以商用車傳動(dòng)培訓(xùn)設(shè)備的研制與應(yīng)用為中心進(jìn)行分析探討

摘要：為提高學(xué)生在校學(xué)習(xí)能力和畢業(yè)后能迅速工作，掌握相關(guān)專業(yè)技能，為汽車業(yè)培養(yǎng)新型綜合性人才，學(xué)院進(jìn)行了相應(yīng)商用車傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的研究應(yīng)用，主要對(duì)變速器、離合器主從、傳動(dòng)軸、差速器等零部件的相關(guān)工作原理及應(yīng)用進(jìn)行了分析和認(rèn)識(shí)，以完成對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的訓(xùn)練，達(dá)到完善傳動(dòng)系統(tǒng)訓(xùn)練平臺(tái)的目的。

關(guān)鍵詞：商用車;汽車傳動(dòng);設(shè)備研制與應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U463.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）24-0062-02

0? 引言

檢測(cè)維修人員普遍存在專業(yè)水平低、知識(shí)基礎(chǔ)薄弱、大多缺乏后續(xù)在職培訓(xùn)的發(fā)展?jié)摿Φ葐栴}，制約了商用車維修行業(yè)的發(fā)展。伴隨著新能源商用車技術(shù)的發(fā)展，以及眾多商用車銷售服務(wù)企業(yè)的發(fā)展，找不到合格的人才，使得整個(gè)商用車業(yè)和企業(yè)的技術(shù)服務(wù)能力都難以提升，此外，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型升級(jí)，流通方式、運(yùn)輸方式以及整個(gè)售后體系的發(fā)展，造成了各個(gè)商用車企業(yè)對(duì)就業(yè)的巨大需求，以及各個(gè)商務(wù)中心的零散商用車檢測(cè)維修人員的供需矛盾長(zhǎng)期突出，難以解決。為全面提高高職商用車專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，本文對(duì)商用車傳動(dòng)訓(xùn)練設(shè)備進(jìn)行了深入分析與研究。

1? 商用車傳動(dòng)系統(tǒng)概述

近幾年來，我國(guó)汽車的發(fā)展如火如荼，使得人們出行更加方便。與此同時(shí)，人們對(duì)汽車的平順性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等性能的要求也越來越高。但是，汽車傳動(dòng)系的振動(dòng)問題還沒有完全解決。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的扭振將導(dǎo)致軸承、軸、殼、齒輪等載荷和應(yīng)力的扭振增加，使車體產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲，從而降低車輛的行駛平順性。與此同時(shí)，車輛的振動(dòng)也主要是由于傳動(dòng)系的振動(dòng)所致，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，每年運(yùn)輸車輛的振動(dòng)所帶來的貨物價(jià)值數(shù)億美元。另外，傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)引起的機(jī)體振動(dòng)還使不少乘客出現(xiàn)暈車、嘔吐等不適癥狀，嚴(yán)重影響乘客出行的幸福感。此外，由傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)引起的車體振動(dòng)，使駕駛員，尤其是長(zhǎng)途駕駛員在行駛過程中容易產(chǎn)生疲勞，對(duì)車輛行駛安全極為不利。為此，還需要對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)進(jìn)行分析。

車輛傳動(dòng)系是介于動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)之間的各種車輛底盤系統(tǒng)中的重要組成部分。采用齒輪嚙合方式，將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以滿足不同行駛環(huán)境下的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速要求，以滿足車輛在不同行駛狀態(tài)下的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，其功能在于改變步進(jìn)電機(jī)的輸出參數(shù)，作為協(xié)調(diào)車輛動(dòng)力系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)裝置。

2? 商用車傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備分析與應(yīng)用探究

由圖1所示，通常傳動(dòng)系統(tǒng)由離合器、變速器、萬向變速器、主減速器、差速器、半軸等組成;引擎飛輪末端輸出的動(dòng)力，最終通過離合器、變速器、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器、半軸等傳遞給車輪，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)數(shù)在中間過程中增加。

通過商用車的傳動(dòng)系統(tǒng)能夠及時(shí)實(shí)現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)速和增扭，內(nèi)燃機(jī)輸出速度一般都很高，扭矩較小，車輪需要低速，高扭矩才能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，如果內(nèi)燃機(jī)直接輸出到車輪上，車輛的運(yùn)動(dòng)就很難控制在不同的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。所以，需要傳動(dòng)裝置、主減速器等齒輪來提高轉(zhuǎn)矩，降低待實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。所以，汽車通常配置一個(gè)總轉(zhuǎn)速扭轉(zhuǎn)速度，通過不同的轉(zhuǎn)速，就能獲得不同的輸出速度和轉(zhuǎn)矩。此外，商用車引擎的動(dòng)力輸出有時(shí)需要中斷、合并，所以離合器被裝在引擎的后部來完成這個(gè)功能;離合器能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)的動(dòng)力合并，啟動(dòng)時(shí)主要表現(xiàn)在汽車上。與此同時(shí)斷電，主要體現(xiàn)在停車或換擋上。采用離合器從動(dòng)盤轉(zhuǎn)矩可減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，減小傳動(dòng)裝置輸入軸振動(dòng)幅度，降低傳動(dòng)系統(tǒng)固有頻率。

