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自行车、发动机、变数箱拆装实训指导书 哈尔滨理工大学机械动力学院第一部分：自行车一、拆装要求：1、 观察自行车的结构、传动原理2、 掌握典型零部件的结构特点、装配要求自行车的结构如图所示1-1图1-11:前轮 2:辐条 3:花鼓 4:前叉 5:前刹 6:钢索 7:刹车及变速把手 8:车把 9:竖杆 10:车架 11:前变速 12:车座杆 13:车座 14:后刹 15:货架 16:飞轮 17:反光镜 18:后轮 19:后变速 20:脚撑 21:气门 22:后轮 23:链条 24:轮盘 25:脚踏 26:曲柄 二、基本概念及典型结构：（一）：基本概念1、传动装置：包括主动齿轮（轮盘）、被动齿轮（飞轮）、链条及变速器。 2、齿轮比：主动齿轮（轮盘）与被动齿轮（飞轮）的齿数之比； 3、传动比：齿轮比乘以后轮的直径； 4、传动行程：传动比再乘以圆周率即为传动行程，也就是每蹬踏一周单车前进的距离。（二）：典型结构简介1、曲柄飞轮链条结构如图1-2图1-2要求：能够分析飞轮的工作原理及传动比，2、变速器部分如图1-3变速器的基本原理都一样，通过平行四边形结构平移导轮或导链槽，改变链条位置。 后拨的导向轮固定链条的位置，而张力轮保证链条有一定的张力，能够紧紧地裹在齿轮上。 张力轮固定在摆臂上，由弹簧拉进。由于山地车飞轮齿数范围大，而公路车齿数变化范围小，所以山地的后拨摆臂通常都是较长的，以配合较大的链条的松紧变化。 下面开始说如何调校 第一步：确认各根线管位置都正确，都卡入了车架的卡口里，变速线也安装正确。然后将变速调节螺丝拧紧后松回3圈，变速拨杆上的调节螺丝也类似调整。将线尽量拉直，锁紧后变速器上的刹线固定螺丝。 第二步：将拨杆拨到中间档，比如第4档。然后调节后拨上的变速调节螺丝。使得链条在相对应的齿片上时，导向轮和齿片在同一平面上。 第三步：调节限位螺丝：限位螺丝功能是防止链条掉出最小一片齿轮外或者卷入飞轮和钢丝之间。 可以先调最小片齿轮。松开变速扳手到最小档。看最小齿轮和导轮是否在同一平面。否则调节螺丝。通常标着H。调节到同一平面。然后调节大齿轮一边。不同的是先放松L一侧螺丝，等链条挂上去以后再拧紧到两个齿轮同一平面。这样基本上就调节好了。接下来就是试一下。先空转变速试试。正常应该很柔顺，没有跳动。如果向上变速不能及时到位，就说明线拉得不够，就要把调节螺丝逆时针转出来一点看看，通常半圈半圈的调节就够了。如果变速下不去，就松一点点。然后骑一下看看。通常新换的变速线，变速一段时间后需要稍微调整一下。 图1-3a.自行车多级飞轮采用冷挤压工艺制坯，按日本 标准制造，其规格有3级、4级、5级、6级、7级、8级飞轮。 b.自行车单级飞轮有12-24牙8种规格。 c.拨链器有定档定位变速传动及摩擦式换挡变速，具有传动平顺、准确和轻按触等特点。 L型结构:导轮做换挡移动时沿多级飞轮的链片齿顶母线方向移动，导轮与多级飞轮任何链片保持合适的距离，使送链传递平稳顺畅。 轻接触式操作功能：把过去安装于四连杆机构的复位扭簧改制为对角线配制的拉簧，使换挡过程的弹力变化很小，实现了轻快、简便的变速操作。 高性能前拨链器导板：与链条相接触的部分设计了凸起的曲面结构，变速时，拨链导板与链条呈点接切。且沿斜上方的力将链条 托起，送到所需的链轮片上，同时链条脱开导板，使变速拨链平顺。 链条：SW5系列须选用相应的定挡变速链条，以全面发挥定挡变速性能。 定挡刻度显示：根据调速控制器的转动角度，精确计算出后拨链 器相应位移，在调速器标有明显的定挡刻度显示，使变速操作变得简单从容。 飞轮链齿通过计算机对飞轮每一片链轮的相对位置进行了设计，并且根据飞轮片不同，设了不同数目的导向槽即变速点。只有在变速点位置即使上坡高速扭距很高的情况下也能准确的变速。 诸产品执行国外先进标准 JIS D9418(1993) （日本工业标准）；产品与国际先进同类产品实物质量对比表明：达到日本前田公司产品水平。 自行车全自动变速器（即内变速器） 是采用离心和杠杆原理设计制造的，随骑行速度变化而自动变挡的新型变速器。其三速速比分别为 1：0.7 1：1 1：1.4 变速范围比较适合人们正常的骑行规律，并可根据人们的爱好调整变挡时间的早晚。 