关于汽车机械系统拆装工艺组合体的分析及设计

李传国

（广西福达汽车有限公司 广西北海 536000）

关于汽车机械系统拆装工艺组合体的分析及设计

李传国

（广西福达汽车有限公司 广西北海 536000）

本文主要根据国内现有的汽车机械拆装工艺组合体研究现状，对相关问题及其成因进行分析，以实现汽车机械系统拆装工艺组合体功能和硬件的合理研究与设计。

汽车机械；拆装工艺组合体；设计

前言

汽车机械系统拆装工艺组合体是汽修课程实训过程中必须用到的组合体，也是汽车各厂家研发人员所不断研究的课题，本文首先对目前汽车机械系统拆装工艺组合体的研究现状和意义进行分析，并进行该工艺组合体功能和传动方案的研究，最后开展汽车机械系统拆装工艺组合体硬件分析和设计，使其尽可能满足实际的需求。

1 汽车机械系统拆装工艺组合体的现状及意义

1.1 研究现状

近年来，汽车行业发展越来越快，各种新技术的开发及全社会汽车保有量不断增加，行业内对各高职学校培养的汽车维修人才提出了更高的要求，其不仅需要具有一定的专业理论知识，更要具备实际动手能力。

虽然近几年汽车试验教学设施不断增加，车辆教学实验设施都已经相对较为成熟，但目前在汽车机械修理方面，以培养学生动手能力的汽车机械系统拆装工艺研究较少，相应产品的市场化程度较低。我国许多高职教育仪器生产商的汽车机械系统设备基本没有从培养汽车维修类高职学生的教学目的来设计，针对性较差，生产的设备在各个方面均不能较好地达到汽车维修机械基础类课程的实训效果，或者效果很不明显。与此同时，外国的相关机械设备国产化程度不够高，而国内实训条件等与国外有较大差距，因而往往达不到实训效果。

1.2 研究意义

虽然目前测试技术、微机技术、自动化技术等较高程度地应用于汽修行业，但其本质上还是需要车拆装基本工具的使用。对汽修基础课程教学现状展开调查，并结合该岗位实际需求和工作后继续学习的各种特点，对于汽车机械系统拆装工艺组合体所进行的研究，有以下几个研究意义：

（1）掌握汽车机械系统教学与社会培训的重点与难点，根据重难点对汽车机械系统拆装工艺组合体所展开的研究，具有更好的针对性。

（2）为了使汽车机械系统拆装更加规范，以培养学生动手能力为目的研究汽车机械系统拆装工艺组合体，能更好地使学生掌握正确的操作要领、操作顺序和操作方法，使学生毕业后更快的满足企业的需求。

（3）根据车辆机械传动的特征，对汽车机械系统拆装工艺组合体进行开发，设计多种传动形式，从而实现该系统的多种组合，为了满足不同用户和需求时，只要改变对应的标准件以及其位置就可以实现，满足了实际教学时需要现场更改车辆机械系统的要求。

2 汽车机械系统拆装工艺组合体的研究

以实际教学过程为引导，通过对汽修基础课程核心知识进行分析，设计与实际教学需求更加符合的工艺组合体，包括上述模块化组合的开发、标准件和维修工具的选择等。

2.1 汽车机械系统拆装工艺组合体实际功能研究

这里根据实际教学需要达到的目的，学生应具有汽车基本结构的拆装能力、各种检验设备的使用能力以及故障诊断及处理能力。其中，拆装能力是最基本也最重要的职业必备能力。本文所研究的组合体实现了汽修工艺的规范性。在教学过程中，根据实际专业和教学需求的不同，可以让学生自行选择并设计传动种类，根据所选择的种类，制造样机并进行试验，进行机械传动、动力、效率等参数的采集，能较好地开发学生的创新意识和实际动手能力。

2.2 汽车机械系统拆装工艺组合体传动方案研究

为了能满足汽修各种课程中现场演示教学的要求，并提高学生实际动手能力，这里按“动力源—传动系统—执行机构”的思路设计各种传动方案。

汽车的主要动力来源是发动机，在对学生进行演示教学前，要使得学生对于发动机的基本知识有所了解。发动机是一种比较复杂的机器，由较多的机构以及系统组成，不论其是汽油机还是柴油机，是四行程发动机还是二行程发动机行动；也不论其是单缸发动机，还是多缸发动机。要想转换所完成的能量，实现发动机工作的循环，确保发动机能够长时间连续的进行工作，需具备以下机构、系统：

（1）曲柄连杆机构（见图1）。发动机能够实现工作循环以及能量转换最主要的一个运动零件就是曲柄连杆机构。其主要由三部分组成，即机体组、曲轴飞轮组以及活塞连杆组。做功过程中，活塞在承受来自燃气的压力后会在气缸内作直线运动，并经由连杆转换成曲轴的旋转运动，并通过曲轴向外进行动力输出。而在进气、压缩以及排气过程中，飞轮所释放出来的能量又能够将曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。

图1 曲柄连杆机构图

（2）配气机构（见图2）。发动机的配气机构的主要功能及作用即是按照发动机工作的顺序以及过程，定时的将进气门以及排气门开启，使得气缸内能够混入到可燃的混合气或者空气，并将废气通过气缸排出，实现气与气之间的转换。配气机构一般使用的都是顶置气门式配气机构，该机构同城由气门组、气门传动组和气门驱动组所构成。

