点刹车方式进行制动,A13S系统会使制动状态保持在最佳点。
应该注意的是:ABS系统工作时,驾驶员会感到制动踏板有颤动,并听到一点噪声,这些都属于正常现象。ABS系统工作十分可靠,并有自诊断能力。如果它发现系统内部有故障,就会自动记录,并使ABS故障警告灯点亮,让普通制动系统继续工作。维修人员可以根据ABS电控系统记录的故障(以故障码的形式输出)进行修理。
ABS系统从目前看有以下种类:博世(Bosch)ABS系统、坦孚(Teves)ABS系统、德科(Delco)ABS系统和本迪克斯(Bendix)ABS系统,这四种系统都被广泛应用,而且还在不断发展、更新和换代。如果说还有其他种类的ABS系统,基本上也是上述四种系统中某一种的变型。
六:汽车冷却系统
1.1 冷却系统的功用
发动机工作时,由于燃料的燃烧,气缸内气体温度高达2200K~2800K,使发动机零部件温度升高,特别是直接与高温气体接触的零件,若不及时冷却,则难以保证发动机正常工作。 冷却系统的功用就是带走引擎因燃烧所产生的热量,使引擎维持在正常的运转温度范围内。冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷),如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热量先传给冷却水,然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀,效果好,而且发动机运转噪音小,目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。
1.2冷却系统的组成
水冷系由散热器盖、节温器、水泵、风扇、冷却水套和冷却强度调节装置等组成。1散热器
功用: 增大散热面积,加速水的冷却。冷却水经过散热器后,其温度可降低10~15℃。为了将散热器传出的热量尽快带走,在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。
安装位置 :大多安装在发动机及风扇的前方。
结构: 散热器又称为水箱,由上贮水室、散热器芯和下贮水室等组成,有些还配有补偿水桶,补偿水桶通过橡胶管与散热器通气管相连。当冷却液受热膨胀时,多余的冷却液通过橡胶管进入补偿水桶;而当温度降低,散热器内产生真空时,补偿水桶内的冷却液及时返回散热器。 2 节温器
功用:根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线,从而控制通过散热器冷却水的流量。
安装位置 节温器装在冷却水循环的通路中,根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线,以达到调节冷却系的冷却强度。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种,目前多数发动机采用蜡式节温器。
蜡式节温器的结构
蜡式节温器由上支架、下支架、主阀门、旁通阀、感应体、中心杆、橡胶管和弹簧等组成。
蜡式节温器如图所示。节温器的上支架和下支架与阀座铆成一体。中心杆上端固定在上支架的中心,其下部插入橡胶管的中心孔内,中心杆下端呈锥形。橡胶管与感应体外壳之间的空腔里装有石蜡。为了提高导热性,石蜡中常掺有铜粉和铝粉。感应体外壳上下部有联动的主阀门和旁通阀门。主阀门上有通气孔,它的作用是在加水时使水套内的空气经小孔排出,保证能加满水。为了防止通气孔阻塞,有的加装一个摆锤。 3 水泵
是对冷却水加压,使冷却水循环流动。车用发动机多采用离心式水泵。 安装位置
水泵用螺栓固定在发动机前端面上。通过皮带与曲轴带轮相连。 组成
主要由水泵壳、叶轮、水泵轴、轴承、水封等组成,如图所示。
1-凸缘盘 2-轴承 3-通气孔 4-小循环进水道 5-水封 6-叶轮 7-水泵轴 8-水泵壳 9-大循环进水道 4 风扇 功用
风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风量,增强散热器的散热能力,同时对发动机其他附件也有一定的冷却作用。 安装位置
通常安装在散热器后面。由皮带带动的风扇与水泵同轴,与水泵一起转动。 特点:车用发动机的风扇轴流式和离心式。轴流式风扇所产生的风,其流向与风扇轴平行;离心式风扇所产生的风,其流向为径向。轴流式风扇效率高,风量大,结构简单,布置方便。因而在车用发动机上得到了广泛的应用。 车用发动机采用轴流式风扇的三种型式
结构特点:叶片多用薄钢板压制而成,为4~6片,叶片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成30°~45 °的安装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近年来轿车上还采用了电动风扇。
