汽车底盘构造与维修

第三篇汽车行驶系一、汽车行驶系的作用：（1）接受由发动机经传动系传来的转矩，并通过驱动轮与路面间的附着作用产生路面对驱动轮的牵引力，以保证汽车正常行驶。（2）传递并承受路面作用于车轮上的各向反力及其所形成的力矩。（3）应尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击，并衰减其振动，保证汽车行驶平顺性。（4）与汽车转向系协调地配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。轮式（主要介绍）半履带式全履带式车轮——履带式半履带式全履带式车轮——履带式二、汽车行驶系的结构形式：三、轮式汽车的行驶系的组成：1、车架：整车的基体。2、车桥：通过弹性元件与车架相连。3、车轮：车轮安装在车桥上4、悬架：车架通过弹性悬架支承在车桥上。除起连接、支承作用外，还有吸收振动，缓和冲击的作用。整体式车桥断开式车桥FtFb第十九章车架一、功用：支承联结汽车的各零部件，并承受来自内外的各种力及力矩。二、设计要求：1、固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。2、车架应具有足够的强度和适当的扭转刚度。3、质量尽可能轻。其质量应小于整车整备质量的10%4、车架应布置得离地面近些，使整车重心降低，有利于提高汽车行驶时的稳定性。三、分类：边梁式车架（应用最广泛）中梁式车架（脊梁式车架）综合式车架：边梁式车架＋中梁式车架边梁式车架中梁式车架综合式车架车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接。第一节边梁式车架两根纵梁：（用低合金钢板冲压而成）支承部件，承受弯矩和横向载荷。若干根横梁：（用钢板冲压成槽形）保证扭转刚度，承受纵向载荷，支承的主要部件。一、组成：(a)周边式车架(b)X形车架(C)等宽式车架1、边梁式车架的结构型式（用于高级轿车、客车）（用于轿车）（用于货车）(a)（提高车架的扭转刚度）（减少过渡区易形成的应力集中，提高车架的使用寿命。）（中部较平低，以降低汽车的重心，满足汽车行驶稳定性和乘客舒适性的要求）2.横梁结构型式横梁结构型式X型用于轿车、轻型汽车普通型=++前横梁元宝形以改善视野中横梁①前中梁上拱增加传动轴跳动空间②后中梁大宽度提高抗扭刚度后横梁K形使得强度增大横梁的具体结构形式根据它在车架上所处的位置确定。近代轿车车架的设计从保证汽车有良好的整车性能出发来考虑采用了边梁式车架。该车架的中部较平低，以降低汽车的重心，满足了高速轿车行驶稳定性和乘坐舒适的要求。由于车架位置的降低，车架前端做得较窄，以允许转向轮有较大的偏转角度。车架后端向上弯曲，保证了悬架变形时车轮的跳动空间。因此，轿车车架形状设计得比较复杂，但很实用。第二节中梁式车架（脊骨式车架）中梁式车架的优、缺点：示意图结构图前前前优点：有较好的抗扭转刚度和较大的前轮转向角，在结构上允许车轮有较大的跳动空间，便于装用独立悬架，从而提高了汽车的越野性；与同吨位的载货汽车相比，其车架轻，整车质量小，同时质心也较低，故行驶稳定性好；车架的强度和刚度较大；脊梁还能起封闭传动轴的防尘罩作用。缺点：制造工艺复杂，精度要求高，总成安装困难，维护修理不方便，故目前应用较少。车架只有一根位于中央的纵梁。断面可成管形或箱形。这种车架有较大的扭转刚度，并使车轮有较大的运动空间。但该结构工艺复杂，精度要求高，保养，修理不便，采用不多。赛车特种车前综合式车架桁架式车架平台式车架第三节综合式车架和承载式车身一、综合式车架和承载式车身的类型：1、综合式车架（复合式车架）：前部是边梁式，后部是中梁式。2、桁架式车架：车架由钢管组合焊接而成，兼起车架和车身的作用。3、平台式车架：以中梁式车架为基体，在脊骨车架两侧连接车身底板，车身通过螺栓与车架相联接。（轻型轿车）4、活动铰链连接型车架：后部车架与前部车架用活动铰链连接，后驱动桥总成安装在后车架上，半轴与驱动轮之间用万向节连接。（轿车）5、半车架：车身前部有一部分车架，发动机和前悬架安装在车架上（用于发动机前置，前驱动的轿车。）