器,通过改变变速器的传动比,扩大汽车的行驶速度和牵引力的变化范围,以适应经常变化的行驶条件2.改变驱动轮的旋转方向汽车大部分时间是向前行驶,但有时也要求汽车能够倒向行驶,为在发动机旋转方向不变的前提下,能使汽车倒退行驶,为此,变速器设置了倒挡,使汽车实现倒向行驶3.中断发动机的动力传递在发动机的起动、怠速等工况时,要求切断传动系的动力传递,为此,变速器设置空挡,在变速器空挡时可切断动力传递4.驱动其他机构如自卸车的油泵、某些汽车的铰盘等,通过变速器将发动机的动力输出驱动其他机构
(二)变速器的分类1.按变速器传动比的变化情况可分为有级式、无级式两种
(1)有级变速器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型式不同,有轴线固定式变速器(普通变速器)和轴线旋转式变速器(行星齿轮变速器)两种目前,轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3~5个前进挡和一个倒挡(每个挡位对应一个传动比),在重型货车用的组合式变速器中,则有更多挡位所谓变速器挡数即指其前进挡位数齿轮式变速器具有结构简单、易于制造、工作可靠、传动效率高等优点
(2)无级式变速器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(动液式)两种电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机,除在无轨电车上应用外,在超重型自卸车传动系中也有广泛采用的趋势动液式无级变速器的传动部件是液力变矩器2.按操纵方式不同,变速器又可分为手动变速器和自动变速器
(1)手动变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换挡,为大多数汽车所采用
(2)自动变速器自动变速器的换挡是自动进行的所谓“自动”,系指机械变速器每个挡位的变换是借助反映发动机负荷和车速的__系统来控制换挡系统的执行元件而实现的,驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速第四节自动变速器
一、概述自动变速器自20世纪30年代由美国__应用以来,由于它操作简单,使用方便,有利于行车安全等许多优点,现在使用自动变速器的汽车越来越多,在有些国家市区内行驶的轿车几乎全都装有自动变速器在我国50年代成功研制了红旗牌轿车自动变速器近几年我国进口的中高档汽车也大部分使用自动变速器,一自动变速器的特点:1.操作简单、省力,提高了安全性能2.适时换档,提高了动力性与经济性3.防止发动机和传动系过载,提高了零件的使用寿命4.提高了汽车的通过性能5.汽车有害排放物下降6.它有如下不足
(1)结构复杂,制造成本高,维修难度大
(2)低速区传动效率低液力变矩器在低速区的传递效率为82%~86%,传递效率低,导致汽车燃油经济性差,但是现代液力变矩器都加装了锁止离合器、超速档及驾驶模式选择功能等装置,使汽车的传动效率在高速区大大提高
(二)自动变速器的分类自动变速器按传动比的变化规律可分为有级式和无级式两种,传动比连续可变称无级变速器,传动比不是连续可变,而是分为有限的数个传动比,即可分出几个挡传动,此种变速器称为自动变速器自动变速器按照其用途分类时,通常把发动机前置后桥驱动仅起变速作用的变速器称为自动变速器如图8-26所示;把发动机前置前桥驱动既有变速器又有主降速器差速器功能的变速器称为自动传动桥如图8-27所示自动变速器按控制方式不同可分为液控自动变速器、电液控自动变速器,目前生产的变速器几乎全为电液控自动变速器第十章转向系第一节概述转向系的作用是改变汽车的行驶方向和使汽车保持稳定直线行驶的能力汽车的转向系按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类,按转向轮的数量分,可分为两轮转向和四轮转向机械转向系是以人的体力作为转向动力,其中所有传力件都是机械的它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成,如图10-1所示,当驾驶员转动转向盘时,通过图10-1机械转向系示意图1-转向盘;2-转向轴;3-转向万向节;4-转向传动轴;5-转向器;6-转向摇臂;7-转向主拉杆;8-转向节臂;9-左转向节;