5 冷却强度调节装置
发动机由于使用条件(负荷、转速和环境温度)经常改变,冷却强度也必须不断地改变。否则,会出现发动机过热或过冷现象而影响正常使用。冷却强度通过两种方式调节:
一是改变通过散热器的空气量;(靠百叶窗和风扇离合器来完成) 另一种是改变通过散热器的冷却液量。(靠节温器来实现的) 1.3冷却系统工作原理
冷却系的功用就是使发动机在任何工况下都得到适度的冷却,从而保持在适宜的温度(冷却液温度)下工作。
1.4冷却系统的特点
传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机,而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。为此,现代冷却系统要综合考虑下面的因素:发动机内部的摩擦损失;冷却系统水泵的功率;燃烧边界条件,如燃烧室温度、充量密度、充量温度。
先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法,统筹考虑每项影响因素,使冷却系统既保证发动机正常工作,又提高发动机效率和减少排放。 发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统,这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础,因此,发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态,如市区行驶和低速行驶时,会产生高油耗和排放。
通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值,可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点,这取决于希望达到的目的。 提高温度设定点
提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点,它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度,降低发动机摩擦磨损,降低发动机燃油消耗。
研究表明,发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150℃,使气缸温度升高到195℃,油耗则下降4%-6%。将冷却液温度保持在90-115℃范围内,使发动机机油的最高温度为140℃,则油耗在部分负荷时下降10%。
提高工作温度也明显影响冷却系统的效能。提高冷却液或金属温度会改善发动机和散热气热传递传递的效果,降低冷却液的流速,减小水泵的额定功率,从而降低发动机的功率消耗。此外,可采用不同的方式,进一步减小冷却液的流速。 降低温度设定点
降低冷却系统的工作温度可提高发动机充气效率,降低进气温度。这对燃烧过程、燃油效率及排放有利。降低温度设定点可以节省发动机运行成本,提高部件使用寿命。
研究表明,若气缸盖温度降低到50℃,点火提前角可提前3℃A而不发生爆震,充气效率提高2%,发动机工作特性改善,有助于优化压缩比和参数选择,取得更好
的燃油效率和排放性能。
七:汽车工业的可持续发展
汽车工业已经成为我国国民经济的支柱产业之一,据最新统计资料显示,我国已成为世界第4大汽车生产国。伴随着我国现代化进程,汽车工业的发展将会有着更为强劲的势头。然而,汽车在带给人们迅捷与方便的同时,也带来很多负面的影响,其中最令人关注的就是由汽车引来的全球能源短缺和尾气排放对人类生存环境的污染问题。针对汽车工业面临的可持续发展问题,本文首先分析汽车轻量化的技术内涵和实现途径,进而介绍变截面薄板及其在汽车白车身制造中的应用。
1 、汽车轻量化的内涵和途径 (1)汽车轻量化的技术内涵
不论是以内燃机为动力的燃油车,还是以新型燃料电池为动力的电动车或者混合动力汽车,减轻汽车自身的重量——汽车轻量化问题应该是消除上述负面影响的一剂良方。因为汽车自重越轻,需要的引擎也就越轻,耗油或耗电就会更低,同时尾气排放量(对于燃油车)也越小。汽车轻量化将成为汽车工业发展中的一项关键性研究课题。
然而,汽车轻量化绝非是简单地将其小型化而已。首先应保持汽车原有的性能不受影响,即既要有目标地减轻汽车自身的重量,又要保证汽车行驶的安全性、耐撞性、抗振性及舒适性,同时汽车本身的造价不被提高,以免给客户造成经济上的压力。
(2)实现汽车轻量化的主要途径
据统计,汽车车身、底盘、发动机三大件约占一辆轿车总重量的65%以上。其中车身外、内覆盖件的重量又居首位。因此减少汽车白车身重量对降低发动机的功耗和减少汽车总重量具有双重的效应,是汽车轻量化的重要途径。 为减轻白车身的重量,首先应在白车身制造材料方面寻找突破口。具体说来可以有如下几种方案:
(1)使用密度小、强度高的轻质材料,像铝镁轻合金、塑料聚合物材料、陶瓷材料等;
