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1、汽车相关结构与解释1.涡轮增压器2.汽车的差速器3.汽车上的双曲线齿轮4.汽车驱动桥上的锁止机构5.自动变速箱6.从驱动形式看汽车7.奥迪A6无级手动一体式变速器8.轿车转向器9.电动助力转向器10.常用的制动装置11.盘式制动器12. 从ASR到ESP13. 鼓式制动器14. 电子制动系统涡轮增压器参加竞赛的跑车或方程式赛车一般在发动机上装有涡轮增压器，以使汽车迸发出更大的功率。发动机是靠燃料在气缸内燃烧作功来产生功率的，输入的燃料量受到吸入气缸内空气量的限制，所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量，提高燃烧作功
2、能力。在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。构造涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器，涡轮室进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上；增压器进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上。涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。原理涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以
3、燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。技术涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上，处在高温，高压和高速运转的工作状况下，其工作环境非常恶劣，工作要求又比较苛刻，因此对制造的材料和加工技术都要求很高。其中制造难度最高的是支承涡轮轴运转的“浮式轴承”，它工作转速可达10万转分以上，加上环境温度可达六、七百度以上，决非一般轴承所能承受，由于轴承与机体内壁间有油液做冷却，又称“全浮式轴承”。缺点另外涡轮增压器虽然有协助发动机增力的作用，但也有它的缺点，其中最明显的是，“滞后响应”，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，即使经过改良后的反应时间也要1.7
4、秒，使发动机延迟增加或减少输出功率。这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。改进但是涡轮增压器毕竟是无本生利的事情，它是利用发动机的废气工作的，这些废气的能量如果不加以利用也会白白地浪费掉。因此，自从涡轮增压器面世以来，人们就经常对它进行技术改造，例如提高加工精度，尽量减少涡轮与涡轮室内壁的间隙，以便提高废气能量利用率；采用新型材料陶瓷，利用陶瓷的耐热高，刚度强，重量轻的优点，可以将涡轮增压器做得更加紧凑，体积更少，而且能减少涡轮的“滞后响应”时间。在最近30年时间里，涡轮增压器已经普及到许多类型的汽车上，它弥补了一些自然吸气式发动机的先天不足，会发动机在不改变气缸工作容积
5、的情况下可以提高输出功率10%以上，因此许多汽车制造公司都采用这种增压技术来改进发动机的输出功率，藉以实现轿车的高性能化。(99.7.29)涡轮增压器之二提高压缩比是提高发动机功率的措施之一。而提高压缩比有两种途径，一种是采用高顶活塞及改变曲轴行程或者改变燃烧室形状，这是牵一动百的举措，花费较大；另一是增加进气量的方法，采用强制性方式加大空气灌输量，就是涡轮增压器的方法，这是一种不改变发动机基本结构，花费较少的做法。在“涡轮增压器”一文，已经简单介绍了它的构造、原理等方面的知识，现在再谈一谈它的具体形式。（1）电磁阀、（2）气缸燃烧室、（3）中冷器、（4）空气滤清器、（5）叶轮、（6）涡轮、（
