關于汽車機械系統拆裝工藝組合體的分析及設計

李傳國

（廣西福達汽車有限公司 廣西北海 536000）

關于汽車機械系統拆裝工藝組合體的分析及設計

李傳國

（廣西福達汽車有限公司 廣西北海 536000）

本文主要根據國內現有的汽車機械拆裝工藝組合體研究現狀，對相關問題及其成因進行分析，以實現汽車機械系統拆裝工藝組合體功能和硬件的合理研究與設計。

汽車機械；拆裝工藝組合體；設計

前言

汽車機械系統拆裝工藝組合體是汽修課程實訓過程中必須用到的組合體，也是汽車各廠家研發人員所不斷研究的課題，本文首先對目前汽車機械系統拆裝工藝組合體的研究現狀和意義進行分析，并進行該工藝組合體功能和傳動方案的研究，最后開展汽車機械系統拆裝工藝組合體硬件分析和設計，使其盡可能滿足實際的需求。

1 汽車機械系統拆裝工藝組合體的現狀及意義

1.1 研究現狀

近年來，汽車行業發展越來越快，各種新技術的開發及全社會汽車保有量不斷增加，行業內對各高職學校培養的汽車維修人才提出了更高的要求，其不僅需要具有一定的專業理論知識，更要具備實際動手能力。

雖然近幾年汽車試驗教學設施不斷增加，車輛教學實驗設施都已經相對較為成熟，但目前在汽車機械修理方面，以培養學生動手能力的汽車機械系統拆裝工藝研究較少，相應產品的市場化程度較低。我國許多高職教育儀器生產商的汽車機械系統設備基本沒有從培養汽車維修類高職學生的教學目的來設計，針對性較差，生產的設備在各個方面均不能較好地達到汽車維修機械基礎類課程的實訓效果，或者效果很不明顯。與此同時，外國的相關機械設備國產化程度不夠高，而國內實訓條件等與國外有較大差距，因而往往達不到實訓效果。

1.2 研究意義

雖然目前測試技術、微機技術、自動化技術等較高程度地應用于汽修行業，但其本質上還是需要車拆裝基本工具的使用。對汽修基礎課程教學現狀展開調查，并結合該崗位實際需求和工作后繼續學習的各種特點，對于汽車機械系統拆裝工藝組合體所進行的研究，有以下幾個研究意義：

（1）掌握汽車機械系統教學與社會培訓的重點與難點，根據重難點對汽車機械系統拆裝工藝組合體所展開的研究，具有更好的針對性。

（2）為了使汽車機械系統拆裝更加規范，以培養學生動手能力為目的研究汽車機械系統拆裝工藝組合體，能更好地使學生掌握正確的操作要領、操作順序和操作方法，使學生畢業后更快的滿足企業的需求。

（3）根據車輛機械傳動的特征，對汽車機械系統拆裝工藝組合體進行開發，設計多種傳動形式，從而實現該系統的多種組合，為了滿足不同用戶和需求時，只要改變對應的標準件以及其位置就可以實現，滿足了實際教學時需要現場更改車輛機械系統的要求。

2 汽車機械系統拆裝工藝組合體的研究

以實際教學過程為引導，通過對汽修基礎課程核心知識進行分析，設計與實際教學需求更加符合的工藝組合體，包括上述模塊化組合的開發、標準件和維修工具的選擇等。

2.1 汽車機械系統拆裝工藝組合體實際功能研究

這里根據實際教學需要達到的目的，學生應具有汽車基本結構的拆裝能力、各種檢驗設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必備能力。本文所研究的組合體實現了汽修工藝的規范性。在教學過程中，根據實際專業和教學需求的不同，可以讓學生自行選擇并設計傳動種類，根據所選擇的種類，制造樣機并進行試驗，進行機械傳動、動力、效率等參數的采集，能較好地開發學生的創新意識和實際動手能力。

2.2 汽車機械系統拆裝工藝組合體傳動方案研究

為了能滿足汽修各種課程中現場演示教學的要求，并提高學生實際動手能力，這里按“動力源—傳動系統—執行機構”的思路設計各種傳動方案。

汽車的主要動力來源是發動機，在對學生進行演示教學前，要使得學生對于發動機的基本知識有所了解。發動機是一種比較復雜的機器，由較多的機構以及系統組成，不論其是汽油機還是柴油機，是四行程發動機還是二行程發動機行動；也不論其是單缸發動機，還是多缸發動機。要想轉換所完成的能量，實現發動機工作的循環，確保發動機能夠長時間連續的進行工作，需具備以下機構、系統：

（1）曲柄連桿機構（見圖1）。發動機能夠實現工作循環以及能量轉換最主要的一個運動零件就是曲柄連桿機構。其主要由三部分組成，即機體組、曲軸飛輪組以及活塞連桿組。做功過程中，活塞在承受來自燃氣的壓力后會在氣缸內作直線運動，并經由連桿轉換成曲軸的旋轉運動，并通過曲軸向外進行動力輸出。而在進氣、壓縮以及排氣過程中，飛輪所釋放出來的能量又能夠將曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動。

圖1 曲柄連桿機構圖

（2）配氣機構（見圖2）。發動機的配氣機構的主要功能及作用即是按照發動機工作的順序以及過程，定時的將進氣門以及排氣門開啟，使得氣缸內能夠混入到可燃的混合氣或者空氣，并將廢氣通過氣缸排出，實現氣與氣之間的轉換。配氣機構一般使用的都是頂置氣門式配氣機構，該機構同城由氣門組、氣門傳動組和氣門驅動組所構成。

圖2 配氣機構圖

（3）燃料供給系統。汽油機中進行燃料供給系統主要是按照發動機的要求，將一定數量以及濃度的氣體進行混合配制，使氣體混入到氣缸內，并將燃燒后的廢氣排出氣缸，進入大氣。