图2 配气机构图

（3）燃料供给系统。汽油机中进行燃料供给系统主要是按照发动机的要求，将一定数量以及浓度的气体进行混合配制，使气体混入到气缸内，并将燃烧后的废气排出气缸，进入大气。

（4）润滑系统。发动机中润滑系统的主要功能就是将定量的清洁润滑油传输到进行相对运动的零件表面，从而减少液体与液体之间的摩擦阻力，将机件的磨损率降到最低，其还能够清洗并冷却零件的表面，润滑系统一般由润滑油道、机油泵、机油滤清器以及一些阀门组成。

（5）冷却系统（见图3）。冷却系统的主要功能是能够保证发动机的工作温度最为适宜，及时的散发出受热零件吸收的部分热量。水冷发动机的冷却系一般都由冷却水套、水箱、风扇、水泵以及节温器组成。

图3 冷却系统图

（6）点火系统（见图4）。在汽油机的气缸内的可燃混合气需利用电火花点燃，因而需要将火花塞装置在在汽油机的气缸盖上，并将火花塞头部伸入燃烧室内。而点火系统则是指能够在火花塞的电极间产生电火花的全部设备，通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈以及火花塞组成。

图4 点火系统图

（7）起动系统（见图5）。为了使得发动机能够自然的从静止状态过渡到工作状态，必须先将发动机的曲轴转动起来，借助外力，使活塞作往往复的运动，气缸内的可燃混合气能够燃烧膨胀做功，推动活塞向下进行运动，并使曲轴发生旋转，这样一来发动机才能自动的进行运转，系统才能自行进行循环。所以，发动机的起动过程主要是指曲轴在外力作用下开始转动至发动机开始自行的怠速运转的全过程，而完成这一系列的工作所需的装置即为发动机的起动系统。

图5 点火系统图

汽油机则主要由曲柄连杆机构，配气机构两种机构以及燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统五大系统组；柴油机由曲柄连杆机构、配气机构两大机构和燃料供给系统、润滑系统、冷却系统和起动系统四大系统组成，由于柴油机是压燃的，因而不需要有点火系统。

而传动系统则主要是传递汽车发动机跟驱动轮之间动力的一种传递装置，其要能够有效保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速，以及保证牵引力与车速之间协调变化等功能，使汽车具有良好的动力性和燃油经济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而平稳地结合或彻底、迅速地分离。传动系包括离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器及半轴等部分。

具体各种传动方案设计如下：

（1）皮带传动-齿轮传动-变速箱传动，其中变速箱传动有多种变速比可以选择。

（2）齿轮传动-弹性联轴器-皮带传动-槽轮传动。

（3）皮带传动-齿轮传动-槽轮传动。

（4）皮带传动-刚性联轴器-链传动-槽轮传动。

（5）皮带传动-弹性联轴器-链传动-槽轮传动。

（6）齿轮传动-凸轮传动。

（7）曲柄滑块机构。

（8）曲柄摇杆机构。

3 汽车机械系统拆装工艺组合体硬件系统分析及设计

在设计构成汽车机械系统拆装工艺的组合体的硬件时，要符合以下几点要求：第一，要垂直的放置立板和一块水平板，在水平基板上固定立板，并用螺栓以及螺母进行固定。按照一般的传动方案，垂直放置的立板与立板之间的距离取决于台阶轴以及花键轴的长度。在立板和基板上面有几个方形的小凹槽，与这些方形小凹槽对应的是标准块上的螺纹孔；汽车机械系统拆装工艺组合体应当采用模块结构，配备皮带、花键轴、联轴器等多种传动装置，支架、轴承座、轴承等多种支撑设备，螺栓、螺母、轴承盖等固定装备，以及电源控制器等连接件；所有的汽车机械系统拆装工艺组合体的硬件组合传动设备都要在立板上进行操作，支架、立板、电机等均应当安放在基板上，用合适的螺栓、螺母加以固定，工艺组合体的传动系统的执行装置需要安装在立板上，在传动过程中，通过发电机带动皮带传动，再由皮带传动传到其他传动机构中去；为了方便操作，在执行操作前，应当将工艺组合体安装在专用的工作台上面，为了方便在操作过程前后对工艺组合体的移动，安装的工艺零件需要采用轻质材料，比如铝质材料。

4 总结

汽车机械系统拆装工艺组合体的分析和设计是一项非常具有难度的工作，它既要求具有丰富的实战经验，又要有不断创新的精神和实践能力，对此必须重视这项工作。本文通过现有的汽车机械拆装工艺的实验研究、汽车机械系统的综合功能的测试，结合汽车机械系统拆装工艺在传动过程中的要求，设计出汽车机械系统拆装工艺组合体，以满足对汽车机械系统拆装工艺组合体的教学需求。

[1]冯学敦.汽车机械基础[M].武汉：华中科技大学出版社，2008，9.

[2]黄象珊.汽车机械系统拆装工艺组合体的研究与设计[J].硅谷，2011（18）.

[3]董新亭.汽车机械系统拆装工艺组合体的分析与设计[J].教育教学论坛，2013（22）.

U472

A

1004-7344（2016）02-0223-02

2015-12-29

李传国（1985-），助理工程师，本科，主要从事汽车机械设计，多功能拖拉机产品研发工作。