變速器最常用于機(jī)動(dòng)車輛，能夠使內(nèi)燃機(jī)的輸出與驅(qū)動(dòng)輪相匹配。這種引擎需要在相對(duì)較高的轉(zhuǎn)速下工作，而這并不適用于起動(dòng)、停車和緩慢行駛。傳動(dòng)系統(tǒng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的高速轉(zhuǎn)速降低到了車輪的低速，在這個(gè)過程中增加了扭矩。驅(qū)動(dòng)也適用于腳踏車、固定機(jī)械，在這些機(jī)械中，不同的速度和扭矩適配。一般情況下，一個(gè)變速器由于速度的不同，會(huì)有多個(gè)齒輪比（或簡(jiǎn)單的“齒輪”）和能力之間的轉(zhuǎn)換。此開關(guān)可由操作人員手動(dòng)或自動(dòng)完成。還可提供方向控制（正、反）。還存在單比式傳動(dòng)，只是簡(jiǎn)單地改變馬達(dá)輸出的速度和轉(zhuǎn)矩（有時(shí)是方向）。一般來說，一個(gè)變速器有多個(gè)齒輪比（或簡(jiǎn)單的“齒輪”）和由于速度不同而產(chǎn)生的能力之間的轉(zhuǎn)換。此開關(guān)可由操作人員手動(dòng)或自動(dòng)完成。還可提供方向控制（正、反）。還存在單比式變速器，只是簡(jiǎn)單地改變馬達(dá)輸出的速度和轉(zhuǎn)矩（有時(shí)是方向）。一般情況下，商用車輛的變速器通過飛輪、離合器、液力偶合器與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連，部分原因在于內(nèi)燃機(jī)無法以特定的速度運(yùn)行。傳動(dòng)輸出通過傳動(dòng)軸傳給一個(gè)或多個(gè)差速器，差速器驅(qū)動(dòng)車輪。盡管差速器也能使齒輪減速，但它的主要用途是當(dāng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變時(shí)，使輪子在軸的兩端以不同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)（這對(duì)防止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子打滑很重要）。

汽車對(duì)變速器的需求是內(nèi)燃機(jī)特性的結(jié)果。發(fā)動(dòng)機(jī)通常在600轉(zhuǎn)到7000轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)工作（盡管這個(gè)范圍不一樣，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常更低），而汽車的輪子在0轉(zhuǎn)到1800轉(zhuǎn)之間旋轉(zhuǎn)。另外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)提供的最高扭矩和功率輸出不均勻整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍，導(dǎo)致了扭矩和功率波段的出現(xiàn)。通常情況下，車輛從靜止或慢速行駛時(shí)需要最大扭矩，而在高速行駛時(shí)需要最大功率。所以需要一種系統(tǒng)來改變發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出，使之能在低速時(shí)提供高扭矩，而在高速公路上運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)仍能在限制范圍內(nèi)運(yùn)行。很多齒輪箱和齒輪都是用鑄鐵制成的，盡管鋁通常用于較低的重量，尤其是汽車上。一般有三個(gè)軸：主軸、副軸和滾輪軸。主軸向箱體外部?jī)煞较蜓由欤狠斎胼S朝向發(fā)動(dòng)機(jī)，輸出軸朝向后橋（后輪驅(qū)動(dòng)車輛）。前驅(qū)車通常在橫向安裝引擎和變速器，而差速器是變速器總成的一部分。軸線與主軸承相連，向輸入端分離。飛機(jī)的主軸在分割點(diǎn)處與軸線相連。除了被離合器嚙合外，齒輪和離合器都裝有主軸，齒輪可以相對(duì)于主軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

