汽车性能检测技术教学课件第6章 传动与转向系统技术状况检测.pdf

汽车性能检测技术第一篇技术基础篇第6章 传动与转向系统技术状况检测机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ MACHINE PRESShttp:/ 转矩，又能断开转矩的传递。GB 72582012对离合器的一般要求是:离合器应该接合平 稳、分离彻底，工作时不允许有异响、抖动或不正常打滑现 象。要求离合器踏板的自由行程符合有关技术规定。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 离合器打滑，从而造成起动困难；自由行程过大，则容易形成离合器分离不彻底，可能造成 换档困难。为了减轻驾驶人的操作力，国标规定一般汽车离合器彻底 分离时，踏板力不应大于300N,手握力不应大于200N。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 72582012对变速器的一般要求是:换档时齿轮应 啮合灵便，互锁、自锁和倒档装置应有效，不应有乱档和自 行跳档现象，运行中无异响等。采用自动变速器的机动车，应通过设计保证只有当变速器 换档装置处于驻车档或空档时才可起动发动机（具有自动起停 功能时在驱动档也可起动发动机）；机械工、业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 入其他档位时，应通过驾驶人的不同方向的两个动作完成。另外，在变速杆上应有驾驶人在座位上即可容易识别的档位 标志。3、传动轴传动轴在运动时不允许发生抖动和异响，中间轴承和万向 节不允许有裂纹和松动现象。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 4701999汽车自动变速器操纵装 置的要求中，对自动变速器操纵装置提出了以下要求：（1）关于轿车自动变速器操纵杆档位的布置标准规定“空档位置应布置在前进位和倒档位置之间。”这样的布置，显然是为了安全的需要，在前进位（D位）和倒档（R位）之间变换档位，必须要经过空档（N位）o在使用中也应注意，在车辆尚未完全停稳时，绝对不可以 强行由“D”位转至“R”位，否则不仅危险，而且变速器会 受到严重损坏。机械工、业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 向柱上时，从空档换到前进 位应按顺时针方向拨动操纵 杆。如果在变速器操纵杆的工 作顺序中含有驻车档位时，则应位于最后并邻近倒档的 一端。自动变速器操纵杆档 位的布置如图所示。自动变速器操纵杆档位的布置图机械工 业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 操纵杆处于某一前进位并且车速在40km/h以下时，应具有比 在最高档位时更大的发动机制动效果。”发动机的制动效果 一般在下坡时使用。下坡时车辆速度快而阻力小，可使用较低档位，让驱动轮 经过传动轴、变速器反拖发动机，利用发动机的运转阻力作 制动限制车速，避免长时间踩制动踏板造成制动性能衰退。机械工、业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 起动。（4）关于变速器操纵杆的位置标志表示自动变速器操纵杆位置的标志和手动变速器（除具有 标准“H”图形的三个前进位手动变速器外）操纵杆位置的图 形标志，必须能使驾驶人在座位上容易识别且永久保持。机械工、业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验一、自动变速器试验1、时滞试验自动变速器滞后时间是指：当变速杆换入某一档位瞬间，液压控制系统发生作用、动力经行星齿轮、传动装置到达驱 动轮所经历的时间。具体的表现是发动机怠速状态，变速杆换入某档瞬间，汽 车由静止状态到产生动力振动的一段时间。所谓的时滞试验就是：在发动机怠速状态下，通过改变自 动变速器操纵杆的位置，测定动力传递到驱动轮所经历的时 间，即判断自动变速器滞后时间。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 低于标准压力时，也会延长达到离合器活塞作用压力的时间,各种控制阀出现卡滞也会延长动力传递时间。所以，通过时 滞试验可进行初步的检查如离合器的磨损情况、系统压力等。时滞试验的操作方法是：将自动变速器汽车在怠速状态下 将变速杆从N位换入D位，再从N位换至R位，感觉到车身振动 的测量时间。时滞试验也可以通过检测台来完成。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验滞后时间在标准时间内为正常。一般的标准滞后时间见下 表。换档位置标准滞后时间空档一前进档1.2s以下空档一倒档1.5s以下http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验2、道路试验对于自动变速器来说，换档与汽车的行驶速度息息相关，换档的过程是在运动中进行的，所以道路试验是自动变速器 检测的基本试验之一。道路试验指：汽车在道路上行驶，通过汽车不同工况下变 速档位的自动变换，真实再现汽车行驶过程中自动变速器的 变化情况，从而判断自动变速器性能状况的试验。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验汽车道路试验可进行以下几方面的检验和试验：(1)静止换档检验汽车制动状态，将变速杆分别推到倒档和前进位位置，执 行装置进入工作状态，发动机的转矩经变矩器、变速器及传 动系统传递给车轮，通过所产生的振动可检验低速档的工作 情况。