汽车行驶系PPT演示课件

第3篇汽车行驶系1第一节概述2一、行驶系的分类、组成和功用汽车行驶系一般有轮式、履带式、车轮一履带式等几种。绝大多数的汽车经常在比较坚实的道路上行驶，其行驶系中直接与路面接触的部分是车轮，因此称之为轮式行驶系。34有的汽车行驶系中直接与路面接触部分是履带，则称之为履带式。全履带式汽车5半履带式汽车行驶系统履带可以减少汽车对地面的比压，控制汽车下陷，履刺还能加强履带与土壤间的相互作用，增加汽车的附着力，提高通过性，主要用于在雪地或沼泽地带行驶的汽车。6车轮履带式前后桥即可装车轮，也可装履带，称为车轮履带式。7轮式行驶系一般由车架、车桥、车轮和悬架等四部分组成，前、后车轮分别安装在前后车桥上，车桥又通过前、后悬架与车架相连接，车架是整个汽车的装配基体，这样，行驶系就联结成一个整体，构成汽车的装配基础。8行驶系的主要作用：1.将传动系传来的转矩转化为汽车行驶的驱动力；2.将汽车构成一个整体；3.支承汽车的总重量；4.承受并传递路面作用于车轮上的力和力矩；减小振动、缓和冲击，保证汽车平顺行驶；与转向系配合，以正确控制汽车的行驶方向。9二、行驶系的受力分析汽车行驶系支承汽车的总重量Ga及其在前后轮上引起的垂直反力Z1和Z2。即路面对汽车总重量的支撑反力。当驱动桥中的半轴将扭矩Mt传到驱动轮上时，通过轮胎与路面的附着作用，产生路面作用于驱动轮边缘上的向前的纵向反力——驱动力Ft。在等速行驶情况下，10驱动力的一部分用以克服驱动轮本身所承受的滚动阻力，其余大部分则依次经驱动桥的桥壳后悬架传到车架，用来克服汽车上的空气阻力和上坡阻力，还有一部分驱动力再由车架经前悬梁传到从动桥、作用在自由支承在从动桥两端转向节上的从动轮的中心，使从动轮克服滚动阻力向前滚动。于是整个汽车便向前运动。由于驱动力是作用在驱动轮边缘上的，此力对车轮中心产生的反力矩力图使驱动桥壳旋转，从而使得车架连同整个汽车前部都有向上抬起的趋势。具体表现为前轮上的垂直载荷减小，后轮上的垂直载荷增大。同理，汽车制动时产生的制动力，由车轮经车桥和悬架传给车架，迫使汽车减速或停车。由此力形成的反力矩传到车架后，也有使汽军后部向上抬起的趋势，其结果使后轮上的垂直载荷减小，前轮上的垂直载荷增大。11汽车在弯道上或横向坡上行驶时，车轮与路面之间产生侧向力，此力也是由行驶系传递和承受的。1213第二节车架14一、车架的作用汽车车架俗称大梁，它是跨接在前后车桥上的桥梁式结构，是整个汽车的基础，其上装有发动机、变速器、传动轴、前后桥和车身等总成和部件。车架的作用是使各总成固定在它的上面，使之保持正确的相对位置，并承受和传递力和力矩。15汽车静止时，车架承受着垂直载荷。汽车行驶时，车架会受到比静止载荷大3～4倍或更大的弯曲应力，若路面不平，还将受到扭矩的作用。因此，要求车架强度高、刚度合适；结构简单、重量轻，同时应尽可能降低汽车的重心和获得较大的前轮转向角，以保证汽车行使的稳定性和转向的灵活性。16二、车架的型式和构造目前汽车车架的结构型式基本上可分成边梁式、中梁式、综合式和无梁式车架。171.边梁式车架边梁式车架由左、右两根纵梁和若干根横梁组成,并通过铆钉或焊接将纵梁和横梁连接成坚固的刚性构架，被广泛应用在货车和特种汽车上。18纵梁用低碳合金钢板冲压而成，常见的纵梁断面形状多为槽形，也有做成工字形或箱形断面，横梁用来连接左、石两个纵梁，保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷，而且还可支承发动机、散热器等主要部件，通常货车约有5-8根横梁。19边梁式车架根据汽车总体结构布置的需要，可制成前宽后窄，前窄后宽，前后等宽等形式（见图2－4）。载重汽车大多采用前后等宽式，这是为了简化制造工艺，避免纵梁宽度转折处应力集中，提高车架的使用寿命。20212.中梁式车架中梁式车架又称脊梁式车架，它是由一根贯穿汽车纵向的中央纵梁和若干根横向悬伸托架构成。