李傳國(guó)

（廣西福達(dá)汽車(chē)有限公司 廣西北海 536000）

關(guān)于汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體的分析及設(shè)計(jì)

李傳國(guó)

（廣西福達(dá)汽車(chē)有限公司 廣西北海 536000）

本文主要根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的汽車(chē)機(jī)械拆裝工藝組合體研究現(xiàn)狀，對(duì)相關(guān)問(wèn)題及其成因進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體功能和硬件的合理研究與設(shè)計(jì)。

汽車(chē)機(jī)械；拆裝工藝組合體；設(shè)計(jì)

前言

汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體是汽修課程實(shí)訓(xùn)過(guò)程中必須用到的組合體，也是汽車(chē)各廠家研發(fā)人員所不斷研究的課題，本文首先對(duì)目前汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體的研究現(xiàn)狀和意義進(jìn)行分析，并進(jìn)行該工藝組合體功能和傳動(dòng)方案的研究，最后開(kāi)展汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體硬件分析和設(shè)計(jì)，使其盡可能滿(mǎn)足實(shí)際的需求。

1 汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體的現(xiàn)狀及意義

1.1 研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)發(fā)展越來(lái)越快，各種新技術(shù)的開(kāi)發(fā)及全社會(huì)汽車(chē)保有量不斷增加，行業(yè)內(nèi)對(duì)各高職學(xué)校培養(yǎng)的汽車(chē)維修人才提出了更高的要求，其不僅需要具有一定的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，更要具備實(shí)際動(dòng)手能力。

雖然近幾年汽車(chē)試驗(yàn)教學(xué)設(shè)施不斷增加，車(chē)輛教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施都已經(jīng)相對(duì)較為成熟，但目前在汽車(chē)機(jī)械修理方面，以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝研究較少，相應(yīng)產(chǎn)品的市場(chǎng)化程度較低。我國(guó)許多高職教育儀器生產(chǎn)商的汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備基本沒(méi)有從培養(yǎng)汽車(chē)維修類(lèi)高職學(xué)生的教學(xué)目的來(lái)設(shè)計(jì)，針對(duì)性較差，生產(chǎn)的設(shè)備在各個(gè)方面均不能較好地達(dá)到汽車(chē)維修機(jī)械基礎(chǔ)類(lèi)課程的實(shí)訓(xùn)效果，或者效果很不明顯。與此同時(shí)，外國(guó)的相關(guān)機(jī)械設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度不夠高，而國(guó)內(nèi)實(shí)訓(xùn)條件等與國(guó)外有較大差距，因而往往達(dá)不到實(shí)訓(xùn)效果。

1.2 研究意義

雖然目前測(cè)試技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等較高程度地應(yīng)用于汽修行業(yè)，但其本質(zhì)上還是需要車(chē)拆裝基本工具的使用。對(duì)汽修基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀展開(kāi)調(diào)查，并結(jié)合該崗位實(shí)際需求和工作后繼續(xù)學(xué)習(xí)的各種特點(diǎn)，對(duì)于汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體所進(jìn)行的研究，有以下幾個(gè)研究意義：

（1）掌握汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)教學(xué)與社會(huì)培訓(xùn)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，根據(jù)重難點(diǎn)對(duì)汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體所展開(kāi)的研究，具有更好的針對(duì)性。

（2）為了使汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝更加規(guī)范，以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力為目的研究汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體，能更好地使學(xué)生掌握正確的操作要領(lǐng)、操作順序和操作方法，使學(xué)生畢業(yè)后更快的滿(mǎn)足企業(yè)的需求。

（3）根據(jù)車(chē)輛機(jī)械傳動(dòng)的特征，對(duì)汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體進(jìn)行開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)多種傳動(dòng)形式，從而實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的多種組合，為了滿(mǎn)足不同用戶(hù)和需求時(shí)，只要改變對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件以及其位置就可以實(shí)現(xiàn)，滿(mǎn)足了實(shí)際教學(xué)時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)更改車(chē)輛機(jī)械系統(tǒng)的要求。

2 汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體的研究

以實(shí)際教學(xué)過(guò)程為引導(dǎo)，通過(guò)對(duì)汽修基礎(chǔ)課程核心知識(shí)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)與實(shí)際教學(xué)需求更加符合的工藝組合體，包括上述模塊化組合的開(kāi)發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)件和維修工具的選擇等。

2.1 汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體實(shí)際功能研究

這里根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要達(dá)到的目的，學(xué)生應(yīng)具有汽車(chē)基本結(jié)構(gòu)的拆裝能力、各種檢驗(yàn)設(shè)備的使用能力以及故障診斷及處理能力。其中，拆裝能力是最基本也最重要的職業(yè)必備能力。本文所研究的組合體實(shí)現(xiàn)了汽修工藝的規(guī)范性。在教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際專(zhuān)業(yè)和教學(xué)需求的不同，可以讓學(xué)生自行選擇并設(shè)計(jì)傳動(dòng)種類(lèi)，根據(jù)所選擇的種類(lèi)，制造樣機(jī)并進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)、動(dòng)力、效率等參數(shù)的采集，能較好地開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力。