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验(2)起步检验起步时，汽车从静止状态改变为运动状态，需要很大的牵 引力矩。当变速器变速杆换入D位或倒档，变矩器与变速器的 低档进入工作状态，松开驻车制动器与行车制动器后汽车应 向前蠕动。随着节气门开度增加，发动机转速增高，汽车车速随之提 高，不应有任何阻滞或冲击振动。汽车的起步试验也可以在 坡路上进行，由于需要更大的牵引力，能够帮助判断变矩器 的增矩作用。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验注意：由于变矩器是依靠液体动能传递动力，只有当发动 机转速较高时才能产生较大动能，所以汽车车速提高滞后于 发动机转速属正常现象。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 械变速系统自动发生档位转换。自动换档包括自动控制升档、自动控制降档状态。自动变速器的自动换档主要受控于节气门开度和行驶速度,所以，当节气门开度一定，随汽车行驶而使速度升高达到一 定值时，自动变速器就可自动换入另一档位。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验在汽车升速过程中，主要检查汽车的升档规律是否满足换 档曲线的要求。这种检查是通过路试人员的感觉实现的，路 试时应仔细体会换档时汽车产生的变化。换档瞬间汽车的阻 力矩发生变化，发动机的转速也会产生瞬时变化而形成轻微 振动，汽车速度明显降低，而后迅速升速。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 度在阻力作用下下降，自动变速器会根据换档规律自动降档。减速可以通过自由滑行或通过点制动来实现，当汽车速度降 至某一值时，发动机转速会出现突然上升、车速下降，即完 成一次降档动作。换档时机不正确，可在从液压系统和电子控制系统两方面 考虑故障原因。如节气门阀调整不当、节气门传感器故障等。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验(4)加速试验汽车加速试验主要测试自动变速器在大负荷、大阻力工况 下传递转矩的能力。汽车正常起步后，突然踏下加速踏板，使汽车加速行驶，观察汽车车速是否随发动机转速增加而迅 速增加。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 降档增加转矩的方法实现汽车驱动力矩的平衡。加速时自动 实现降档的过程称为强制降档。试验时选择良好道路条件，汽车保持较高速度，突然将加 速踏板踩到底，汽车出现明显的瞬间制动(降档)后发动机转 速迅速上升，随着车速上升和自动变速器自动换入高速档位，发动机转速又逐渐下降，说明自动变速器强制降档功能正常。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验(6)发动机制动性能试验汽车在下坡时，因自身重力作用而加快滑行速度，长时间 利用行驶制动器制动减速，会由于产生高热而使制动装置性 能下降，一般利用发动机运转的惯性进行反拖制动。在自动 变速器的2档和L位设置了这种功能。试验时将车速提高，然 后将变速杆置于2档位置或L位，观察汽车的速度是否下降很 快。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验3、失速试验失速试验是指：汽车处于停止状态下，变速器换入D位或 倒档，当发动机处于全负荷时检查发动机在该状态下的转速。失速试验时，发动机在特定转速下变矩器输出转速为零，这时的变矩比最大。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 作用于车轮，由于汽车在行驶制动器与驻车制动器作用下停 止不动，所有的驱动力作用在行星齿轮、离合器、制动器等 装置上。假如某个离合器或制动器打滑，由于阻力矩减小，发动机 的转速将升高。如果传动系统中各装置均处于正常工作状态,则发动机产生的能量只能由变矩器液体循环来吸收，发动机 根据变矩器的容量维持一定的转速。这种状态的发动机转速 称为失速转速。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验影响失速转速的因素较多，不同厂家生产的发动机、不同 型号的发动机或不同型号的变矩器的失速转速不同，进行失 速试验前应了解该产品的失速转速的标准值。后面表列出了 几种自动变速器与相应发动机的失速转速。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ CorollaA245E23002400通用 GEO-stoml.6L,1.8LJF403-E20502350丰田 Lexus LS400A341E205024004L30-E20002300丰田 Lexus LS GS300A340E23002600三菱F3A2018002800丰田PreviaA340H19002200F4A3318003200丰田Camry DX,LE,XLEA140E23002600日产VG30ERE4F02A20502350丰田 Camry V6E540E22502550日产VG30DERE4FO4A18502150福特2.5L发动机ATX24702830日产J30RE4R01A23202720福特2.3L发动机(前驱)ATX21552500日产Q45RE4R03A21002300福特2.5L发动机AXOD22602600本田 Accord2.2L（93 型）MPXA2500150福特3.0LV6AXOD18702183本田 Accord2.2L（94 型）MPOA2650150福特3.8LV8AXOD18002100大众PassatAPE27502950克莱斯勒1.7LA40423003500大众Jeta096CFF23503050克莱斯勒2.2LA41322002410奔驰420系列14501650克莱斯勒2.6LA40724002630机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验如果在D位和R位时的失速转速都比标准失速转速高，则可 能是液压系统压力过低，或是变速器执行装置损坏极其严重。