22中梁式车架的结构特点是中梁的断面可做成管形或箱形，中梁式车架有较大的扭转刚度并使车轮有较大的运动空间，便于采用独立悬架，车架较轻，减小了整车重量，重心也较低，行驶稳定性好。但这种车架制造工艺复杂，精度要求高，总成安装比较困难，维修也不方便，故目前应用不多。233.综台式车架综合式车架是由边梁式和中梁式车架结合而成的，如图2－6所示。车架前段或后段近似边梁结构，便于分别安装发动机或驱动桥，传动轴从中梁中间穿过，这种结构制造工艺复杂，目前应用也不多。24254.无梁式车架无梁式车架是以车身兼代车架，所有的总成和零部件都安装在车身上，作用于车身的各种力和力矩均由车身承受。所以这种车身也称为承载式车身。上海桑塔纳轿车、一汽奥迪100型轿车均采用承载式车身。262728第三节车桥29一、车桥的作用与分类车桥两端安装车轮，它通过悬架与车架相连。当汽车行驶时，车轮受到的滚动阻力、驱动力、制动力和侧向力及其弯矩和扭矩均通过车桥传递给悬架和车架，同时，车架上的载荷也通过车桥传递给车轮。故车桥的作用是安装车轮，传递车架与车轮之间的各个方向的作用力及其产生的弯矩和扭矩。30车桥根据悬架结构型式分为非断开式和断开式两种。根据车桥作用可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种类型。非断开式与非独立悬架配合使用；断开式与独立悬架配合使用。转向桥和支持桥都属于从动桥，一般货车前桥多为转向桥，后桥或中、后两桥为驱动桥，越野汽车的前桥为转向驱动桥，挂车的车桥为支持桥。31二、转向桥功用：①通过转向节使车轮可以偏转一定角度以实现汽车的转向；②承受一定的载荷。③应具有正确的定位角度与合适的转向角；性能要求：强度、刚度大；定位角、转向角正确；质量小。组成：前轴、转向节、主销、轮毂32转向桥结构：制动鼓转向节车轴主销轮毂333.转向桥的主要零部件（1）前轴前轴是由钢材锻造而成，一般采用工字形断面，两端略成方形，前轴中部向下凹，两端向上翘起呈拳形，其中有通孔，主销插入孔内可将前轴与转向节铰接。前轴上平面有两处用以支承钢板弹簧的加宽面，其上钻有安装U形螺栓的通孔和钢板弹簧定位坑。34（2）转向节转向节是由上、下两叉和支承轮毂的轴构成，两叉制有安装主销的同轴孔，孔内压入青铜套或尼龙衬套，在衬套上开有润滑油槽。转向节轴上有两道轴颈，内大外小，用来安装内外轮毂轴承。靠近两叉根部有呈方形的凸缘，其上的通孔用来固定制动底板。在转向节的上叉上有一个带键槽的锥孔，用以安装转向节臂。3536（3）主销主销的作用是铰接前轴与转向节，使转向节绕着主销摆动以实现车轮转向。常见的主销型式有实心圆柱形，空心圆柱形，圆锥形和阶梯形四种，主销中部一般都切有四槽，通过带螺纹的楔形销将主销固定在前轴拳部孔内，使之不能转动。37（4）轮毂轮毂用于连接制动鼓，轮盘和半轴凸缘，它通过内外两个圆锥滚柱轴承装在转向节轴颈上。轴承的松紧度可通过调整螺母加以调整，调整后用锁紧垫圈锁紧。在轮毂外端装有端盖，以防止泥水和尘土浸入；内侧装有油封、挡油盘，以防止润滑油进入制动器。38三、转向驱动桥能够实现车轮转向和驱动两种功能的车桥，一般应用于全轮驱动的越野汽车上。它具有一般驱动桥所具有的主减速器、差速器和半轴，也具有一般转向桥所具有的转向节、主销和轮毂等。3940由于转向的需要，半轴被分成两段，即：内半轴（与差速器相连）和外半轴（与轮毂相连），二者用等角速万向节连接起来。同时主销也因此分成上、下两段，分别固定在万向节的球形支座上，转向节轴颈部分做成空心的，外半轴从中穿过。转向节的连接叉是球状壳体，既能满足转向的需要，又适应了转向节的传动需求。41五、车轮定位1、转向轮定位为了保持汽车直线行驶的稳定性、转向轻便性，减小轮胎和机件的磨损，转向轮、转向节和前轴三者之间在安装上，具有一定的相对位置，这种具有一定相对位置的安装，称为转向轮定位。它包括主销后倾、主锁内倾、前轮外倾和前轮前束四个内容。42（1）主销后倾a主销后倾：主销安装在前轴上，其上端略向后倾斜。