第六讲 汽车行驶系统

第十二章汽车行驶系统一汽车行驶系统概述1、汽车行驶系统的功用。2、汽车行驶系统的组成和结构类型。主要内容汽车行驶系统的功用接受由发动机经传动系统传来的转矩，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；支承全车，传递并承受路面作用于车轮上各反力及其形成的力矩；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；与转向系统协调配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。轮式汽车行驶系统半履带式和履带式汽车车轮履带式汽车二车架主要内容了解车架的功用。了解车架的类型及其各自的结构特点，并分析它们的优缺点。车架的功用与结构类型车架的功用是支承联接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。性能要求：1、足够的强度和适当的刚度；2、车架质量轻；3、降低车架高度，使车重心下降，有利于行驶稳定性；4、结构形式应能满足汽车总布置的需要。车架的结构类型有：1、边梁式车架；2、中梁式车架（又称脊骨式车架）；3、综合式车架1、边梁式车架边梁式车架是由位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接和焊接将纵梁和横梁连接成坚固的刚性构架。横梁不仅用来保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷，而且还可以支承汽车上的主要部件。结构特点便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其他总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。应此，它被广泛应用在载货汽车和大多数的特种车上。纵梁断面通常为槽型、Z字型或箱型。横梁一般为槽型，为了增加车架的抗扭强度，也有管型或箱型断面的。2、中梁式车架（又称脊骨式车架）中梁式车架是只要一根位于中央贯穿前后的纵梁，其断面一般为管型或箱型。这种结构有较大的抗扭刚度，且车轮有较大的运动空间，一般用在货车或某些轿车上。优点：1、车轮有较大的运动空间，便于采用独立悬架，从而可提高汽车的越野性；2、与同吨位货车相比，其车架较轻，减少自重；3、重心低，行驶稳定；4、车架刚度和强度较大；5、脊梁还能起封闭传动轴的防尘套的作用。缺点：车架制造工艺复杂，精度高，维护维修不便。3、综合式车架和承载式车身综合式车架前部是边梁式，后部是中梁式，它结合了两种车架的特点。它主要用于赛车、特种汽车或少数轿车上。优点：减轻自重；可以使地板高度减低，便于上下车。缺点：传动系和悬架的振动与噪声会直接传入车内，为此，应采取隔音和防震措施。3、综合式车架和承载式车身承载式车身部分轿车或大型客车上取消了车架，而以承载式车身兼代车架作用，及将所有部件固定在车身上，所有的力也有车身承受。如桑塔纳、捷达和红旗均属此结构。复习思考题1、试述汽车轮式行驶系的组成及其主要功用？2、汽车车架应满足那些要求？3、何谓边梁式车架、中梁式车架和综合式车架，其结构特点是什么？4、什么是变速驱动桥？独立式驱动桥？5、汽车车桥主要分类类型有哪些？6、什么是全浮式半轴？半浮式半轴？如何区分？7、什么是承载式车身？一般哪类车上采用？8、托森式差速器的工作原理？9、托森式差速器的防滑功能在什么时候起作用？原理？托森式差速器一般应用做什么差速器？不适合做什么差速器？10、桥壳的功用？从结构上主要有哪两种类型？三桥和车轮主要内容车桥的功用、分类以及各自的结构。转向轮定位参数的确定。车轮与轮胎。车桥（车轴）通过悬架与车架相连，两端安装车轮。作用:传递车架与车轮之间各方向的作用力及其力矩。分类根据悬架结构分：根据车轮的作用分：整体式车桥（非断开式车桥）转向桥断开式车桥驱动桥转向驱动桥支持桥断开式车桥整体式车桥整体式车桥与断开式车桥根据车轮是驱动轮还是从动轮分：驱动桥从动桥转向桥安装转向轮的车桥叫转向桥，现代汽车一般都是前桥为转向桥，极少为后桥的。