（4）潤滑系統。發動機中潤滑系統的主要功能就是將定量的清潔潤滑油傳輸到進行相對運動的零件表面，從而減少液體與液體之間的摩擦阻力，將機件的磨損率降到最低，其還能夠清洗并冷卻零件的表面，潤滑系統一般由潤滑油道、機油泵、機油濾清器以及一些閥門組成。

（5）冷卻系統（見圖3）。冷卻系統的主要功能是能夠保證發動機的工作溫度最為適宜，及時的散發出受熱零件吸收的部分熱量。水冷發動機的冷卻系一般都由冷卻水套、水箱、風扇、水泵以及節溫器組成。

圖3 冷卻系統圖

（6）點火系統（見圖4）。在汽油機的氣缸內的可燃混合氣需利用電火花點燃，因而需要將火花塞裝置在在汽油機的氣缸蓋上，并將火花塞頭部伸入燃燒室內。而點火系統則是指能夠在火花塞的電極間產生電火花的全部設備，通常由蓄電池、發電機、分電器、點火線圈以及火花塞組成。

圖4 點火系統圖

（7）起動系統（見圖5）。為了使得發動機能夠自然的從靜止狀態過渡到工作狀態，必須先將發動機的曲軸轉動起來，借助外力，使活塞作往往復的運動，氣缸內的可燃混合氣能夠燃燒膨脹做功，推動活塞向下進行運動，并使曲軸發生旋轉，這樣一來發動機才能自動的進行運轉，系統才能自行進行循環。所以，發動機的起動過程主要是指曲軸在外力作用下開始轉動至發動機開始自行的怠速運轉的全過程，而完成這一系列的工作所需的裝置即為發動機的起動系統。

圖5 點火系統圖

汽油機則主要由曲柄連桿機構，配氣機構兩種機構以及燃料供給系統、潤滑系統、冷卻系統、點火系統和起動系統五大系統組；柴油機由曲柄連桿機構、配氣機構兩大機構和燃料供給系統、潤滑系統、冷卻系統和起動系統四大系統組成，由于柴油機是壓燃的，因而不需要有點火系統。

而傳動系統則主要是傳遞汽車發動機跟驅動輪之間動力的一種傳遞裝置，其要能夠有效保證汽車具有在各種行駛條件下所必需的牽引力、車速，以及保證牽引力與車速之間協調變化等功能，使汽車具有良好的動力性和燃油經濟性；還應保證汽車能倒車，以及左、右驅動輪能適應差速要求，并使動力傳遞能根據需要而平穩地結合或徹底、迅速地分離。傳動系包括離合器、變速器、傳動軸、主減速器、差速器及半軸等部分。

具體各種傳動方案設計如下：

（1）皮帶傳動-齒輪傳動-變速箱傳動，其中變速箱傳動有多種變速比可以選擇。

（2）齒輪傳動-彈性聯軸器-皮帶傳動-槽輪傳動。

（3）皮帶傳動-齒輪傳動-槽輪傳動。

（4）皮帶傳動-剛性聯軸器-鏈傳動-槽輪傳動。

（5）皮帶傳動-彈性聯軸器-鏈傳動-槽輪傳動。

（6）齒輪傳動-凸輪傳動。

（7）曲柄滑塊機構。

（8）曲柄搖桿機構。

3 汽車機械系統拆裝工藝組合體硬件系統分析及設計

在設計構成汽車機械系統拆裝工藝的組合體的硬件時，要符合以下幾點要求：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行固定。按照一般的傳動方案，垂直放置的立板與立板之間的距離取決于臺階軸以及花鍵軸的長度。在立板和基板上面有幾個方形的小凹槽，與這些方形小凹槽對應的是標準塊上的螺紋孔；汽車機械系統拆裝工藝組合體應當采用模塊結構，配備皮帶、花鍵軸、聯軸器等多種傳動裝置，支架、軸承座、軸承等多種支撐設備，螺栓、螺母、軸承蓋等固定裝備，以及電源控制器等連接件；所有的汽車機械系統拆裝工藝組合體的硬件組合傳動設備都要在立板上進行操作，支架、立板、電機等均應當安放在基板上，用合適的螺栓、螺母加以固定，工藝組合體的傳動系統的執行裝置需要安裝在立板上，在傳動過程中，通過發電機帶動皮帶傳動，再由皮帶傳動傳到其他傳動機構中去；為了方便操作，在執行操作前，應當將工藝組合體安裝在專用的工作臺上面，為了方便在操作過程前后對工藝組合體的移動，安裝的工藝零件需要采用輕質材料，比如鋁質材料。

4 總結

汽車機械系統拆裝工藝組合體的分析和設計是一項非常具有難度的工作，它既要求具有豐富的實戰經驗，又要有不斷創新的精神和實踐能力，對此必須重視這項工作。本文通過現有的汽車機械拆裝工藝的實驗研究、汽車機械系統的綜合功能的測試，結合汽車機械系統拆裝工藝在傳動過程中的要求，設計出汽車機械系統拆裝工藝組合體，以滿足對汽車機械系統拆裝工藝組合體的教學需求。

[1]馮學敦.汽車機械基礎[M].武漢：華中科技大學出版社，2008，9.

[2]黃象珊.汽車機械系統拆裝工藝組合體的研究與設計[J].硅谷，2011（18）.

[3]董新亭.汽車機械系統拆裝工藝組合體的分析與設計[J].教育教學論壇，2013（22）.

U472

A

1004-7344（2016）02-0223-02

2015-12-29

李傳國（1985-），助理工程師，本科，主要從事汽車機械設計，多功能拖拉機產品研發工作。