10、12-梯形臂;11-转向横拉杆;13-右转向节转向轴、转向万向节和传动轴,将转向转矩输入转向器从转向盘到传动轴这一系列零部件称为转向操纵机构转向器中有1~2级减速传动副,转动方向盘的转矩通过转向器减速增扭后传到转向摇臂,摇臂通过转向主拉杆将转矩传给固定于左转向节上的转向节臂,使左转向节及装于其上的左转向轮绕主销偏转同时,左梯形臂经转向横拉杆带动右梯形臂及右转向节绕主销转动,右转向节带动右转向轮绕主销向同一个方向偏转,从而实现转向转向摇臂、转向主拉杆、转向节臂、左、右梯形臂、转向横拉杆总称为转向传动机构第十一章制动系第一节概述
一、制动系的功能与分类1.制动系的功能汽车需要行驶,同时也需要能够使行驶中的汽车减速甚至停车,而且有时能够可靠的停车显得更重要要做到使行驶中的汽车减速或停车就必须产生一个与汽车行驶方向相反的力,才能让行驶中的汽车减速或停车,对汽车进行强制制动,使汽车减速或停车,这一功能就是制动系的功能,这一系列专门的装置即为制动系另外,当汽车停下来后需要可靠的停车,这也包括在坡道也能可靠的停车,使汽车能够可靠的停车也是制动系的功能之一2.制动系的分类制动系按照其主要功用可分为三大类
(1)行车制动装置行车制动装置是行车时驾驶员常使用的制动装置,它一般用脚操纵,能产生较大的制动力
(2)驻车制动装置驻车制动装置是驾驶员在停车时使用的制动装置,它一般用手操纵主要用于停车后防止汽车滑溜它的制动器可装在变速器或分动器之后的传动轴上,称__制动装置,也可利用后桥车轮制动器兼充驻车制动器,此种形式称为复合式制动器
(3)应急制动、安全制动和辅助制动装置第十二章安全气囊第一节概述
一、安全气囊的作用安全气囊也称辅助乘员保护系统SupplementalRestraintSystem,简称SRS,是轿车上的一种被动安全保护装置当轿车遭遇碰撞而急剧减速时,安全气囊便迅速膨胀,形成一个缓冲垫,使车内乘员不致碰撞车内硬物而受伤随着轿车车速越来越快,行车安全隐患也相应增多,人们对轿车安全装备的要求也越来越高安全气囊顺应了人们对汽车安全性的要求,因而得到了迅速发展实际检测和统计资料表明,在汽车相撞时,安全带和安全气囊正常发挥作用可使人头部受伤率减少30%~50%,面部受伤率减少70%~80%目前,安全带加安全气囊的被动安全装置不仅在中高档轿车上使用,国内生产的普通中低档家用轿车上也将安全气囊作为选装或必装的配置,而__、美国、德国等汽车工业发达国家,早在2001年就已把安全带和安全气囊作为轿车上不可缺少的装备
二、安全气囊的类型目前在轿车上使用的安全气囊其结构型式不尽相同,下面以不同的分类方法予以概括
(一)按适用的碰撞类型分
1.正面碰撞防护安全气囊正面碰撞防护安全气囊有较高的装车率,对正面碰撞事故中的司机和前排乘员起到了很好的安全保护作用一些轿车为保护后排乘员免受汽车正面碰撞的伤害,在汽车前排座椅的背后也__了正面碰撞防护安全气囊
2.侧面和顶部碰撞防护安全气囊为避免或减少汽车侧面碰撞和翻车等事故对车内驾驶员和乘员的伤害,侧面碰撞防护安全气囊和顶部碰撞防护安全气囊也开始在一些中高档轿车上使用
(二)按安全气囊系统气囊的数量分
1.单气囊系统单气囊系统只有一个安全气囊,该气囊__在驾驶席侧的转向盘处
2.双气囊系统双气囊系统除驾驶席侧__了安全气囊外,在前排乘客席侧也__了一个气囊有些车型将前排乘客席侧安全气囊作为选装配置
(三)按安全气囊触发形式分
1.机械式安全气囊这种气囊系统通过机械式传感器监测碰撞惯性力大小,并以机械方式触发气囊充气机械式安全气囊在新型轿车上已很少使用
2.电子式安全气囊电子式安全气囊系统由控制器根据碰撞传感器所提供的__作出是否触发气囊的判断,需要时,向引爆装置发出引爆指令,使气囊迅速充气电子控制式安全气囊已被现代轿车广泛使用图13-26车门组成件1-三角通风窗;2-门内框;3-门外框;4-升降玻璃;5-密封条;6-内部锁止按钮;7-门锁外手柄;8-门锁;9-定位榫舌;10-门内框覆饰;11-扶手;12-门锁内手柄;13-玻璃升降器手柄;14-车门开度限位器;15-门铰链图14-5用焊炬作加热收缩处理图14-6起褶法图8-26自动变速器图8-27自动传动桥PAGE2。