4座微型客货两用车变速器传动轴和操纵机构设计

除了顶置凸轮发动机以外，凸轮轴都安装在气缸体里面。

在大多数汽车里，气缸体由灰铸铁或者种灰铸铁和其他金属的合金混合物做成，例如镍或铬。

气缸体是铸件。

有些气缸体，特别是在小汽车里的那些，都是由铝做成的。

这种金属比铸铁轻得多。

但是，铸铁的耐磨性比铝好。

因此，在大多数铝制发动机的气缸内镶有铸铁或者钢的轴套。

这些轴套叫做气缸套。

而有些气缸体完全由铝做成。

气缸盖固定在气缸体的顶上，正像屋顶套在所房子上面样。

气缸盖下面与活塞顶上的空间形成燃烧室。

最常见的气缸盖类型是半球形，楔形和准半球形。

这三种说法都是指燃烧室的形状。

气缸盖携带阀门，气门弹簧和在摇臂杆上的摇臂，这部分的气门传动机构通过推杆工作。

有时，凸轮轴直接安装在气缸盖上并且不用摇臂控制阀门工作。

这被叫为顶置凸轮轴装置。

像气缸体样，气缸盖是由铸铁或者铝合金制成。

.衬垫气缸盖与气缸体用高强度的钢螺栓缚连结。

气缸体和气缸盖之间的连接必须密封以便没有燃烧的混合气体泄漏。

这通过使用气缸盖衬垫实现。

这是个夹层衬垫，即在两片铜之间放片石棉，这两种材料都能禁得住在发动机内的高温和高压。

.油底壳油底壳通常由钢冲压形成。

油底壳和气缸体的下半部分同被叫做曲轴箱他们把曲轴封闭起来。

润滑系统中的机油泵从油底壳抽取油并把油输送到发动机内全部正在工作的部分。

机油流出后又流回油底壳。

因而在油底壳和发动机工作零件之间有机油不断流动循环。

.冷却系统冷却系统的作用是保证引擎在任何路况的任何车速下都在最高效的的运行温度中。

随着燃油在引擎中燃烧，的热量转化成动力。

还有随排气管排出而得不到有效利用，剩下的热量在冷却系统的作用下散失掉了。

这意味着只有当热量得到适当的处理引擎温度处于平衡状态时引擎才能高效工作。

所以，温度对引擎产生动力的意义是重大的。

任何引擎在不好的运行温度下都工作不好。

如果引擎过热，当压缩混合气由于燃烧室温度过高被过早点着，就会造成混合气早燃。

润滑油润滑循环在过热的引擎中降低。

灸热的润滑油气和碳积物可能沉积在燃烧室中导致炭氢化物排放上升。

这同样会引起引擎性能欠佳和过早磨损，甚至导致引擎损坏。

另外，在过高的温度下金属的反应也不同于正常温度，过高的温度会引起金属的缓慢变形和金属承受持续的恒定压力。

如果引擎工作过冷，汽油蒸发就不好。

如果气缸有液态汽油，液态汽油会冲走气壁的润滑油稀释引擎中的润滑油导致润滑油过少。

这造成了引擎性能下降，排增加，和引擎过早磨损。

由于这些原因，冷却系统是内燃机必不可少的。

.配气机构如果进口门在进气行程的上止点打开并且在这次行程的下止点关闭，它将有的开度。

气门在转角内完全打开。

然而气门达到全开位置需要定时间，完全关闭也需要定时间。

因此阀门在上止点之前被打开，在下止点之后关闭。

如果排气门在排气行程的下止点打开并且在这次行程的上止点关闭，它将有的持续。

但是像进气门样，排气门需要时间到达充分打开和关闭的位置。

因此排气门在下止点之前打开，在上止点之后关闭。

进气门在上止点前打开，排气门在上止点后关闭。

因此，有的段时期，两个阀门都是开的。

这时期被称为气门重叠。

排气门的关闭和进气门的开启重叠。

在这个时候，新的混合气推动燃烧后的废气从排气门排出。

在涡轮增压发动机上气门重叠角被保持在个最小值。

这就防止废气倒流入进气管。

那些打开和关闭气门的气门传动是为了协调四冲程的工作循环使他们各自上下移动。

这些阀门运动必须正好在合适的时刻进行。

每个阀门的开启由凸轮轴控制。

凸轮是在轴上的蛋形的金属，通过曲轴协调旋转。

那金属轴叫凸轮轴，在发动机里的每个气门般有各自的凸轮。

当凸轮轴旋转时，凸轮凸起的或者高点的位置，推动气门座。

这行动强迫阀门向下移动。

这过程能使进气门在进气行程打开，或者排气门在排气行程打开。