6、7）排气旁通阀差别以前废气涡轮增压器多用在柴油发动机上，例如载重汽车和大客车上的柴油发动机。现在不少轿车汽油机上也使用废气涡轮增压器。轿车用的废气涡轮增压器都采用单入口涡轮外壳，也就是说只利用废气排气的压力能量，不需使用其它的辅助能量。由于轿车发动机的转速范围大，因此废气涡轮增压器必须要有调节装置，以使发动机能在一定转速范围内获得比较恒定的增压压力。另外，汽油机是点燃式点火，它的压缩比是有一定范围限制的，过高就会引发爆燃。因此，还要有爆燃检测及控制机构，随时调整点火提前角。安装轿车的废气涡轮增压器一般安装在排气管附近，涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接，同步旋转。调节目前的涡
7、轮增压器的调节装置大都在排气侧进行调节，当不需要增压时，例如怠速或者有爆燃先兆时，一部分排气会通过旁通阀泄出而不进入涡轮增压器。当发动机转速每分钟达到1800转时，电磁阀就会关闭旁通阀让排气流指向涡轮一侧，使涡轮转动。另外还有一种设计，就是调节涡轮叶片的角度，通过阻力的改变来调节涡轮的转速，从而改变增压量。冷却对空气进行冷却可以使空气收缩增大密度，在同等容积下塞进更多空气，还可以防止爆燃。因此轿车的涡轮增压器都安装有中间冷却器，这种中间冷却器一般用空气冷却，安装在发动机散热器前面、旁边或者单独一个位置，利用汽车迎面气流或者自身风扇冷却。关键涡轮增压器的关键零件是轴承。这种根据润滑形式命名的轴承
8、被称为“全浮式轴承”，工作转速极高，工作环境恶劣。因此，保证润滑是非常重要的事情。如果因油压低导致机油供给缓慢，就会损坏轴承从而导致涡轮增压器失效。在正常的发动机启动是不会发生此类故障的，但如果发动机更换机油和机油过滤器后第一次启动，就会产生机油供给缓慢现象，使轴承缺乏机油润滑。在这种情况下，启动后要怠速运转3分钟左右，不可直接将转速提升到涡轮增压器启动转速。同样，在高速及上坡后也不要使发动机立即停止，要使发动机继续怠速运行1分钟左右，使仍继续空转的涡轮增压器轴承不会缺油。因此，使用涡轮增压器汽车的司机，一定要遵循厂家的指示操作，还要十分注意机油的质量，不宜将涡轮增压器汽车视同一般汽车进行操作
9、。汽车的差速器汽车发动机的动力经离合器、变速器、传动轴，最后传送到驱动桥再左右分配给半轴驱动车轮，在这条动力传送途径上，驱动桥是最后一个总成，它的主要部件是减速器和差速器。减速器的作用就是减速增矩，这个功能完全靠齿轮与齿轮之间的啮合完成，比较容易理解。而差速器就比较难理解，什么叫差速器，为什么要“差速”？汽车差速器是驱动轿的主件。它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。汽车在拐弯时车轮的轨线是圆弧，如果汽车向左转弯，圆弧的中心点在左侧，在相同的时间里，右侧轮子走的弧线比左侧轮子长，为了平衡这个差异
10、，就要左边轮子慢一点，右边轮子快一点，用不同的转速来弥补距离的差异。如果后轮轴做成一个整体，就无法做到两侧轮子的转速差异，也就是做不到自动调整。为了解决这个问题，早在一百年前，法国雷诺汽车公司的创始人路易斯.雷诺就设计出了差速器这个玩意。普通差速器由行星齿轮、行星轮架（差速器壳）、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动行星轮架，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。差速器的设计要求满足：（左半轴转速）+（右半轴转速）=2（行星轮架转速）。当汽车直行时，左、右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态，而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏，导致内侧轮转速减小，外侧轮转
11、速增加。这种调整是自动的，这里涉及到“最小能耗原理”，也就是地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。例如把一粒豆子放进一个碗内，豆子会自动停留在碗底而绝不会停留在碗壁，因为碗底是能量最低的位置（位能），它自动选择静止（动能最小）而不会不断运动。同样的道理，车轮在转弯时也会自动趋向能耗最低的状态，自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。当转弯时，由于外侧轮有滑拖的现象，内侧轮有滑转的现象，两个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力，由于“最小能耗原理”，必然导致两边车轮的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系，并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮产生自转，使外侧半轴转速加快，内侧半轴转速减慢，从而实现
