600_輕型貨車(chē)設(shè)計(jì)(離合器及操縱機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)軸設(shè)計(jì))
600_輕型貨車(chē)設(shè)計(jì)(離合器及操縱機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)),輕型,貨車(chē),設(shè)計(jì),離合器,操縱,機(jī)構(gòu),傳動(dòng)軸
外文資料譯文
離合器
發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力用以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。動(dòng)力傳動(dòng)系將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳到車(chē)輪。傳動(dòng)系由飛輪后端到車(chē)輪之間的零件組成。這些零件包括離合器、變速器、傳動(dòng)軸和減速器總成。
離合器是位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置,它包括飛輪、離合器(從動(dòng)盤(pán))磨擦片、壓盤(pán)、壓緊彈簧、離合器蓋及操作離合器所需的連接桿件等。它通過(guò)零件間的接觸磨擦工作。這是離合器為什么會(huì)稱(chēng)為磨擦機(jī)構(gòu)的原因。離合器接合后,給變速器傳遞所有的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩磨擦沒(méi)有打滑。離合器也被用于在變速器傳動(dòng)比變換時(shí)從傳動(dòng)系中分離發(fā)動(dòng)機(jī)。
為了起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或換檔,駕駛員必須踩下離合器踏板以便實(shí)現(xiàn)變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)的分離。在那時(shí),與變速器輸入軸相聯(lián)的離合器從動(dòng)件可能處于靜止?fàn)顟B(tài),也可能以一定的速度旋轉(zhuǎn),這一速度可能高于或低于與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)的離合器主動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)速度。沒(méi)有彈簧壓力作用于離合器總成器件上。因此在主動(dòng)件和從動(dòng)件之間沒(méi)有磨擦。當(dāng)駕駛員松開(kāi)離合器踏板時(shí),彈簧對(duì)離合件器件壓力增加。各個(gè)器件之間的磨擦也會(huì)增加。彈簧對(duì)從動(dòng)件所施加的壓力由駕駛員通過(guò)離合器踏板和連桿機(jī)構(gòu)來(lái)控制。主從動(dòng)件的有效接合是通過(guò)其表面的摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)彈簧壓力全部應(yīng)用時(shí),主從動(dòng)件的轉(zhuǎn)速是相同的。此時(shí),離合器充當(dāng)一個(gè)剛性連接裝置,沒(méi)有滑轉(zhuǎn),將發(fā)動(dòng)機(jī)全部功率傳遞給變速器。
但是,為了使汽車(chē)操作平穩(wěn),變速器應(yīng)該逐漸與發(fā)動(dòng)機(jī)接合,并減小傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)的功率輸出很小。否則,主動(dòng)件與從動(dòng)件連接過(guò)快,發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)停轉(zhuǎn)。
飛輪是離合器的一個(gè)主要部件。飛輪安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上,給離合器總成傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。飛輪與離合器摩擦片和壓盤(pán)結(jié)合在一起來(lái)傳遞或中斷發(fā)動(dòng)機(jī)給變速器的功率流。
飛輪也為離合器總成提供裝配位置。當(dāng)離合器作用時(shí),飛輪將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給離合器從動(dòng)盤(pán)。飛輪重,所以有助于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。飛輪外緣還有一個(gè)大齒圈,在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),它與起動(dòng)機(jī)的小齒輪嚙合。
離合器從動(dòng)盤(pán)安裝在飛輪和壓盤(pán)之間,有一個(gè)花鍵轂套在變速器輸入軸上的花鍵上?;ㄦI轂上的槽與輸入軸上的花鍵配合?;ㄦI裝配在槽內(nèi),因此,兩個(gè)零件結(jié)合在一起。但是,從動(dòng)盤(pán)可以在軸上前后移動(dòng)。從動(dòng)盤(pán)連接在輸入軸上,與軸的轉(zhuǎn)速相同。