因为凸轮轴继续旋转，凸轮轴上的凸起部分离开气门装置。

当这发生时，气门弹簧紧紧地关闭气门口，叫做气门座。

现代汽车发动机里的阀门位于发动机顶上的汽缸盖。

这被称为顶置气门结构。

另外，当凸轮轴位于汽缸盖上面时，这种方式被称为是顶置凸轮轴结构。

些高性能发动机有两个单独的凸轮轴，分别负责开关进气门和排气门。

这些发动机被称为双顶置凸轮轴发动机。

凸轮轴也装在发动机底部的气缸体内。

为了将凸轮的运动传给气门需要些附属装置。

在这种布置中，凸轮凸角推动凸轮挺杆。

当凸轮的凸角在凸轮挺杆下出现时，它推动凸轮挺杆向上运动离开凸轮轴。

凸轮挺杆推动控制摇臂的推杆。

摇臂以通过它的中心为轴而旋转。

当摇臂的侧上升，其另侧下降，正如块跷跷板样。

摇臂向下移动的那边推动气门杆以打开气门。

因为推杆气阀传动有另外的部分，所以很难以高速运转。

推杆发动机般在低速运转，从而产生比相同大小的顶置凸轮轴较少功率。

记住，功率反映了工作能力。

当发动机处于压缩行程和做功行程时，阀门必须紧紧地关闭以产生个不透气的气封，以防止气体逃离燃烧室。

如果阀门不完全关闭，发动机将不能发挥全部动力。

此外气门头易于被通过的热气体燃烧，这有可能使活塞频繁冲击打开的气门，使发动机严重损坏。

所以阀门能完全关闭，气门间隙在操作机构内是必须的。

这意味着操作机构必须离阀门足够远以允许阀门通过气门弹簧使其完全关闭。

但是，如果间隙太大，将引起金属轻敲的噪音。

在四行程循环时，每凸轮必须旋转打开阀门。

记住，个循环相当于曲轴旋转两次。

因此，凸轮轴必须以曲轴正好半的速度旋转。

这用的传动比完成。

齿轮连接到凸轮轴的齿数是齿轮连接到曲轴的两倍。

齿轮连结有三种方式.皮带传动齿型带能被使用。

这样的带是由合成橡胶做成并且用内部的钢或者玻璃纤维绞合加强。

皮带上有齿，或者槽以啮合并且驱动传动齿轮上的齿。

皮带般与顶置凸轮阀门传动起被用在发动机上。

.链传动在些发动机上，金属链被用来连结曲轴和凸轮轴齿轮。

大多数推杆发动机和些顶置凸轮轴发动机都有链。

.齿轮传动凸轮轴和曲轴齿轮可能被直接连结，或者相啮合。

这类操作联动通常被用在更老的六气缸，直列发动机上。

凸轮轴被链或者带驱动，使其朝着曲轴相同的方向转动。

但是凸轮轴被曲轴齿轮直接驱动，其将在相反方向上转动。

正时皮带被使用，因为他们花费少于链子，而且噪音少。

条典型的正时皮带由用玻璃纤维加强的氯丁橡胶合成橡胶做成的。

.活塞活塞是四冲程发动机的个重要组成部分。

多数活塞是用铸铝制造的，活塞通过连杆将燃烧混合气产生的动力传递到曲轴。

这动力驱动曲轴转动。

圆形的稀薄的钢圈卡进活塞凹槽处来密封活塞的燃烧室。

这些钢圈就是所谓的活塞环。

与凹槽相适合的环就是所谓的环槽。

活塞销与活塞上的孔是相适应的。

活塞销装入活塞把连杆连在起。

在活塞上固定活塞的那厚的部分是销毂。

活塞本身，活塞环和活塞销装在起就是活塞装配。

为了经受住燃烧室的热，活塞必须耐热抗热。

它也必须轻，因为它在汽缸内来回上下的高速度运转。

活塞是空心的。

在它推动热量冲击和承受膨胀压力的顶端是很厚的。

底部相对较薄，那里承受较少的热能压力。

活塞的顶端是最主要的。

在环槽之间环绕着活塞部件的较薄的部分就是活塞环根部。

活塞顶部可能是平的，凹的，圆顶的或凹进去的。

在柴油发动机中，在活塞顶处可形成完全或部分的燃烧室，这依靠喷射方法。

因此，他们使用不同的形状的活塞。

.活塞环正如图显示，活塞环装入活塞附近的环槽。

简单的说，活塞环是很薄的圆形金属片装在活塞顶部的凹槽里。

在现代的发动机中，每个活塞通常有三个活塞环。

活塞在以前的发动机中，有时有四个活塞环，甚至五个。

活塞环外表面紧贴着汽缸壁。

活塞环在活塞和汽缸壁间给了定的密封。

这就是，只有活塞环与汽缸壁相接触。

顶端两只活塞环是保持气体在气缸被称为压缩环。