该产品规格尺寸是根据我国自行车行业标准设计制造的，适用于辐条13G，数量36根，现生产飞轮数有11T、13T、14T、16T、18T、20T，可调式全自动变速器，国家授权四项专利。 全自动变速器工作原理是根据自行车的车速变化随意改变传动比，达到省力和提速的目的，从根本上取代了手操作变速。三个挡位的变换区间为0116（转/分），96-120（转/分），大于120（转/分）。 其变挡动力是靠自行车骑行状态所产生的离心力作为驱动力，而且是靠骑行速度的高低来控制速比的高低，并通过转矩的输入和机械原理相结合，对离心力所驱动运动加以限制，将挡位锁住，达到定挡定位目的，总结起来全自动变速器的性能和特点有如下几点： 1、 不用手操纵（取消了拉线系统）换挡变速。 2、 该产品为三个挡位，挡位的变换是随车速快慢自动完成，不需要手操纵。一挡014.5公里/小时；二挡1216公里/小时；三挡大于15公里/小时。 3、 变速早晚可调，根据用户的不同需求，可以自行调整螺栓，使变速区间适合自己的骑行频率。因为离心装置与弹簧组成一个系统，完成13挡的轴向变换。因压缩弹簧的预紧力越大，所需变速的离心力就越大，需要更高的车速提供所需离心力，反之亦然。所以调整螺栓改变弹簧预紧力大小，就可以改变变挡早晚。 4、 老少皆宜，老年人骑车喜欢请一些的，可以骑低速区，早换挡；年轻人喜欢快一点，可以骑高速区，晚换挡，只要调整好弹簧预紧力，就可以轻松换挡。 5、 随心所欲，想变则变，不想变则不变。当速度达到变速区间时，离心力已经能够实现变速，但只要骑行者不停止蹬踏动作就不会变挡的。 6、 灵敏度高，由于该产品是靠机械传动，是采用车轮转动产生的离心力和杠杆原理来完成变速的，车速决定了离心力大小，而离心力大小又决定了花键的位置，因而变速准确，无任何后顾之忧。 7、 结构紧凑，设计中尽量让每个零件尽量完成多种功能，免除零件多、环节多，提高了产品的可靠性。所以，比起手拉线变速装置，结构简单，动态性能好。 8、 适应性广、维修方便，该产品是依据国家标准和行业标准设计的，所以零部件大量采用国家标准件和行业标准件，拆装方便，便于维护保养，更换易损件。 9、 密封性好，采用了运动状态和静止状态两种密封结构，保障产品内部的清洁度，从而提供极少的维护就可以保持良好的性能。3、9:竖杆与 10:车架之间的连接HP.NO.307HP.NO.308要求看懂结构与调整过程（定位、夹紧）3、 车轴系列前轴 中轴 后轴要求：观察螺纹的旋向、装配时间隙的调整、中轴与曲柄之间的连接与定位方式二、汽车发动机部分（一）、发动机组成的基本构造汽车发动机汽车发动机是汽车的心脏部件，其大小可用排量（升）来表示；按使用燃油分，它们可分为汽油机和柴油机两种；按工作过程分，可分为四冲程和二冲程两种；按冷却方式分，可分为风冷和水冷两种。大部分现代汽车使用的是四冲程水冷汽油发动机。 汽车发动机是由多个机构和系统组成的复杂机器，汽油机主要是由“两大机构”和“五大系统”组成。 （1）曲柄连杆机构由汽缸体、汽缸盖、活塞、连杆曲轴和飞轮等机件组成。（2）配气机构由气门、气门弹簧、凸轮轴、挺杆、凸轮轴传动机构等组件等组成。（3）燃料供给化油器式由汽油箱、汽油泵、汽油滤清器等组成。电控燃油喷射式由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统组成。（4）点火系统传统式由蓄电池、发电机、点火线圈、断电器、火花塞等组成。普通式和传统式点火系统类似，只是用电子元件取代了断电器。电子点火式全部是全电子点火系统，完全取消了机械装置，由电子系统控制点火时刻，包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞和电子控制系统等。汽车发动机（5）冷却系统水冷式由水套、水泵、散热器、风扇、节温器等组成。风冷式由风扇和散热片等组成。（6）润滑系统 由机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器等组成。（7）起动系统由起动机机器附属装置组成。由于柴油机是通过压燃的方式驱动的，所以没有点火系统，其他部分系统构造和汽油机几乎相同。发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。