12、两边车轮转速的差异。(2000.3.9)返回汽车上的双曲线齿轮汽车上用到齿轮传动的部件有驱动桥、变速器、发动机、方向机等总成，不同的部件采用形式不同大小不一的齿轮。在各式各样的齿轮中，有一种名叫“双曲线”的齿轮，在汽配市场上还有专门用于它的润滑油叫做“双曲线齿轮油”。这种齿轮用在驱动桥的主减速器上。主减速器为什么要用双曲线齿轮，它有什么好处？首先要明确主减速器的功能。汽车驱动桥上的主减速器不但要减速增扭，还要改变传动方向，将变速器输出轴的转动改变90度方向，变为车轮的转动。这种功能是依靠主减速器的一对齿轮来完成的，这对齿轮多用螺旋锥齿轮或者双曲线齿轮。轿车上的主减速器一般采用双曲线齿轮。这是因
13、为双曲线齿轮与螺旋锥齿轮比较，前者运转噪音少，工作更平稳，轮齿强度较高，而且还具有主动齿轮轴线可以相对从动齿轮轴线偏移的特点，这一点对于汽车的技术性能非常重要，工程师可以在不改变发动机的位置尺寸就可以直接改变驱动桥的离地间隙，也就是改变整部车的离地间隙。例如有些汽车主减速器的双曲线齿轮的偏移距达30多毫米，在保持一定的离地间隙情况下，可降低主动齿轮和传动轴的位置，使车身重心降低，有利于提高汽车高速行驶的平稳性。两齿轮轴线相交 主动轮向下偏移有些汽车在同一车架上生产轿车和运动休闲车，其底盘的参数变换也是利用了双曲线齿轮这一特性。由于有这些优点，目前汽车的驱动桥已经趋向于用双曲线齿轮，实际上近年进
14、口汽车基本上是采用双曲线齿轮，国产汽车也有许多车型采用双曲线齿轮，并已经越来越多地在中、重型货车上得到采用。但双曲线齿轮工作时，齿面间会有较大的相对滑动，且齿面压力很大，齿面油膜容易被破坏。为减少摩擦，提高效率，必须要采用含有防刮伤添加剂的专用双曲线齿轮油，绝不能用其它的齿轮油代替，否则将使齿面迅速磨损和擦伤，严重影响汽车的运行状态。（2000.5.12）返回汽车驱动桥上的锁止机构我们曾经讨论过汽车的差速器（参阅技术漫谈底盘部分汽车的差速器一文），它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。在汽车拐弯
15、时，外侧轮有滑拖的现象，内侧轮有滑转的现象，两个驱动轮产生两个方向相反的附加力，通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮产生自转，使外侧半轴转速加快，内侧半轴转速减慢，从而解决了车辆使用的一方面问题。也就是说，驱动轴分为两半后，各半轴的转动速度是依靠两侧轮子的地面阻力进行调节的。虽然这样可以解决转弯时两侧轮子转速不同的问题，但是同时也引起了另一方面的问题，当一边车轮陷入泥潭，失去地面附着力时，左右两半轴的阻力矩相差悬殊，造成一侧轮子飞转而另一侧停止。在这个时候，我们又希望汽车的动力传递与地面阻力无关，驱动轴不要分成两半。为了解决这个矛盾，在一些汽车上装置了锁止机构。在汽车正常行驶时锁止机构不起作
16、用,一旦发生单侧打滑,锁止机构立即动作,强行带动慢半轴转动或制止快半轴飞转。一种自动锁止机构的简单原理如图所示,它包含超越离合器和齿轮变速装置两大部分。超越离合器有两个环，一个与半轴（红色）花键联接，另一个环（绿色）上的齿轮1与齿轮2啮合，齿轮2与齿轮3做成一体，齿轮3又与固联在差速器壳体上的齿轮4啮合。差速器壳和双联齿轮2-3通过轴承安装在与车身固连的外壳（灰色）上。超越离合器两环的相对转速有一个临界值，由汽车最小转弯半径决定。汽车正常行驶时，两半轴的转速变化不会超出最小转弯半径所规定的范围，此时超越离合器超越运行，两环互相分离，锁止机构不起作用（类似骑自行车下坡，车轮飞转而你的双脚可以静止）。一旦出现打滑（超出临界转速），超越离合器就会接合，传动轴锥齿轮6的动力经齿轮6-5-4-3-2-1传到超越离