b主销后倾角：在纵向平面内，主销轴线与垂线之间的夹角(图2-35)。43主销后倾角，其轴线延长线与路面的交点a位于轮胎与地面接触点b之前，b点距离a点为L。若汽车转弯时（如右转弯），则汽车的离心力将引起路面对车轮的侧向反作用力F,F通过b点作用于车轮上，形成稳定力矩M＝FL，其转向与车轮旋转方向相反，它有使转向轮自动恢复到原来中间位置的趋势。主销后倾的作用是保证汽车直线行驶的稳定性，并力图使转弯后的转向轮自动回正。主销后倾角越大，车速越高，转向轮的稳定效应越强，但转向越沉重，主销后倾角一般不超过3°。44（2）主销内倾主销内倾：主销安装在前轴上，其上端略向内倾斜。主销内倾角:在横向平面内，主销轴线与垂线之间的夹角。作用:（1）使前轮自动回正；（2）使转向操纵轻便；（3）减小转向盘上的冲击力；45当转向轮在外力作用下由中间位置偏转一个角度时，车轮的最低点将陷入地面下，但实际上是不可能的，而是将转向轮连同汽车前部向上抬起一个相应的高度。一且外力消失，转向轮就在汽车前部重力的作用下，力图恢复到原来的直驶位置，这就是前轮目动回正的原因。46主销内倾角越大或转向轮转角越大，则汽车前部抬起就越高，转向轮自动回正作用越强烈，但转向就越费力，主销内倾角--般不大于8°。此外，主销内倾角还使得转向臂a缩短，从而减小了阻力臂，使得转向轻便，同时也可减小从转向轮传到转向盘上的冲击力。主销内倾角是在前轴制造加工时，使主销孔向内倾斜而获得的。47(b)图2-36主销内倾示意图48（3）前轮外倾（转向轮外倾）a前轮外倾：前轮安装在车桥上，其上端略向外倾斜。b前轮外倾角：前轮旋转平面与纵向垂直平面之间的夹角见图2-36a。49前轮外倾作用:（1）防止车轮出现内倾；（2）减少轮毂外侧小轴承的受力，防止轮胎向外滑脱；（3）便于与拱形路面接触；50前轮外倾角一般为1°左右。前轮外倾角是由转向节的结构确定的。51（4）前轮前束（转向轮前束）a前轮前束：前轮安装后，两前轮的旋转平面不平行，前端略向内束。b前轮前束值A-B：两轮后端距离A与前端距离B差值,如图所示。52c前轮前束的作用是消除因前轮外倾使汽车行驶时间外张开的趋势，减小轮胎磨损和燃料消耗。d前轮前束可通过改变横拉杆的长度来调整。53后轮的外倾角和前束（1）后轮的负外倾角可增加车轮接地点的跨度，增加汽车的横向稳定性；（2）前束可抵消汽车高速行驶且驱动力F较大时，车轮出现的负前束（前张），减少轮胎的磨损；54第四节车轮与轮胎55一、车轮1、车轮的作用、组成和结构型式作用：支承全车的重量；吸收、缓和由路面传来的冲击力；通过轮胎同路面间的附着力来产生驱动力和制动力；保证汽车正常转向行驶的同时，通过轮胎产生自动回正力矩、使汽车保持稳定的直线行驶方向。车轮与轮胎与汽车相关的性能：动力性、经济性、平顺性、通过性、制动性、操纵性、稳定性56车轮根据轮盘的不同结构，分为辐板式（盘式）和辐条式（辐式）两种。组成：轮毂、轮辋和轮盘等。轮毂通过滚柱轴承支承在半轴套管或转向节轴上，轮辋用来安装轮胎，轮盘用来连接轮毂和轮辋。57（1）辐板式车轮的构造主要由挡圈、轮辋、轮毂、轮盘和气门嘴伸出孔等组成。辐板式车轮结构便于轮毂拆装，轮盘上开有几个大孔，以减轻重量，也利于拆装、充气和制动鼓散热。如图2－41所示58（2）辐条式车轮的构造如图2－42所示为辐条式车轮，它是用几根辐条将轮辋与轮毂组装在一起，辐条与轮毂可制成一体，也可用螺栓连接。轮毂通过螺栓和特殊形状的衬块与辐条相连。592、车轮的主要零部件（1）轮辋轮辋也称钢圈，用于安装轮胎。它由轮辋、挡圈和锁圈等组成。轮辋按其结构特点的不同，可分为深式轮辋、平式轮辋和可拆式轮辋。如图2－43所示60①深式轮辋（深槽式）它用钢板冲压成整体结构，中部的深凹槽是为便于外胎拆装而专设的、凹槽两侧略倾斜。这种轮辋结构简单、刚度大、重量小，适用于安装尺寸小，弹性较大的轮胎，它主要用于轿车及轻型越野车上。61②平式轮辋（平底式）轮