半车架（前）（后）活动铰链连接型车架6、承载式车身：部分轿车和一些大客车取消了车架，而以车身兼起车架的作用，即将所有部件固定在车身上，所有的力也由车身来承受。优点：减轻整车重量，可使地板高度降低，使上、下车方便。缺点：传动系悬架的振动和噪声会直接传入车内，因此，应采取隔声和防振措施。承载式车身第一节车桥一、车桥的功用：在车架与车轮间传递各方向的作用及力矩。二、车桥的分类：1、按悬架结构不同分为：整体式车桥——配用非独立悬架断开式车桥——配用独立悬架2、按车轮的作用分：转向桥驱动桥（前章已经讲过）转向驱动桥支持桥（挂车上的车桥属支持桥）本章主要讨论整体式转向桥和转向驱动桥。整体式车桥断开式车桥第二十章车桥和车轮前梁转向节轮毂2、整体式转向桥的结构及工作原理前梁、转向节、轮毂1、构造：三、转向桥：利用车桥中的转向节使车轮可以偏转一定角度，以实现汽车的转向。常称为前桥。主转向臂转向横拉杆横向导向杆纵向导向杆悬架总成（俯视图）3、断开式转向桥的结构特点：4、转向轮定位参数：当转向轮偶遇外力（如碰到石块等），车轮会出现左右摆动和上下跳动，使车轮着地轨迹弯曲。其后果严重影响汽车的行驶安全性，增加轮胎磨损，降低行驶系，转动系一些零部件的寿命。因此，要求转向轮应能经常保持稳定行驶。即要求转向车轮偶遇受外力作用或转向盘稍有转动而偏离直线行驶时，有自动回复到直线行驶的能力。或当车轮偏转一定角度后，在放松转向盘时有迅速回至直线行驶的能力。转向轮越稳定，汽车保持直线行驶的性能越好，操纵也越轻便。转向轮的稳定，主要与转向轮、主销、前轴之间的安装的相对位置有关。这些转向轮的定位参数有：主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角、前轮前束主销轴线在纵向垂直平面上的投影与垂线间的夹角称主销后倾角。转向主销装好后，上端略向后倾，主销轴线的延长线与路面交点a落在轮胎与路面的接触点b之前，当汽车行驶时，若偶遇外力而偏转，由于汽车本身的离心力p通过车轮对路面作用，在车轮与路面接触点b处，就引起路面对车轮作用一个向心反作用力y，由于y力不通过主销轴，形成了使车轮绕主销轴线旋转的力矩Y×L，在此力矩作用下，车轮回复原来的中间位置，保证汽车稳定直线行驶。作用：当汽车直线行驶，因偶受外力而发生偏离时，即能产生相应的稳定力矩，使汽车转向轮自动回正，保证汽车稳定直线行驶。结构保证：在前桥连同钢板弹簧一起装到车架上时，使前桥略微向后倾斜而成。（1）、主销后倾角（γ=2º～3º）现代高速汽车由于轮胎气压降低、弹性增加，而引起稳定力矩增大。因此，γ角可以减小到接近于零，甚至为负值。主销后倾角a主销主销偏移距c（2）主销内倾角（β=5º～8º）定义：主销轴线在横向垂直平面内的投影与垂线间的夹角。作用：1、使车轮转向后能自动回正，保证汽车直线行驶。2、使转向方便。3、C可使转向操纵轻便，省力。但c值过小，会使轮胎与路面之间的摩擦阻力增大，使转向变得沉重，加速轮胎磨损。所以,Ｃ＝４０～６０㎜。结构保证：使前梁两端的主销孔轴线上端向内倾斜而成，由结构保证，不需调整。（3）、前轮外倾角：（α＝１º）定义：通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂直之间的夹角。（4）、前轮前束：（A-B=8～12㎜）作用：使汽车满载时，车轮与路面接近垂直。车轮有了外倾角后，滚动时，就类似滚锥向外滚开，由于转向横拉杆及车桥的约束使车轮不向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边滑的现象，从而增加了轮胎的磨损。为了消除前轮外倾而增加轮胎磨损的不良后果。在安置车轮时，使车轮两轮前边缘距离B小于后边缘距离A，A-B之差称前轮前束。此外，前束也可用角度即前束角α来表示。结构保证：设计时使转向节轴颈的轴线与水平面成一角度。(俯视图)前轮前束B车轮有了外倾角后，在滚动时就类似于滚锥，从而导致两侧车轮向外滚开。由于转向横拉杆和车桥的约束使车轮不可能向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边滑的现象，从而增加了轮胎的磨损。