较底那个环是防止燃烧室进入的油溅到气套内壁，是所谓的油环。

在汽车发动机上普遍使用铬合金活塞环，铬合金表面非常光滑，耐磨。

在工作时，燃烧的压力对环是非常高的。

这能导致它张开，当高气压作用在环上时，这压力使环完全的和汽缸壁接触。

燃烧的压力紧紧的压着环根部，并反作用于槽环的根部。

因此，高燃烧压力在活塞环和汽缸壁之间形成了紧密的密封.活塞销活塞销使活塞和连杆连接在起。

活塞销穿过活塞销孔穿到连杆的顶端。

适合曲轴的连杆的顶端要比底端小些，小头伸入活塞的底部，活塞销从活塞的边传入，穿过连杆的小的端，然后从活塞的另端穿出。

它把连杆合适的固定在活塞的中心。

销是用高强度钢做成的并且是空心的。

许多销进行镀铬，使得帮助它有更好的耐磨性。

第二章传动轴设计计算在汽车传动系统或其他系统中，经常采用万象传动装置来实现对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递。

万向传动轴由万向节和传动轴组成，有时还加装中间支承。

它主要用来在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。

万向传动轴在汽车上应用比较广泛。

在发动机前置后轮或全轮驱动的汽车上，由于弹性悬架的变形，变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴的轴线相对位置经常变化，所以普遍采用十字轴万向传动轴。

在转向驱动桥中，内外半轴之间的夹角随行驶需要而变，这时多采用等速万向传动轴。

当后驱动桥为独立悬架时，也必须采用万向传动轴。

万向传动轴设计应满足如下基本要求保证所连接的两轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。

保证所连接两轴尽可能等速运转。

由于万向节夹角而产生的附加载荷振动和噪声应在允许范围内。

传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。

万向节按扭转方向是否有明显的弹性，可分为刚性万向节和挠性万向节。

刚性万向节是靠零件的铰链式连接传递动力的，可分成不等速万向节如十字轴式准等速万向节如双联式凸块式三销轴式等和等速万向节如球叉式球笼式等。

挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。

不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动，但平均角速度比为的万向节。

准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于的瞬时角速度比传递运动，而在其它角度下工作时瞬时角速度比近似等于的万向节。

输出轴和输入轴以等于的瞬时角速度比传递运动的万向节，称之为等速万向节。

.传动轴的设计标准传动轴外观及零件加工表面不得有毛刺碰伤锈蚀折痕扭曲变形及裂纹等缺陷。

传动轴装配前零部件应符合以下要求保证所连接的两轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。

保证所连接两轴尽可能等速运转。

由于万向节夹角而产生的附加载荷振动和噪声应在允许范围内。

传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。

.万向传动的计算载荷万向节传动轴因布置位置不同，计算载荷是不同的。

本次设计传动轴布置在变速器与驱动桥之间。

计算载荷的设计方法有三种按发动机最大转矩和挡传动比来确定按驱动轮打滑来确定按日常平均使用转矩来确定。

在此设计中采用根据发动机最大转矩和挡传动比来计算。

由公式式中传动轴计算载荷，单位猛接离合器所产生的动载系数，在此取发动机最大转矩，单位