其功用是利用转向节的摆动使车轮便转一定角度以实现汽车的转向，且承受一定的载荷。性能要求：强度、刚度大；定位角、转向角正确；质量小。结构：主销固定在前梁拳部；转向节绕主销转动；车轮轮毂支承在转向节轴颈上。转向节(SteeringKnuckle)前梁(FrontAxle)主销(KingPin)制动底板(BrakePlank)制动鼓(BrakeDrum)轮毂(WheelHub)轮辋(WheelRim)轮胎(Tire)轮毂轴承(WheelBearing)转向桥结构示意图转向轮定位参数功用：保证汽车稳定的直线行驶，且能自动回正转向轻便，行驶稳定，减少轮胎和机件的磨损。转向轮定位参数的确定1、主销后倾角：车轮在自由转动时，是左右摆动的扭转，不利于直线行驶。合适的主销后倾角有一回正力矩，自动回正，可保证平稳行驶。如果不能回正，则可能是主销后倾角变化或主销磨损。在有独立悬架系统上没有主销，但仍有主销后倾角，是有上下球头形成一虚拟的主销确定。一般主销后倾角不超过2~3度，现代高速汽车有时还为0或负值。（在纵平面）前轮定位WheelAlignment2、主销内倾角：车轮内倾，作用是使驾驶员转向轻便，减少轮胎的磨损，自动回正。主销内倾角β一般不超过8度，它是设计中保证，由机加工实现的。（在横平面）3、前轮外倾角：当车空载时车轮的安装正好垂直地面，则满载时，车桥将因变形，而出现车轮内倾。这样将加速车胎的磨损。应此，应预先在转向节设计中确定，设计时使转向节轴颈的轴线与水平面成一定角度，一般取1度左右。保证当车空载时，轮胎外缘与地面接触，而载货时车轮垂直路面，使轮胎能够均匀磨损。前轮有了外倾角后，在滚动时，就类似于滚锥，从而导致两侧车轮向外滚开，加剧轮胎磨损。由于转向横拉杆和车桥的约束使车轮不可能向外滚开，车轮将在地面上边滚边滑，从而加剧轮胎磨损。在安装轮胎时，使汽车两前轮的中心面不平行，两轮前边缘距离B小于后边缘距离A，A-B之差即为前轮前束。前轮前束可改变横拉杆的长度来调整。一般0~12mm，它可以保证汽车直线行驶的稳定性并减轻和消除由于前轮外倾产生不良后果。如前轮前束值不对，则车轮磨损呈齿形状，且行驶中发抖和摆动。4、前轮前束：5、后轮的外倾角和前束：多用于发动机前置前轮驱动的车上。汽车的驱动力F通过纵臂作用于后轴上，如果后轮没前束角，当汽车行驶时，在驱动力作用下，后轴将产生一定弯曲，使车轮出现前张现象，而预先设置的前束角就是用来抵消这一前张。后轮外倾角的作用：1、由于后轮的外倾角是负值（个别也有正值），可增加车轮接地点的跨度，增加汽车的横向稳定性；2、负后轮的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（前张），以减少轮胎的磨损。一般后轮外倾角和前束均不可调整。转向驱动桥在许多轿车或越野车采用发动机前置前轮驱动的，前桥为转向桥又兼作驱动桥，因此称转向驱动桥，另外它一般与独立悬架配合使用，使其前轮内侧空间较大，便于布置。因此转向驱动桥既有转向桥的特点，又具有驱动桥的特点。同一般驱动桥一样它包括主减速器和差速器，但由于转向时车轮需要绕主销偏转一定角度，因此它与转向轮相连的半轴必须分为内外两段（内半轴和外半轴），其间用万向节连接，同时主销也因而制成上下两段。转向节轴颈部分做成中空的，以便外半轴穿过其间。支持桥转向桥和支持桥均为从动桥，发动机前置前驱，后桥为支持桥；三轴车桥，一般将后桥设为支持桥；挂车的车桥也属支持桥；发动机前置后轮驱动，前桥为支持桥。车轮和轮胎车轮和轮胎的功用：1、支承整车；2、缓和由路面传来的冲击力；3、通过轮胎同路面间的附着作用来产生驱动力和制动力；4、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的同时，通过车轮产生的自动回正力矩，使车保持直线行驶方向；5、承担越障提高通过性的作用。车轮通常由轮辋和轮辐组成，轮辋是在车轮上安装和支承轮胎的部件，轮辐是在车轮上介于车轴和轮辋间的支承部件。它的类型有辐板式和辐条式两种，还分单式和双式车轮，还有开式、可反装式、组转轮辋(wang)和可调式车轮。