汽油机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。 曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 起动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系点火系统在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。 冷却系统冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。润滑系统 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。配气机构配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。燃料供给系统燃料供给系统的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。三、汽车变速箱（一）、变速箱的组成汽车变速器，由大小齿轮构成，按大小排列成塔状。 一般地，变速器有四根轴组成，第一根轴是动力进入轴，插在离合器内，只要离合器踏板抬起来，它就转，与发动机的转速同步。第二根轴在变速器的底部，其中一个齿与第一轴的一个齿永远啮合，跟着转，上面有大小不同的许多齿轮。第三根轴与第一根轴同心安置，上面大小不同的齿轮可以前后滑动，与第二轴的齿轮啮合，得到不同的转速和扭矩。第三轴是动力输出轴。 第四根轴是倒车轴，第二根轴要得到反向旋转，必须增加一个齿轮。这个齿轮专门安装在一根轴上。 变速器的齿轮，永远啮合的，用斜齿，为什么要用斜齿，说起来就费劲了。滑动的，起变速作用的，只能用直齿。 现在的汽车变速器，一般安装有同步器，作用是避免变档时齿轮发出响声，容易啮合成功。因为同步器结构复杂，增加成本，一般只安装在高速档上，高级轿车会全部安上同步器，当然由你买单啦。 这是拆开盖子的变速器，左边是离合器，第一个斜齿，是第一轴的。下面的第二轴看不见，除了第一轴上的那个齿轮，其余齿轮全部是第三轴上的，由此也可以看出第三轴很长。第一轴是空心的，第三轴的一端要插入第一轴空心部分，以支承自身。 有小齿的，是同步器，密密的小齿是同步器的标志。 齿轮边上磨得发亮的凹槽，是变速叉叉的位置，变速杆带动变速叉前后移动，就使齿轮前后移动。 变速器在同一时间里，只能有一对齿轮啮合，否则就别死不可转动了。这个任务由变速器盖子实现。变速器盖结构简单，没有什么高科技，但却充满了智慧，非常巧妙，决定着变速叉的动作。机械就是这样，讲究一个巧劲。简单的东西能完成复杂的使命，另外的例子就是枪械，上面没有什么电路板，其动作却是智慧的结晶。（二）、变速箱的作用 发动机的物理特性决定了变速箱的存在。首先，任何发动机都有其峰值转速；其次，发动机最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。比如，发动机最大功率出现在5500转。变速箱可以在汽车行驶过程中在发动机和车轮之间产生不同的变速比，换档可以使得发动机工作在其最佳的动力性能状态下。理想情况下，变速箱应具有灵活的变速比。无级变速箱 （CVT）就具有这种特性，可以较好的发挥发动机的动力性能。（三）、CVT无级变速箱有着连续的变速比。其一直因为价格、尺寸及可靠性的关系而没有大量装备汽车。现在，改进的设计使得CVT的使用已比较普遍。国产AUDI 2.8 CVT变速箱通过离合器与发动机相连，这样，变速箱的输入轴就可以和发动机达到同步转速奔驰C级Sport Coupe 6速手动变速箱一个5档的变速箱提供5种不同的变速比，在输入轴和输出轴间产生转速差。见下表：（四）、简单的变速箱模型为了更好的理解变速箱的工作原理，下面让我们先来看一个2档变速箱的简单模型，看看各部分之间是如何配合的：输入轴（绿色）通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个部件。轴和齿轮（红色）叫做中间轴。它们一起旋转。轴（绿色）旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转，这时，中间轴就可以传输发动机的动力了。轴（黄色）是一个花键轴，直接