(2)使用同密度、同弹性模量而且工艺性能好的截面厚度较薄的高强度钢; (3)使用基于新材料加工技术的轻量化结构用材,如连续挤压变截面型材、金属基复合材料板、激光焊接板材等。
方案(1)和(2)是通过更换车身材料种类来达到汽车轻量化的目的。而方案(3)是从材料加工的角度出发,使经过特殊加工后的钢板材料的承载性能、成形性能或者其他方面的性能大大提高。这就是本文进一步要探讨的车用变截面薄板。
2 变截面薄板
用于车身制造的变截面薄板分为两种,一种是激光拼焊板,另一种是通过柔性轧制工艺生产的连续变截面板。下面分别介绍这两种变截面板的制作工艺。
(1) TWB生产工艺
TWB是根据车身设计的强度和刚度要求,采用激光焊接技术把不同厚度、不同表面镀层甚至不同原材料的金属薄板焊接在一起,其加工过程如同裁缝在缝制衣服,用于冲压成形的金属板就像服装面料那样被随心所欲地裁减和拼接,然后再进行冲压。这样,冲压工程师可以根据车身各个部位的实际受力和变形的大小,预先为某车身部件定制一块理想的拼接板料,从而达到节省材料、减轻重量且提高车身零部件性能的目的。由于TWB可以根据需要任意进行拼接,因而具有极大的灵活性,并且能按照等强度的概念优化设计一些原来是等厚度的车身零部件,并进而把它们由原来的锻造加工转换为冲压加工,既提高加工效率,又节省加工能源。
但是,TWB也有它的不足之处,一是在板料的拼接处存在着板料厚度的突然变化,这给冲压模具的设计、制造带来新的难题;二是在拼接焊缝及其附近区域有比较明显的加工硬化现象,使在后续的冲压过程中容易产生裂纹,造成隐患,往往不得不增加一道热处理工艺来消除这种硬化效应。
(2) TRB的柔性轧制工艺
TRB是通过一种新的轧制工艺——柔性轧制技术而获得的连续变截面薄板。即在钢板轧制过程中,可以通过计算机实时控制和调整轧辊的间距,以获取沿轧制方向上按预先定制的厚度连续变化的板材,这样的变截面薄板经加工后制成的汽车零部件将具备更好的承载能力,且明显的减轻了重量。柔性轧制技术是TRB的核心。其实质类似于传统轧制加工方法中的纵轧工艺,但其最大不同之处是在轧制过程中,轧辊的间距可以实时地调整变化,从而使轧制出的薄板在沿着轧制方向上具有预先定制的变截面形状。在柔性轧制过程中,可以通过计算机对轧机的实时控制来自动和连续地调整轧辊的间距,从而实现由等厚度板卷到TRB板卷的轧制。这还要求在设计车身时必须预先考虑到后续成形加工中钢板各个部位的实际受力和变形以及整个车身的承载情况,在轧制之前选定有利于后续加工的板料型面,然后再通过柔性轧制工艺将其轧制出来。当前设计领域中,已经具备相当成熟和功能强大的CAD/CAM/CAE软件,这种优化设计可以通过DFM/DFA等手段予以实现。
3 、TWB/TRB在汽车车身制造中的应用及研究重点 一、 TWB/TRB为汽车轻量化带来的好处
鉴于TWB/TRB具有上述一系列的优良特性,采用TWB/TRB制造轻量化的车身零部件,能够带来如下一些好处: (1)TWB/TRB的厚度分布可以根据车身零部件所受到的载荷来调整,即所谓“度身定做”,使车身零部件的重量大大减轻,且性能得以提高。
(2)TWB/TRB的截面形状可以预先选择,使采用TWB/TRB冲压成型的车身零部件具有更好的抵抗变形的能力。
(3)TRB连续变化的截面提供了有利于后续成型加工的可能性。比如,事先
运用有限元分析或数字模拟技术判断车身覆盖件在冲压过程中可能出现拉裂或材料流动性较大的部位,那么,在车身设计阶段就可以为某一部件的某个部位预先分配较大的板料厚度,从而有效地避免废品的发生。 综上所述可得以下结论:
(1)汽车轻量化对于汽车工业的进一步发展具有十分重要的意义。
(2)在汽车车身制造中采用变截面薄板以减轻车身自重,并提高车身抗振性能和承载性能,是汽车轻量化的重要途径之一。
(3)应当进一步地在车身设计中深入开展变截面薄板(TRB、TWB)的应用、柔性轧制工艺以及相应的冲压模具设计、探索变截面薄板在冲压过程中的变形规律及工件回弹机理、回弹量控制、补偿等方面的研究,以扩大变截面薄板在汽车白车身制造中的应用空间。
结 论
本文对汽车的汽车车身结构与设计,汽车照明系统,汽车点火系统,汽车转向系统,汽车制动系统,汽车冷却系统,汽车工业的可持续发展进行了简单的介绍,使自己对汽车的整体构造有了个比较初步的认识,对将来的学习和工作有很大的帮助。由于初次对汽车组成进行了解,在对各个组成系统的论述中有很多不足之处,希望老师能给予意见和建议。
参 考 文 献
[1] 《汽车点火系统原理与故障检修实例》 麻友良 机械工业出版社 2010 [2] 林逸,施国标.汽车电动助力转向技术的发展现状与趋势[J].公路交通科技,2001
[3] 张子波.汽车发动机构造与维修。北京:高等教育出版社,2005 [4] 鲁民巧.汽车构造.北京:高等教育出版社,2008 [5] 邓亚东.汽车设计.上海.人民交通出版社.2005