在双式车轮上同一轮毂安了两套轮辋和轮辐，为了便于互换，辐板的螺栓孔两端面都做成锥形。为了防止螺母在使用中自行松动采用两侧锁紧螺杆及螺母的螺纹不同旋向，一般左侧左旋，右侧右旋螺纹，还有采用双螺母，螺母1(带外螺纹）套在螺杆上，而螺母6套在螺母1上起锁紧作用，但大多采用单螺母的固定形式，由于采用了球面弹簧垫圈，可防止螺母自行松动，并且左右都采用右旋螺纹即可，可减少零件的品种。双式车轮轮辋型式：轮辋轮廓类型：深槽、深槽宽、半深槽、平底、平底宽.全斜底、对开式。轮辋结构型式：一件式、二件式、……五件式。轮胎轮胎是安在轮辋上，直接与路面接触，轮胎必须有适宜的弹性和承受载荷的能力。功用：1、和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、保证车轮和路面间有良好的附着性，以提高汽车的牵引性、转向性、制动性和通过性。3、承受汽车的重力，并传递其他方向的力矩和力。外胎构造：帘布层：外胎的骨架。材料。层级。缓冲层：缓冲。以防止胎面与帘布层脱落。胎面：分为胎冠、胎肩、胎侧等部分，胎冠上有花纹，以提高附着力。胎圈：使轮胎牢固地装在轮辋上。胎面花纹普通斜交胎子午线胎有内胎无内胎实心轮胎充气轮胎活胎面轮胎内胎帘布层胎肩缓冲层垫带外胎构造胎冠胎侧活胎面轮胎胎冠胎侧胎圈胎肩胎面结构分类：按胎内的充气压力大小分为高压胎（0.5～0.7MP)、低压胎(0.15~0.45MP）和超低压胎(0.15以下）三种。目前大多货车和轿车都采用低压胎，因其弹性好，断面宽，与道路接触面大，壁薄而散热好，这可提高行驶的平顺性、转弯操作的稳定性，并且道路和轮胎的使用寿命也可延长。子午线胎的特点：接地面积大，附着性好；单位压力小，寿命长，行驶时变形小，滚动阻力小，油耗低。有坚硬的带束层，不易刺穿，。帘布层数少，胎侧较薄，散热性好，。径向弹性大，缓冲性好，承载能力大。胎侧较薄，胎侧易裂侧向变形大，横向稳定性差；制造技术要求高；成本高.子午线胎斜交胎侧向力侧向力轮胎在侧向力下的变形普通斜交胎帘布层带束层子午断面子午线轮胎帘布层普通斜交胎：帘布层的胎冠角50°～55°。子午线胎：帘布层线的胎冠角0°～10°(与子午线接近)。子午线胎有一带束层，其帘线胎冠角70°～75°。特种汽车轮胎沙滩汽车轮胎的使用选择原则轮胎使用一般为8~10万公里，3~5年，不能用冷水冷却降温轮胎，已修补的轮胎不能作驱动轮。爆胎的原因：车速长时间高速运转；地面温度过高；胎面磨损；胎侧破损；气压过高。不同轮辋直径轮胎的最高行驶速度轮胎结构速度级别不同轮辋名义直径的轮胎最高行驶速度（km/h)1012=13斜交子午线PQ120135135145150160子午线子午线SH150165195180210不正常磨损的形式轮胎合理使用的目的在于防止不正常的磨损和损坏，延长轮胎使用寿命，同时保持轮胎良好的技术状况，以利于行车安全降低燃油消耗。1、保持气压正常轮胎气压太低时，因轮胎变形大于产生热量，会使帘线折断、脱层并加速橡胶老化，同时因胎面接地面积增大，磨损加剧，滚动阻力增大，燃料消耗量增加；轮胎气压过高时，则因接地面积小，单位压力增大，会加剧胎冠磨损并容易爆胎。因此轮胎应按规定的气压标准充气。轮胎的使用2、防止轮胎超载超载行驶时，胎面帘线所受压力增大，易造成帘线折断松散、脱层，当受到冲击载荷时，会引起爆胎，同时因胎面接地面积增大，胎肩磨损加剧。试验表明：在转弯和不平路面行驶时，轮胎负荷超过20%,行驶里程缩短35%；轮胎负荷超过50%,行驶里程缩短59%；轮胎负荷超过一倍，行驶里程缩短80%以上。因此，必须按标定的载货（客）量装货或客，以防止超载。轮胎的使用3、轮辋配套不同型号规格的轮辋，即使直径相同，轮辋宽度和凸缘高度往往也不相同，因此轮胎规格应规定型号规格的轮辋相配套。4、搭配合理同一车轴上应装用同一规格、层级和花纹的轮胎，尤其是子午线胎和斜交胎不得混用在同一车或车轴上。同一车上的轮胎花纹应尽量一致。装用成色不同的旧胎时，应使胎面磨损程度相近，直径较大的轮胎装于后外轮。注意：翻新胎不得用于转向轮。轮胎的使用5、轮胎换位