離合器壓盤(pán)一般由鑄鐵制成。它是圓形,與(離合器)從動(dòng)盤(pán)的直徑相同。壓盤(pán)一側(cè)被加工平滑。這側(cè)會(huì)把離合器摩擦襯面壓到飛輪上。外側(cè)有各種形狀,以有利于彈簧與分離機(jī)構(gòu)的連接。有兩種主要的壓盤(pán)總成分別是螺旋彈簧總成和膜片彈簧總成。
螺旋彈簧離合器中,壓盤(pán)背部有許多螺旋彈簧支撐(壓緊),并和它們一起安裝在一個(gè)通過(guò)螺栓連接到飛輪上的壓制鋼(離合器)蓋中。彈簧推壓離合器蓋。從動(dòng)盤(pán)和壓盤(pán)都不是嚴(yán)格連接到飛輪上,兩個(gè)都可以相對(duì)飛輪前后移動(dòng)。當(dāng)離合器踏板被踩下時(shí),安放在碳質(zhì)或滾珠推力軸承上的止推墊被壓向飛輪。分離杠桿(在樞軸上)轉(zhuǎn)動(dòng),使它們能夠與一側(cè)的止推墊和另一側(cè)的壓盤(pán)接合,然后將壓盤(pán)拉向彈簧。這會(huì)釋放施加在從動(dòng)盤(pán)上的壓力,變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)脫離。
現(xiàn)代轎車(chē)普遍采用膜片彈簧壓盤(pán)總成。膜片彈簧是一個(gè)薄金屬片,在壓力作用下會(huì)彎曲。當(dāng)壓力釋放時(shí),這個(gè)金屬?gòu)椈蓵?huì)回到原來(lái)的形狀。膜片彈簧的中心部分有許多切開(kāi)的分離指作為分離杠桿。當(dāng)離合器總成隨著發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),由于離心力的作用,它們的重量會(huì)被甩到膜片彈簧的外緣,從而使分離杠桿對(duì)壓盤(pán)釋壓。在離合器分離時(shí),分離指在分離軸承作用下向前移動(dòng)。支撐環(huán)(圈)上的彈簧樞軸和它的外緣從飛輪分離。彈簧收縮將壓盤(pán)拉離離合器片,從而將離合器分離。
當(dāng)離合器結(jié)合時(shí),分離軸承和膜片彈簧的分離指向變速器方向移動(dòng)。當(dāng)膜片樞軸越過(guò)支承環(huán)時(shí),它的外緣將壓盤(pán)壓在離合器片上,使離合器片和飛輪接合。
膜片式壓盤(pán)總成的優(yōu)點(diǎn)在于它的結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,運(yùn)動(dòng)部件少,接合費(fèi)力?。ㄝp便),通過(guò)對(duì)壓盤(pán)周?chē)┘拥钠胶饬?lái)減小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的不平衡現(xiàn)象,離合器滑轉(zhuǎn)率小。
離合器踏板可通過(guò)繩索或常見(jiàn)的液壓系統(tǒng)連接到分離機(jī)構(gòu)。無(wú)論采用哪種方式,踩下踏板,操縱分離機(jī)構(gòu),通過(guò)分離軸承對(duì)離合器膜片彈簧指施加壓力,均可解除膜片彈簧對(duì)離合器盤(pán)的壓緊。如果帶有液壓機(jī)構(gòu),由離合器踏板臂來(lái)操縱離合器主缸中的活塞,將液壓油通過(guò)管道壓入到離合器工作(分離)缸,此后由工作缸中的活塞操縱離合器分離機(jī)構(gòu)。另外一種是由繩索將離合器踏板連接到分離機(jī)構(gòu)的。
其它零部件包括離合器(分離)叉、分離軸承、離合器殼、離合器蓋和導(dǎo)軸襯(套),用來(lái)接合和分離變速器。分離叉連接到杠桿機(jī)構(gòu),實(shí)際用來(lái)操縱離合器。分離軸承安裝在離合器分離叉和壓盤(pán)總成之間。離合器殼用來(lái)封閉離合器總成。而離合器蓋固定在離合器殼的底部。這個(gè)活動(dòng)蓋可使技工(維修工)在檢查離合器時(shí)不必拆卸變速器和離合器殼。導(dǎo)軸襯安裝在曲軸的后端,用來(lái)固定變速器輸入軸。
扭矩變矩器
基礎(chǔ)
就像裝有手動(dòng)變速器的汽車(chē)(有離合器)一樣,裝有自動(dòng)變速器的汽車(chē)需要有一個(gè)裝置,使發(fā)動(dòng)機(jī)在車(chē)輪和變速器齒輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。手動(dòng)變速器汽車(chē)是通過(guò)離合器,使變速器完全與發(fā)動(dòng)機(jī)脫離。而自動(dòng)變速器汽車(chē)采用的是液力變矩器(轉(zhuǎn)矩變換器)。
液力變矩器是一種液力偶合器,它使發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)與變速器基本上不相關(guān)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)很慢,例如在制動(dòng)燈亮?xí)r汽車(chē)怠速行駛,通過(guò)液力變矩器傳遞的轉(zhuǎn)矩很小,所以要使汽車(chē)停下來(lái),只需要用很小的力踩制動(dòng)踏板。
液力偶合器
如果在汽車(chē)停止時(shí),踩下加速踏板。就必須用很大的力來(lái)踩制動(dòng)器,使汽車(chē)制動(dòng)。這是因?yàn)楫?dāng)你加速時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加,泵入液力變矩器的液體量增多,從而使更大的轉(zhuǎn)矩被傳遞給車(chē)輪。
變矩器內(nèi)部結(jié)構(gòu)
有液力變矩器的堅(jiān)固外殼內(nèi)有4個(gè)部件:泵輪、渦輪、導(dǎo)輪和傳動(dòng)液。
