近年來隨著液壓、氣壓與液力傳動技術的發展和在汽車上的應用,汽車的各項性能都有了很大地提高,尤其是現代汽車上使用了電腦、機電液一體化的高新技術,使汽車工業的發展更上了一個新的臺級。汽車工業成為衡量一個國家科學技術水平先進與否的重要標志,目前技術先進的汽車已廣泛采用了液壓氣壓和液力傳動新技術,就連汽車的燃料供給和機械潤滑系統也借鑒了這些技術,因此加強針對汽車的液壓氣壓與液力傳動技術的學習與研究,對于從事汽車理論學習和設計制造維修的人員具有很重要的意義。
現在汽車都在向著駕駛方便、運行平穩、乘坐舒適、安全可靠、節能環保的方向發展。在這些發展中液壓氣壓與液力傳動技術起了主導作用。液壓氣壓與液力傳動在汽車上的應用具有一定的特點,由于汽車整體結構和輕量化的要求,系統結構緊湊、元件組合性強與電氣結合,能夠根據汽車的運行狀況進行控制。
氣壓傳動與液壓傳動一樣,主要用于實現動力遠程傳遞、電氣控制信號轉換等。由于其工作介質是氣體,因此工作安全、系統泄漏對環境污染也小,但受氣體可壓縮性大的影響,系統的靈敏性不如液壓傳動。如液壓汽車制動裝置的制動滯后時間為0.2S,而氣壓汽車裝置的制動滯后時間是0.5S,而且氣壓系統的噪音也大,自動潤滑性能也差。
下面舉幾個例子介紹液壓氣壓與液力傳動在汽車傳動系統中的具體應用。
1.液壓動力轉向系統 液壓動力轉向系統是在液壓動力轉向系統的基礎上增設了電子控制裝置。該系統能夠根據汽車行駛條件的變化對助力的大小實行控制,使汽車在停車狀態時得到足夠大的助力,以便提高轉向系統操作的靈活性。當車速增加時助力逐漸減小,高速行駛時無助力,使操縱有一定的行路感,而且還能提高操縱的穩定性。另外,液壓系統一般工作壓力不高,流量也不大。
2.液力自動變速器 液力自動變速器在現代汽車上用得也越來越多。使用液力變速器可以簡化駕駛操作,使發動機的轉速控制在一定的范圉內,避免車速急劇變化,有利于減少發動機振動和噪音,而且能消除和吸收傳動裝置的動載荷,減少換檔沖擊,提高發動機和變速器的使用壽命。
3.汽車防抱死液壓系統 ABS即汽車防抱死系統,其主要功能是在汽車制動時,防止車輪抱死。無論是氣壓制動系統還是液壓制動系統,ABS均是在普通制動系統的基礎上增加了傳感器、ABS執行機構和ABS電腦三部分。液壓制動系統ABS廣泛應用于轎車和輕型載貨汽車上。氣壓制動系統ABS豐要用于中、重型載貨汽車上,所裝用的ABS按其結構原理主要分為兩種類型:用于四輪后驅動氣壓制動汽車上的ABS和用于汽車列車上的ABS。氣頂液壓制動系統ABS兼有氣壓和液壓兩種制動系統的特點,應用于部分中重型汽車上。
4.汽車電控液壓懸架 汽車電控液壓懸架可以使司乘人員都有乘坐軟彈簧的舒服感,而且還能保證汽車的靈活性和穩定性。目前轎車上采用的電子控制懸架都具有靈敏的車高調節功能,不管車輛(規定范圍)如何變化,都可以保持汽車的一定高度,大大地減少了汽車在轉彎時產生的傾斜程度。當車輛在凸凹不平的道路上行駛時可以提高車身的高度,當車輛高速行駛時又可使車身的高度降低,以減少風的阻力。汽車電控液壓懸架還具有衰減力的調節功能,以提高車輛的穩定性。在急轉彎、急加速和緊急制動時,還可以抑制車輛姿態的變化。
5.液力偶合器 液力偶合器在汽車上只起傳遞扭矩的作用,所以也叫液力聯軸器。液力偶合器安裝在汽車發動機和機械變速器之間,傳遞扭矩時能起到柔性傳動、減緩沖擊的作用。隔離扭振的功能使汽車起步和加速時都能保持平穩。