2.2 汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體傳動(dòng)方案研究

為了能滿(mǎn)足汽修各種課程中現(xiàn)場(chǎng)演示教學(xué)的要求，并提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，這里按“動(dòng)力源—傳動(dòng)系統(tǒng)—執(zhí)行機(jī)構(gòu)”的思路設(shè)計(jì)各種傳動(dòng)方案。

汽車(chē)的主要?jiǎng)恿?lái)源是發(fā)動(dòng)機(jī)，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行演示教學(xué)前，要使得學(xué)生對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)有所了解。發(fā)動(dòng)機(jī)是一種比較復(fù)雜的機(jī)器，由較多的機(jī)構(gòu)以及系統(tǒng)組成，不論其是汽油機(jī)還是柴油機(jī)，是四行程發(fā)動(dòng)機(jī)還是二行程發(fā)動(dòng)機(jī)行動(dòng)；也不論其是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，還是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。要想轉(zhuǎn)換所完成的能量，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的循環(huán)，確保發(fā)動(dòng)機(jī)能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的進(jìn)行工作，需具備以下機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)：

（1）曲柄連桿機(jī)構(gòu)（見(jiàn)圖1）。發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)工作循環(huán)以及能量轉(zhuǎn)換最主要的一個(gè)運(yùn)動(dòng)零件就是曲柄連桿機(jī)構(gòu)。其主要由三部分組成，即機(jī)體組、曲軸飛輪組以及活塞連桿組。做功過(guò)程中，活塞在承受來(lái)自燃?xì)獾膲毫髸?huì)在氣缸內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)由連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)曲軸向外進(jìn)行動(dòng)力輸出。而在進(jìn)氣、壓縮以及排氣過(guò)程中，飛輪所釋放出來(lái)的能量又能夠?qū)⑶S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動(dòng)。

圖1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)圖

（2）配氣機(jī)構(gòu)（見(jiàn)圖2）。發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)的主要功能及作用即是按照發(fā)動(dòng)機(jī)工作的順序以及過(guò)程，定時(shí)的將進(jìn)氣門(mén)以及排氣門(mén)開(kāi)啟，使得氣缸內(nèi)能夠混入到可燃的混合氣或者空氣，并將廢氣通過(guò)氣缸排出，實(shí)現(xiàn)氣與氣之間的轉(zhuǎn)換。配氣機(jī)構(gòu)一般使用的都是頂置氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)同城由氣門(mén)組、氣門(mén)傳動(dòng)組和氣門(mén)驅(qū)動(dòng)組所構(gòu)成。

圖2 配氣機(jī)構(gòu)圖

（3）燃料供給系統(tǒng)。汽油機(jī)中進(jìn)行燃料供給系統(tǒng)主要是按照發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，將一定數(shù)量以及濃度的氣體進(jìn)行混合配制，使氣體混入到氣缸內(nèi)，并將燃燒后的廢氣排出氣缸，進(jìn)入大氣。

（4）潤(rùn)滑系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)中潤(rùn)滑系統(tǒng)的主要功能就是將定量的清潔潤(rùn)滑油傳輸?shù)竭M(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面，從而減少液體與液體之間的摩擦阻力，將機(jī)件的磨損率降到最低，其還能夠清洗并冷卻零件的表面，潤(rùn)滑系統(tǒng)一般由潤(rùn)滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器以及一些閥門(mén)組成。

（5）冷卻系統(tǒng)（見(jiàn)圖3）。冷卻系統(tǒng)的主要功能是能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度最為適宜，及時(shí)的散發(fā)出受熱零件吸收的部分熱量。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系一般都由冷卻水套、水箱、風(fēng)扇、水泵以及節(jié)溫器組成。

圖3 冷卻系統(tǒng)圖

（6）點(diǎn)火系統(tǒng)（見(jiàn)圖4）。在汽油機(jī)的氣缸內(nèi)的可燃混合氣需利用電火花點(diǎn)燃，因而需要將火花塞裝置在在汽油機(jī)的氣缸蓋上，并將火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。而點(diǎn)火系統(tǒng)則是指能夠在火花塞的電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備，通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈以及火花塞組成。

圖4 點(diǎn)火系統(tǒng)圖

（7）起動(dòng)系統(tǒng)（見(jiàn)圖5）。為了使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠自然的從靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到工作狀態(tài)，必須先將發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，借助外力，使活塞作往往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣能夠燃燒膨脹做功，推動(dòng)活塞向下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并使曲軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這樣一來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)才能自動(dòng)的進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)才能自行進(jìn)行循環(huán)。所以，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程主要是指曲軸在外力作用下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)至發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始自行的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過(guò)程，而完成這一系列的工作所需的裝置即為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系統(tǒng)。