液力變矩器的外殼用螺栓固定在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上,因此它與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相同。液力變矩器泵輪葉片連接在外殼上,因此它的轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)相同。下面的剖視圖說(shuō)明了液力變矩器部件在其內(nèi)部是如何連接的。
液力變矩器內(nèi)的泵輪是一種離心泵。當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時(shí),傳動(dòng)液會(huì)被甩到外側(cè),非常像洗衣機(jī)的旋轉(zhuǎn)周期,將水和衣服甩到洗衣桶外側(cè)。當(dāng)傳動(dòng)液甩向外側(cè)時(shí),會(huì)在中心產(chǎn)生真空,從而吸入更多的液體。
然后傳動(dòng)液進(jìn)入到渦輪葉片中間,葉片與變速器相連。渦輪帶動(dòng)變速器旋轉(zhuǎn),其本質(zhì)是用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。渦輪的葉片是彎曲的。這說(shuō)明從外側(cè)進(jìn)入到渦輪中的傳動(dòng)液在離開(kāi)渦輪中心之前會(huì)改變方向。正是這種方向的改變使渦輪旋轉(zhuǎn)。
傳動(dòng)液從渦輪中心流出,流出時(shí)的方向與它進(jìn)入時(shí)的方向不同。流出渦輪的液體流動(dòng)方向與泵輪旋轉(zhuǎn)方向相反。如果允許傳動(dòng)液沖擊泵輪,它會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)減速,損耗功率。這就是為什么液力變矩器要有一個(gè)導(dǎo)輪的原因。
導(dǎo)輪位于液力變矩器的正中心。它的工作是讓從渦輪返回的液體在它再次沖擊泵輪之前,使其改變方向。這會(huì)戲劇性地增加液力變矩器的效率。
導(dǎo)輪葉片具有很強(qiáng)的(侵襲性)主動(dòng)性,它的方向與傳動(dòng)液流動(dòng)方向完全相反。導(dǎo)輪通過(guò)單向離合器連接在變速器的固定軸上。因?yàn)椴捎眠@種布置方式,導(dǎo)輪不會(huì)隨著傳動(dòng)液旋轉(zhuǎn),它只能按照與其相反的方向旋轉(zhuǎn),從而在傳動(dòng)液沖擊導(dǎo)輪葉片時(shí)強(qiáng)迫其改變方向。
當(dāng)汽車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)有一些棘手的事情發(fā)生。當(dāng)行駛速度在40英里/時(shí)左右時(shí),泵輪和渦輪轉(zhuǎn)速基本上相同(泵輪總是旋轉(zhuǎn)的稍快)。此時(shí),從渦輪返回的傳動(dòng)液流入泵輪時(shí)的方向已經(jīng)與泵輪相同,因此不需要導(dǎo)輪。
盡管渦輪改變傳動(dòng)液的流動(dòng)方向,并將它甩到后面,傳動(dòng)液仍以渦輪旋轉(zhuǎn)方向始終流動(dòng),因?yàn)闇u輪在一個(gè)方向上的旋轉(zhuǎn)速度大于傳動(dòng)液從另一方向泵入的速度。如果你站在駛速在60英里/時(shí)的皮卡車(chē)后面,將一個(gè)小球從皮卡后方以40英里/時(shí)的速度扔出,這個(gè)小球仍會(huì)以20英里/時(shí)速度前進(jìn)。這與渦輪相似,傳動(dòng)液從一個(gè)方向甩出時(shí)的速度與它在另一個(gè)方向上的初始速度不一致。
在這些速度上,傳動(dòng)液實(shí)際上是在沖擊導(dǎo)輪葉片的背面,從而使導(dǎo)輪在單向離合器上空轉(zhuǎn),因此不妨礙傳動(dòng)液從它中間穿過(guò)。
優(yōu)缺點(diǎn)
除了在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),使汽車(chē)達(dá)到完全停止之外,液力變矩器實(shí)際上在加速起動(dòng)時(shí)能給汽車(chē)提供更大的轉(zhuǎn)矩?,F(xiàn)代液力變矩器能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩增大2-3倍。這種效果只在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度明顯快于變速器時(shí)出現(xiàn)。
在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),變速器隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),最終轉(zhuǎn)速幾乎相同。雖然在理想情況下,變速器旋轉(zhuǎn)速度可以與發(fā)動(dòng)機(jī)相同,但由于速度消耗功率,因此實(shí)際是不同的。這是為什么裝有自動(dòng)變速器的汽車(chē)比裝有手動(dòng)變速器的汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性差的原因之一。
為了使這種結(jié)果相反,一些汽車(chē)上的液力變矩器帶有鎖止離合器。當(dāng)液力變矩器的兩半部分達(dá)到合適速度時(shí),鎖止離合器將它們鎖在一起來(lái)消除滑轉(zhuǎn)和提高效率。
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