離合器是一種機(jī)械裝置，可以嚙合和分離動(dòng)力傳輸，特別是從傳動(dòng)軸到從動(dòng)軸。舉例來說，在一臺(tái)扭矩控制鉆機(jī)上，一根軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，另一根軸驅(qū)動(dòng)鉆夾。該離合器連接兩個(gè)軸，因此它們可以鎖住一起，以同樣的速度旋轉(zhuǎn)（嚙合），鎖住一起但以不同的速度旋轉(zhuǎn)（滑動(dòng)），或者解鎖并旋轉(zhuǎn)，以不同的速度旋轉(zhuǎn)（分離）。轎車的離合器有很多種設(shè)計(jì)，但是大部分都是基于一個(gè)或多個(gè)摩擦片緊貼在一起或者用彈簧擠壓飛輪。缺省的離合器工作狀態(tài)-即發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的連接總是“打開”的，除非駕駛員按壓踏板并將其分開。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在無擋、無離合器接合下運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)變速器的輸入軸，但動(dòng)力不會(huì)傳給車輪。由于脫離通常需要更換齒輪，因此離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間。盡管齒輪箱在換擋過程中并未停止轉(zhuǎn)動(dòng)，但并沒有通過齒輪箱傳遞轉(zhuǎn)矩，因此齒輪與嚙合齒間的摩擦較小。齒輪箱的輸出軸與主減速機(jī)和輪子永久相連，因此兩者始終一起轉(zhuǎn)動(dòng)，保持一定的速度比。在離合器分離時(shí)，齒輪箱輸入軸以內(nèi)部比例的方式自由改變其速度。引擎和齒輪箱之間產(chǎn)生的任何差別都是通過離合器輕微的打滑來實(shí)現(xiàn)重新連接的。通常汽車上的離合器直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的表面，因?yàn)樗呀?jīng)提供了一個(gè)方便的大直徑鋼片作為離合器的傳動(dòng)片。有些比賽用的離合器采用小型多盤片式，不屬于飛輪。分離器和飛輪都密封在一個(gè)圓錐形狀的殼體內(nèi)，而這一殼體（在后輪驅(qū)動(dòng)的汽車中）通常是變速箱的主要部件。

3? 商用車傳動(dòng)系統(tǒng)培訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)與優(yōu)化

高職院校作為輸送專業(yè)人才的基地，必須培養(yǎng)出更多的具有一定技能水平的學(xué)生。伴隨著高職院校專業(yè)群的調(diào)整和人才培養(yǎng)方案的改革，高職汽車類專業(yè)教學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，職業(yè)教育更全面、更人性化、更細(xì)致。伴隨著課堂教學(xué)的開展，我院汽車底盤教學(xué)也面臨著一定的教學(xué)壓力，特別是教師的知識(shí)點(diǎn)傳授能力。對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握方法比較簡(jiǎn)單，教學(xué)效果不明顯;本訓(xùn)練臺(tái)的目的是為了更直觀地展示系統(tǒng)的工作原理及工作過程，并配合傳送工作加強(qiáng)學(xué)生的理解及應(yīng)用能力，使機(jī)箱教學(xué)更加深入、細(xì)致，為底盤教學(xué)提供便利。

在傳統(tǒng)的商用車傳動(dòng)系統(tǒng)培訓(xùn)過程中，由于動(dòng)力裝置涉及的部件較多，在教學(xué)的這一階段，主要是在課程教學(xué)的一個(gè)單一部分，如果所有組件都連接到教學(xué)臺(tái)，整個(gè)動(dòng)力總成教學(xué)長(zhǎng)凳會(huì)占用大量的空間，所以在日常教學(xué)中，只用一個(gè)部件或一個(gè)教學(xué)長(zhǎng)凳進(jìn)行教學(xué)，單臺(tái)教學(xué)不能與教學(xué)的其他部件銜接，將使學(xué)生能夠片面地了解相關(guān)部件的結(jié)構(gòu)、工作原理，不易掌握整個(gè)系統(tǒng)的工作情況，從而深入了解動(dòng)力裝置的知識(shí)點(diǎn)。在行駛過程中，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)的部件傳遞到道路上，實(shí)現(xiàn)車輛的行駛。與汽車車身電氣系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的教學(xué)不同，傳動(dòng)系統(tǒng)的教學(xué)不能像實(shí)際教學(xué)過程中那樣，只能通過靜態(tài)或動(dòng)態(tài)模擬的教學(xué)實(shí)驗(yàn)向?qū)W生演示系統(tǒng)的實(shí)際工作情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)底盤相關(guān)系統(tǒng)的教學(xué)。

4? 結(jié)語

在日后的教學(xué)實(shí)踐過程中，依據(jù)現(xiàn)有的教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)備、教學(xué)方法，進(jìn)行適度的研究，開發(fā)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的教學(xué)適宜設(shè)備，突破因教學(xué)設(shè)備的局限性而造成的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)教學(xué)過程中的教學(xué)適宜設(shè)備，提供了一種利用電動(dòng)機(jī)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)作為電源輸入的具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)功能和負(fù)載功能的車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)集成綜合訓(xùn)練臺(tái)。把離合器、變速器等部件集成到訓(xùn)練臺(tái)上，就能全面地展示動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)各部件的位置、結(jié)構(gòu)和工作原理，在課堂上就能把整個(gè)系統(tǒng)部件展示給學(xué)生，使學(xué)生更深刻、更全面地了解系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，將離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器、半軸和制動(dòng)部件集成到訓(xùn)練臺(tái)上，可使動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)各部件的位置、結(jié)構(gòu)和工作原理得到全面顯示。

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