圖5 點(diǎn)火系統(tǒng)圖

汽油機(jī)則主要由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)兩種機(jī)構(gòu)以及燃料供給系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)五大系統(tǒng)組；柴油機(jī)由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)兩大機(jī)構(gòu)和燃料供給系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)四大系統(tǒng)組成，由于柴油機(jī)是壓燃的，因而不需要有點(diǎn)火系統(tǒng)。

而傳動(dòng)系統(tǒng)則主要是傳遞汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)跟驅(qū)動(dòng)輪之間動(dòng)力的一種傳遞裝置，其要能夠有效保證汽車(chē)具有在各種行駛條件下所必需的牽引力、車(chē)速，以及保證牽引力與車(chē)速之間協(xié)調(diào)變化等功能，使汽車(chē)具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性；還應(yīng)保證汽車(chē)能倒車(chē)，以及左、右驅(qū)動(dòng)輪能適應(yīng)差速要求，并使動(dòng)力傳遞能根據(jù)需要而平穩(wěn)地結(jié)合或徹底、迅速地分離。傳動(dòng)系包括離合器、變速器、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器及半軸等部分。

具體各種傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)如下：

（1）皮帶傳動(dòng)-齒輪傳動(dòng)-變速箱傳動(dòng)，其中變速箱傳動(dòng)有多種變速比可以選擇。

（2）齒輪傳動(dòng)-彈性聯(lián)軸器-皮帶傳動(dòng)-槽輪傳動(dòng)。

（3）皮帶傳動(dòng)-齒輪傳動(dòng)-槽輪傳動(dòng)。

（4）皮帶傳動(dòng)-剛性聯(lián)軸器-鏈傳動(dòng)-槽輪傳動(dòng)。

（5）皮帶傳動(dòng)-彈性聯(lián)軸器-鏈傳動(dòng)-槽輪傳動(dòng)。

（6）齒輪傳動(dòng)-凸輪傳動(dòng)。

（7）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。

（8）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

3 汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體硬件系統(tǒng)分析及設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)構(gòu)成汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝的組合體的硬件時(shí)，要符合以下幾點(diǎn)要求：第一，要垂直的放置立板和一塊水平板，在水平基板上固定立板，并用螺栓以及螺母進(jìn)行固定。按照一般的傳動(dòng)方案，垂直放置的立板與立板之間的距離取決于臺(tái)階軸以及花鍵軸的長(zhǎng)度。在立板和基板上面有幾個(gè)方形的小凹槽，與這些方形小凹槽對(duì)應(yīng)的是標(biāo)準(zhǔn)塊上的螺紋孔；汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體應(yīng)當(dāng)采用模塊結(jié)構(gòu)，配備皮帶、花鍵軸、聯(lián)軸器等多種傳動(dòng)裝置，支架、軸承座、軸承等多種支撐設(shè)備，螺栓、螺母、軸承蓋等固定裝備，以及電源控制器等連接件；所有的汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體的硬件組合傳動(dòng)設(shè)備都要在立板上進(jìn)行操作，支架、立板、電機(jī)等均應(yīng)當(dāng)安放在基板上，用合適的螺栓、螺母加以固定，工藝組合體的傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行裝置需要安裝在立板上，在傳動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)發(fā)電機(jī)帶動(dòng)皮帶傳動(dòng)，再由皮帶傳動(dòng)傳到其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中去；為了方便操作，在執(zhí)行操作前，應(yīng)當(dāng)將工藝組合體安裝在專(zhuān)用的工作臺(tái)上面，為了方便在操作過(guò)程前后對(duì)工藝組合體的移動(dòng)，安裝的工藝零件需要采用輕質(zhì)材料，比如鋁質(zhì)材料。

4 總結(jié)

汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體的分析和設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常具有難度的工作，它既要求具有豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，又要有不斷創(chuàng)新的精神和實(shí)踐能力，對(duì)此必須重視這項(xiàng)工作。本文通過(guò)現(xiàn)有的汽車(chē)機(jī)械拆裝工藝的實(shí)驗(yàn)研究、汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)的綜合功能的測(cè)試，結(jié)合汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝在傳動(dòng)過(guò)程中的要求，設(shè)計(jì)出汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體，以滿(mǎn)足對(duì)汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體的教學(xué)需求。

[1]馮學(xué)敦.汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2008，9.

[2]黃象珊.汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體的研究與設(shè)計(jì)[J].硅谷，2011（18）.

[3]董新亭.汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)拆裝工藝組合體的分析與設(shè)計(jì)[J].教育教學(xué)論壇，2013（22）.

U472

A

1004-7344（2016）02-0223-02

2015-12-29

李傳國(guó)（1985-），助理工程師，本科，主要從事汽車(chē)機(jī)械設(shè)計(jì)，多功能拖拉機(jī)產(chǎn)品研發(fā)工作。