在D位与R位取得的失速转速均比给定的标准失速转速低时,有可能是发动机动力不足或变矩器不良。失速试验操作方法是：变速器在D位或R位位置时。用力踩 下制动踏板，将加速踏板迅速踩到底，使发动机转速迅速上 升至最大值。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验应注意，每次失速试验时间不能超过5s,而且不宜过多进 行失速试验。因为进行此项试验时发动机功率全部由变矩器 内液体吸收，会产生大量的热；且对各个元件也产生极大的 作用力或转矩，反复试验必然造成损坏。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 档位相符。测试方法是:在测控台上，给被检测的自动变速器输入稳 定转速，在不加载、锁止离合器不锁止的情况下，将变速杆 置于从P位至L位的所有档位，检查变速杆位置与实际档位是 否符合。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.1自动变速器试验(2)换档时滞试验除了在车上可以检测换档滞后的时间外，可在检测台上检 测，检测方法是在测控台上，给被检测的自动变速器输入稳 定转速，将变速杆选至从N位换至D位；再从N位换至R位，检 查从换档开始到输出轴开始转动的时间。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 生改变，从而判断自动变速器的性能状况。测试方法：即在测控台上，给被检测的自动变速器输入稳 定转速，将变速杆选至D位和R位，将锁止离合器锁止，测各 档位的输入、输出转速，计算传动比。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 要对自动变速器的每个档位的油压进行测试。测试时在测控 台上，给被检测的自动变速器输入稳定转速，给负荷阀不同 的开度，检查在这些情况下的主油压。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 启动测控台，使输入转速稳定在固定的转速，后将变速杆选 至D位3档，分别测试负载转矩由小到最大时锁止离合器锁止 和不锁止的输出转速，同时计算转差率。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 离合器锁止，负载电流为2A、5A、最大值情况下各档位负载 转矩，即为传递转矩。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.2自动变速器测试台二、自动变速器测试台自动变速器台架能够测试力矩、转速和压力等参数，所以 可以用来测量油压、传递转矩手柄换档试验等。它由控制机、测量装置两大部分组成，其结构如下图所示。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 显示出来，试验台上所提供的传感器主要有输入和输出传感 器、测力传感器、油压传感器等。控制机将输入信号处理之后，根据操作人员的指令来控制 测量装置。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.2.2自动变速器测试台（2）测量装置测量装置主要组成为：1）电动机；2）驻车制动器；3）涡轮测功机；4）自动变速器安装架；5）测力传感器等部分 组成。其结构图如下图所示。http:/ MACHINE PRESS6.2.2自动变速器测试台主电动机给自动变速器提供所需的动力，由于汽车发动机 的功率较大，因此所需的主电动机为大功率电动机。由于高 速转速下主轴荷的承载能力需要很大，因此对主轴荷处的轴 承要求也很高。在动力输出之后，使用涡轮测功机进行功率的测试，在涡 流测功机处安装压力传感器，测试输出的压力。由于输出功 率较大，因此也需使用大功率的涡流测功机。在测试失速转 速试验时，需要使用驻车制动器。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.3对转向系统的一般要求和检验方法I 1对转向系统的一般要求 2方向盘最大自由转动量及操纨333汽车的转向特性4关于车辆通道试验机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 响。本节先介绍采用人工方法或路试方法检验的项目。有关 转向轮侧滑量的检验，在后面专门介绍。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 72582012对转向系统的一般要求主要有：1）考虑我国规定车辆靠右侧行驶，在我国使用的方向盘不得设置于右侧（特殊车辆除外）。2）要求方向盘应转动灵活、操纵方便。3）要求转向系统在任何操作位置上都不允许与其他部件 出现干涉现象。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 的直线行驶能力。5）机动车在平坦、干燥、坚实的路面上行驶时不应跑偏,方向盘不应有摆振或路感不灵等现象。6）转向节及转向臂、转向横、直拉杆以及球头销不允许 有裂纹和损伤，球头销不得松旷，汽车改装或修理时横、直 拉杆不允许拼焊。