前轮前束使汽车两前轮的中面不平行，这样可车轮在每一瞬时滚动方向接近于着正前方，从而在很大程度上减轻和消除了由于车轮外倾而产生的不良后果。前束对轮胎磨损的影响很大。轮胎磨损程度对前束十分敏感。不合理的前束值使轮胎在滚动时发生侧向滑拖，急剧磨损。过大的前束使轮胎边缘在侧向滑拖下呈锯齿形状。（5）、后轮的外倾和前束：后轮外倾角(负值)的作用：1、由于外倾角是负值，可增加车轮接地点的跨度，增加汽车的横向稳定性。2、负外倾角是用来抵消当汽车高速行驶且驱动力F较大时，车轮出现的负前束以减少轮胎的磨损。在有些发动机前置，前驱动的轿车上，后轮是从动轮。汽车的驱动力F通过纵臂作用于后轴上，如果车轮没有前束角，当汽车行驶时，在驱动力F作用下，后轴将产生一定弯曲，使车轮出现前转现象，会使轮胎出现偏磨损。四、转向驱动桥：主要用于轿车和全轮驱动的越野汽车上，前桥除作为转向桥外，还兼起驱动桥的作用。第二节车轮与轮胎支承整车；缓和由路面传来的冲击力，通过轮胎同路面间存在的附着作用来产生驱动力和制动力；汽车转弯行驶时产生平衡离心力的侧抗力，在保证汽车正常转向行驶的同时，通过车轮产生的自动回正力矩，使汽车保持直线行驶方向；承担越障提高通过性的作用。车轮与轮胎是汽车行驶系中的重要部件，其功用是：辐板式车轮辐条式车轮单式车轮双式车轮按轮辐的构造分：按车轴一端安装轮胎数分：挡圈轮辋辐板气门嘴伸出口轮辋衬块螺栓辐条1、车轮的类型：一、车轮：由轮毂、轮辋以及二者之间的连接部分组成。（1）、辐板式车轮由挡圈、辐板、轮辋、气门嘴孔组成。辐板大多是钢板冲压制成的，与轮辋焊接。轿车的辐板所用钢板较薄，常冲击成起伏多变的形状，以提高抗扭刚度。为保证高速行驶的平衡性，还加有平衡块。平衡块挡圈轮辋辐板气门嘴伸出口辐板式车轮轮辋衬块螺栓辐条辐条式车轮（2）、辐条式车轮：（减轻重量）铸造辐条：（与轮毂铸为一体，与轮辋用螺栓连接）钢丝辐条：价高，仅用于某些赛车及高级轿车。一般用于装载质量较大的重型车。（3）、载货汽车双式车轮：2、轮辋的类型：深槽轮辋平底轮辋对开式轮辋（1）深槽轮辋：结构简单，刚度大，质量较小。适用于轿车上小尺寸大弹性的轮胎。（2）平底轮辋：其一边的凸缘与轮辋制成一体，锁圈嵌入轮辋的环槽内以阻止挡圈的脱落。用于货车。（3）对开式轮辋：内外两部分组成，两者用螺栓联成一体，有的有挡圈有的无挡圈（用与轮辋制成一体的轮缘代替挡圈）。用于货车。常见的有：二件式挡圈此外还有半深槽轮辋、深槽宽轮辋、平底宽轮辋、全斜底轮辋等。四件式一件式四件式轮辋体轮辋的结构形式：圈座三件式五件式锁圈圈座密封环无内胎轮辋3、国产轮辋规格的表示方法：轮辋名义轮缘高度轮辋结构轮辋名义轮辋轮廓宽度代号（in)代号型式代号直径代号（in)类型代号（×：一件式。—：多件式）（或轮缘高度代号）（1）、轮辋轮辋轮廓类型及其代号DCWDCSDCFBWFBTBDT（2）、轮辋轮缘高度代号(mm)BCDEFJJ……13.815.8817.4519.8122.2334.54（3）、国产轮辋的规格代号例：4.50E×16（DC）15—5.50F（SDC）数值字母×或--数值字母深槽深槽宽半深槽平底平底宽全斜底对开式（新设计轮胎）DCWDCSDCFBWFBTBDT二、轮胎：1、轮胎的作用：（1）与汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，并衰减由此而产生的振动，以保证汽车有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性。（2）保证车轮和路面有良好的附着性，以提高汽车的牵引性、制动性和通过性。（3）承受汽车的重力，并传递其它方向的力和力矩。因此，轮胎必须有适宜的弹性和承受载荷的能力。同时，在其与路面直接接触的胎面部分，应具有以增强附着作用的花纹。胎面2、轮胎的组成胎冠胎肩胎侧胎内圈胎面缓冲层（带束层）帘布层胎圈垫带内胎外胎（1）按组成结构不同分：（2）按胎内气压大小分：有内胎轮胎无内胎轮胎3、轮胎的分类：有内胎轮胎无内胎轮胎高气压胎0.5～0.7Mpa低气压胎0.15～0.45Mpa超低压胎0.15Mpa以下普通斜交胎：帘布层帘线与子午断面达到交角为52º~54º子午线胎：帘布层帘线与子午断面达到交角为0º（3）、按