6.液力變矩器 液力變矩器不僅能傳遞轉矩,而且還能在泵輪轉矩不變的情況下隨著渦輪轉速的不同自動地改變渦輪所輸出的轉矩值(變矩)。液力變矩器具有對外負載的自動適應性,使車輛起步平穩、加速快而且均勻,其減振作用降低了傳動系統的動載和扭振的引響,延長了傳動系統的使用壽命,提高了乘坐舒適性和行駛安全性。然而液力變矩器存在著效率不夠高、變矩范圍有限的問題。因此,很少使用單個液力變矩器,需要串聯或并聯一個定軸式或者旋轉軸式機械變速器,以擴大變速和變矩范圍。目前高級轎車大都采用了液力機械傳動,其主要著眼點在其舒適性及操作輕便性。城市大客車因經常停車、起步、加速,換擋相當頻繁,對操縱方便的要求就顯得更為突出。越野汽車為了獲得穩定的驅動力和良好的通過性,采用液力機械傳動也日益增多。裝載質量為25~80T的礦用自卸汽車,因其功率大,傳動系統既要傳遞大扭矩,又要易于換擋變速,故絕大多數都采用液力機械傳動。
7.汽車液壓制動系統 汽車制動系統是汽車安全行駛中最重要的部分。隨著發動機的技術發展和道路條件的改善,汽車的行駛速度和單次運行距離都有了很大地發展,行駛動能大幅度地提高,從而使得傳統的摩擦片式制動裝置越來越不能適應長時間、高強度的工作需要。由于頻繁或長時間地使用制動器,出現摩擦片過熱衰退現象,嚴重時導致制動失效,威脅到行車安全。車輛也因為頻繁更換制動蹄片和輪胎導致運輸成本的增加。為了解決這一問題,應運而生的各種車輛的助制動系統迅速發展,液力緩速器就是其中的一種。當今的液力緩速器主要用在重型載貨汽車和大中型客車上。液力緩速器的使用和推廣,大大地改善了傳統的制動器的不足。
8.汽車液壓減震系統 汽車液壓減振系統具有優良的減震功能,在車輛偏重時可以保持車輛的平衡,使車輛繼續安全行駛。在車輛更換輪胎時,不需要千斤頂頂地即可更換輪胎,大大地提高了工作效率,節省了時間。如果車輛陷入濕滑的地方時,利用此裝置也很容易走出泥沼。
9.液壓油的選用 現代汽車上的許多機構都采用了液壓傳動,為了保證液壓系統的正常工作,必須根據各種機構的工作特點選用不同類型的液壓油。
目前液壓系統用的液壓油主要有液力傳動油。汽車的液力傳動油又稱自動變速器油,它是汽車自動變速器和動力轉向系統的主要用油。它不僅起到傳遞力的作用,而且還起著對齒輪軸承等摩擦付的潤滑和冷卻作用。目前我國使用的液力傳動油主要有6號液力傳動油和8號液力傳動油兩種。6號油主要用于重型貨車、履帶車、越野車的自動變速器;8號油主要用于驕車、輕型貨車的自動變速器。6號液力傳動油相當于國外的PTF-2;8號液力傳動油相當于國外的PTF-1。
另外還有剎車油,也就是汽車制動液,它是汽車液壓系統或離合器液壓操縱機構中常用的油。我國的汽車制動液主要分為HZY3、HZY4、HZY5三種。使用時各種油都應嚴格按照車輛的使用說明書選用。
目前,隨著我國民用汽車的大量發展和汽車高新技術在中低檔車上的大量使用,液壓氣壓和液力傳動與控制技術在汽車上的應用將會越來越廣泛。其發展趨勢為:
在控制方面:與微電子技術和計算機技術結合,成為控制系統執行單元,向著精密、復雜、耐用、靈敏、高可靠性的方向發展;
在傳動方面:適合大中型汽車傳動的要求、工作更加可靠、操作更加方便、舒適且性能穩定、無泄漏;
在燃料、潤滑油傳輸方面:向著供給精確、穩定可靠、無泄漏、無污染的方向發展;
在元件加工制造方面:向著精度高、組合性強、工作靈敏、安全可靠、壽命長的方向發展。