以上性能都与转向系和行驶系的结构参数有关，一般采用 人工方法或路试方法检验。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 转动方向盘，汽车的转向轮并没有动，方向盘的这个游动角 度间隙即为方向盘自由转动量。自由转动量过大会降低转向 的灵敏度，影响转向操纵性，所以希望它尽可能小一些。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 72582012对方向盘的最大自由转动量（从正中位置向 左、向右计算的转角）给出一定限制，具体与车辆类型有关。对于最高设计车速不小于100km/h的机动车，规定最大自由转 动量不应超过20。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 驶人的疲劳程度。国标规定:机动车在平坦、硬 实、干燥和清洁的水泥或沥青道 路上行驶，以10km/h的速度在5s 之内沿螺旋线从直线行驶过渡到 直径为24m的圆周行驶，施加于方 向盘外缘的最大切向力不得大于 245N（见右图）。测试方向盘切向力时车辆通过的路径机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 圆弧。过渡曲线上各点以及圆弧中心点0都有确定的坐标数值。这样的测试条件是参照ISO 78911、ISO 10998以及GB/T 3871.5而制定的。国家标准还规定，机动车转向轴荷大于4000kg时应采用转 向助力装置，对于装有转向助力器的机动车，试验时施加于 方向盘外缘的最大切向力还应符合有关标准要求。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.3.2方向盘最大自由转动量及操纵力可以使用“转向盘转向力/转向角测试仪”（或称“转向参 数测试仪”）来测量方向盘最大自由转动量和操纵力。测试仪 如下图所示。几种方向盘测试仪机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 向盘上面，并对准方向盘的中心。当转动方向盘时，一方面 经过力矩传感器带动汽车转向，同时将方向盘转向力矩和转 角的变化都转变成电信号送入到微控制器处理，从而可测得 转向力、方向盘转角和方向盘自由转动量的大小。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 以GB 72582012中提出了汽车应具有适度的不足转向特性的 要求。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 方向盘至一定角度并维持不变，使汽车由低速逐渐提高车速 加速行驶，若汽车行驶的转弯半径逐步加大，那么汽车具有6.3.3汽车的转向特性若转弯半径不变，则汽车具有中性转向特性；若转弯半径 逐步减小，最后甚至出现后轴侧滑，则汽车具有过度转向特 性。具有过度转向特性的汽车高速行驶时是很危险的；具有中 性转向特性的汽车在某些情况下也可能转化为过度转向，因 而也是不安全的。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.3.3汽车的转向特性影响汽车转向特性的因素主要有:（1）质量中心的位置若前轴载荷较大、质量中心偏前，将提高车辆的不足转向 程度，反之则减小，如图所示，图中G为汽车重心。所以汽车 使用中应保持合理的承载质量位置。a)b)c)a）重心正常的中性转向 b）重心靠前的不足转向 c）重心靠后的过度转向机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 足转向程度，反之则减小。而轮胎的侧偏刚度取决于轮胎的结构、型号与充气气压，所以应注意选用生产厂家规定的轮胎并按规定气压充气。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 照生产厂家规定的数值及时校正四轮定位。(4)前后悬架的侧倾刚度前后悬架的侧倾刚度对汽车的转向特性有显著影响。汽车 使用中不得擅自变动悬架中的钢板弹簧和横向稳定杆。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS6.3.4关于车辆通道圆试验四、关于车辆通道圆试验汽车在转弯时，各个车轮围 绕一个共同的中心。作圆弧行驶,它们走过的轨迹都不相同，如图 所示。其中，汽车内侧两个车轮转 弯半径之差称为内轮差，图中，从转向中心到前轮外侧轨迹中心 线的距离称为车辆的转弯半径，用R表示。汽车通道圆示意图机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 圆弧间的距离即是通道圆宽度。最小转弯半径大小和内轮差都影响到汽车运动的机动性，例如在仓库装卸货物或在车库内停车取车等，都需要在很小 的场地调动车辆。国标是用通道圆试验来检验车辆在小面积 内的通过能力的。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 72582012引用GB 15892004道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值的部分内容，要求汽车（包括汽车列车等）必须能够在一个车辆通道圆内通过，车辆通道圆的外圆直径 D1为25.00m,内圆直径D2为10.60m。当汽车由直线行驶过渡到上述圆周运动时，车辆外摆值（即车辆外侧任何部分超出直线行驶时的车辆外侧垂直面的值,即图6-8中的T值）不得大于0.80m。在此试验过程中，车速应 控制在510km/h。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS