汽车底盘知识

汽车底盘知识一.汽车的悬挂汽车的避震指的是什么，不清楚哪种是最好的，哪种是落后的。大卡车上为什么使用钢板弹簧来作为避震？另外，还有人将避震叫悬挂或悬架的，到底应怎么叫？避震、悬挂和悬架的意思都一样，都是指车轮与车身之间的连接物，避震是通俗叫法，而悬挂和悬架均是“学名”。所谓悬挂就是把车身和车轮弹性地连接起来的机构，其功能除了传递作用力以外，就是缓冲在不平路面行驶时车轮传给车身的冲击和振动，保证汽车正常行驶。生活中的悬挂其实也常见，如自行车座子下面的弹簧、三轮板车上的“钢弓子”，都是悬挂。汽车上的悬挂结构大体可分为两种：一种是左、右车轮用一根刚性轴连起来并与车身相连的叫非独立悬挂。大卡车使用的钢板弹簧避震就是非独立悬挂。它具有结构简单、强度高、稳定性好、容易制造、维修方便、轮胎磨损小和价格低廉等优点。其缺点是汽车在高速或在不平路面行驶时，颠簸厉害，使人感到不舒服。另一种是左、右车轮不连在一根轴上，而是单独通过悬挂与车身连接的叫独立悬挂。为什么轿车的舒适性较大卡车好呢？因为这些车采用了独立悬挂，这种悬挂的结构是用轻便的杠杆、摆臂代替了整体车轴，当一侧车轮驶入凹凸不平路面时，不会牵动另一侧车轮而引起冲击振动，这就提高了乘座舒适性。但采用独立悬挂后也相应使结构复杂，产品价格上升。独立悬挂结构型式也有多种，常见的有：螺旋弹簧双横臂独立悬挂、扭杆式独立悬挂、滑柱摆臂式独立悬挂和麦弗逊式独立悬挂等。现在几乎所有轿车的前轮都采用独立悬挂，后轮虽然比前轮采用独立悬挂的要少，但中、高级轿车一般都是四轮独立悬挂。雪铁龙有一种液压悬挂，它是用一个液压筒代替一组弹簧和减震器。液压筒根据中央控制器的指令来调整自身的工作情况。而中央控制器是按车身上的传感器所收集的资料信息计算后发出指令的。这些信息资料包括车速、车身侧偏程度、方向盘及油门位置等。液压悬挂现在几乎成了雪铁龙的“独门”技术，自然也成了雪铁龙的最大个性之一，现在几乎所有雪铁龙汽车都使用液压悬挂。此外还有一种悬挂就是空气悬挂。它是在夹有帘线的橡胶囊内充入压缩空气组成。除具有减振功能和导向机构外还设有车身高度调节装置。空气悬挂虽然储能量大，但因结构复杂、维修麻烦以及轮廓尺寸大不易布置等缺点，目前多用于大客车和无轨电车上。至于哪种悬挂最好，其实这是一个很复杂的问题，每种悬挂各有利弊。如果想提高舒适性而采用较软的悬挂，那么就会影响汽车行驶时的稳定性，尤其是在转弯时侧倾会加大，加速和刹车时会“前仰后合”；反之，为了避免上述不利因素，增加悬挂的刚性，则必然要降低汽车的舒适性。如何调整它们之间的关系，有时竟是进退两难，只能根据汽车的用途、车型来确定。因此，只能说最适合的悬挂就是最好的悬挂。二.汽车悬挂系统相关知识介绍汽车悬挂系统与操纵性能之间有着密切的关系。理想的悬挂不仅能使车随路面起伏而上下运动，并能借此使整个车身在前进过程中尽量保持水平，而且还能随车速、路况、运动方式的变化做出适当、灵敏的反应；同时，它还能使轮胎与路面随时贴合，并使车轮保持适当的角度，从而使汽车的动力性能、制动性能以及转向性能得以充分体现。汽车的车速越快，对操纵性能要求也就越高。因此，现代汽车的悬挂系统越来越受到业内人士的重视。悬挂系统的功能悬挂系统作用是将车轮所受的各种力和力矩传递给车架和车身，并能吸收、缓和路面传来的振动和冲击，减少驾驶室内噪声，增加乘员的舒适性，以及保持汽车良好的操作性和平稳的行驶性。另外，悬挂系统能配合汽车的运动产生适当的反应，当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时，能提供足够的安全性，保证操纵不失控。车轮定位是悬挂系统中重要的一环。正确的车轮定位，不仅能减少轮胎的磨损，延长零部件使用寿命，还能确保汽车直线行驶的稳定性。因此，悬挂系统除使车轮与地面完全贴合外，还必须保证车轮的定位，从而使汽车操纵性能得以完全发挥。悬挂系统的类型不同的悬挂系统对汽车的操纵性能产生不同的影响。一般悬挂系统有两种型式：(1)非独立悬挂这种悬挂以刚性梁横贯车体下方，其结构简单、工作可靠，但舒适性差、结构不紧凑，在现代汽车中往往只用于后轮。(2)独立悬挂这种悬挂中，车轮是以独立的连杆机构来控制，可以单独随路况变化运动而不影响整个车身，增加引行驶的平顺性、安全性。前轮采用独立式悬挂，可以使发动机的位置降低和前移，整车重心得以下降，提高了汽车的行驶稳定性。另外，独立式悬挂中广泛采用较软的螺旋弹簧来做缓冲元件，所以乘驾舒适性也比较好。因此，独立式悬挂被广泛应用在现代汽车上。独立悬架虽然优点很多，但由于车轮外倾角与轮距变化较大，轮胎磨损较严重，而非独立悬挂在行驶中始终保持贴地状态，轮胎的附着刀较强，磨损较均匀，而且成本也远远低于独立悬挂，因此许多车辆上仍还保持这种结构。优秀悬挂系统可提高操纵性能汽车在行驶中，随着路况和车速的变化，车身会发生不同程度侧倾斜，如转弯时侧倾、制动时车尾上扬等。好的悬挂系统能够使车身发生倾斜的幅度减小，增大轮胎的附着力，从而增强汽车的操纵性能。但是实践证明，比较硬的悬挂系统对车身倾斜的控制较佳，但也因为如此，在乘坐舒适方面就有所欠缺。正所谓鱼和熊掌不可兼得，许多看上去非常气派的高级跑车，坐上去反不如一些中高档轿车舒适。为了使这二者之间能够相容，现代一些高级轿车上采用了主动悬挂设计。这种悬挂系统能够根据路况及车身的变化，自动调节悬挂的高度、弹性及硬度，使整个车身不论在何种状况下，能始终平稳地高速前进，提高了汽车行驶平顺性；而且，主动悬挂还能提高汽车的抗侧倾、抗纵倾的能力，大大加强了汽车的操纵性能。悬挂系统还有待于开发轮胎的附着力越强，汽车才更容易操纵；对于驾乘者，安全性也越好。以现在的悬挂系统来说，要提高轮胎附着力，只能从悬挂结构本身及轮胎来着手。只不过这样一来，乘坐舒适性将大打折扣。采用主动悬挂也是一个解决办法，但主动悬挂结构复杂，成本高，技术上还不是很完善，普及率也不是很高。因此，既要使汽车的操纵性能更加提高，又要使乘坐更为舒适，这还有待于更新的悬挂系统开发。三.汽车自动变速器的类型及其分析比较1汽车自动变速器(AT)的主要类型及目前的使用情况AT有以下几种形式：(1)液力机械AT—HMT(HydrodynamicMechanicalTransmission)广泛应用于轿车、公共汽车、重型车辆、商用车和工程车辆上，它是目前AT的主流。(2)机械式AT—AMT(AutomatedMechanicalTransmission)在通常机械式变速器基础上加上微机控制电液伺服操纵自动换档机构组成，目前它应用于部分低档轿车上和局部卡车和商用车上。(3)无级式AT—CVT(ContinuouslyVariableTransmission)有以下几种形式：●机械式：有不少形式，目前主要的是推块金属V型带式传动，在轿车上已开始批量试用。●液压传动式(HSThydrostatictransmission)：在工程车辆和农业机械上已应用。虽本田公司最近开发了泵和马达制成一体的液压和机械双流传动的AT，用于微型多功能车上，但存在转速限制、效率、噪声、重量和尺寸等问题，在汽车上基本没有应用。●电力式：用于电动汽车(EVelectricvehicle)。下面对HMT、AMT和CVT3种AT的结构特点和性能特点加以说明，并进行分析对比。2AMT的结构和性能特点分析AMT是在普通人工换档机械式变速器基础上加上替代人工换档的电子控制操纵机构组成，此自动换档机构有人称为换档机械手。AMT是在普通机械变速器上进行改造而成的，仅改变其中手动换挡操纵部分，生产制造继承性好，改造投入费用少，技术难度似乎不大，可以先局部自动化。例如：先离合器自动操纵、局部档位间实现自动操纵等，然后再实现全面自动化。这对资金缺乏、制造能力低、技术力量薄弱的我国汽车工业来说，具有一定的吸引力。已有几家国内单位进行了研究开发，取得了可喜的成绩。AMT保留原来的机械变速器，因此其传动性能基本上和机械变速器相同。除了齿轮传动外，主要特点是具有以下两大机构：起步装置，带扭矩减振器的主离合器；换档装置，带同步器的换档啮合套。这种纯机械传动，具有传动效率高，结构简单等优点，但是换档过程不可避免存在动力中断。只有一个结合元件脱开后，另一个结合元件才能结合的缺点，不能实现换档过程结合元件转换时的搭接控制。因此起步和换档必然不够平稳和冲击较大。同时机械传动很难阻隔发动机扭矩不均匀引起的震动。AMT车振动和噪声较大，乘坐舒适性差，对高级豪华车不太合适。实际上，要搞高水平微机控制自动换档机构在技术上是很难的，除了需高水平的电液比例控制技术外，还要满足驾驶员的驾驶愿望和适应各种行驶工况来进行换档，另外换档过程是复杂的综合操纵过程，除了要操纵主离合器和变速器外，还涉及到发动机油门和制动操纵。从目前来看AMT还比较难达到这个水平，而且这套换档机械手系统的制造成本是不低的，AMT与HMT相比没有价格优势。另外AMT自动换档机构需要动力，因此或多或少也得降低传动效率。基于以上分析，我们认为AMT适用于商用车和卡车，这些车档位较多，采用HMT困难，需要自动操纵，减轻驾驶员劳动，而且换档过程动力切断影响不大，对乘坐舒适性要求也不高。AMT也可用于低档轿车上，且不一定搞全自动，搞局部自动操纵和换档也可以，解决人工换档机械变速器起步换档操纵复杂、劳动强度大的问题，作为简化驾驶操纵的具体技术措施。3HMT的结构和性能特点分析HMT是由液力变矩器和液压操纵换档变速器组成。HMT和AMT对比主要差异是：3．1起步装置以液力变矩器代替主离合器变矩器传递扭矩与泵轮转速成平方关系，在发动机低转速时传递力矩小，它解决了内燃机不能有载启动问题，具有不需操纵，只需加油门就能自动起步的功能。通过长期使用证明液力变矩器对汽车来说是一个有效的部件，它具有以下优点：●自动变矩，起步时扭矩自动增加，提高起步性能，行驶时能自动适应外界阻力的变化。扭矩和牵引力随油门踏板变化很容易操纵调节，特别是低速起动或爬坡时，使得驾驶容易方便。●起步加速和换档平稳，降低传动系统动载荷，延长传动系统寿命。●阻隔发动机扭矩不均匀性引起的振动，降低噪声，提高乘坐舒适性给人以驾驶平稳高级的感觉。●防止发动机因过载而突然熄火，提高车辆的通过性。变矩器主要缺点是传动效率低，增加油耗。在变矩器应用的初期，人们存在着一种错误认识，认为变矩器能起自动变矩作用，因此最初的HMT变矩器的失速比很大，变矩主要靠变矩器来实现，而变速器是辅助的，因此档位很少，最初只有两档，后来才逐渐明白，要靠变矩器提高变矩比，必然会导致变矩器油耗增大，是行不通的。HMT适应外界阻力的变化变速变矩主要还得依靠变速器。因此HMT的变速器档位数在不断增加，从2档发展到3、4档，目前高档轿车采用5档，并有可能发展到6档。而变矩器的失速变矩比降低到2以下，以提高其最高效率。同时对变矩器的作用也有了进一步的明确，它仅在起步加速和换档过程中起有效作用，在稳定行驶时不起什么作用，反而使油耗增加。因此采用闭锁离合器，将变矩器闭锁成机械传动，以提高效率。刚开始采用闭锁离合器，其闭锁区域仅限于高档位、高车速和低油门较狭窄的区域。因为在低档区域变矩器闭锁后，发动机转矩不均匀产生的振动没有经过液力传动减振直接传给机械传动系，会产生振动和噪音，影响乘坐的舒适性。为了解决燃油经济性和驾驶平稳性之间的矛盾，使得闭锁区域向低速档、低车速和大油门开度领域扩展。最近在轿车上大多采用了闭锁离合器微小打滑控制，使得油耗稍有增加，但驾驶平稳性大大改善。从上面分析可知在汽车上使用液力变矩器已经日趋成熟，尽量解决其传动效率低的缺点，发挥其传动平稳、自动增扭的优点。在变矩器的设计上采用了先进的三维叶栅理论，对循环园形状、各叶轮的叶片和形状进行优化设计，合理确定变矩器力矩系数，使变矩器和发动机匹配优化，改善其共同工作的经济性和动力性。从制造角度来看，变矩器制造不算复杂，成本不高，从使用角度看，变矩器工作可靠，使用寿命长。换档机构采用液压操纵摩擦结合元件。与带同步器啮合套换档相比，换档过程无明显动力中断，可以通过控制在分离的结合元件的油压释放和在结