汽车底盘构造与检修

主编：沈锦机械工业出版社汽车底盘概述汽车传动系统汽车制动系统汽车行驶系统汽车转向系统1.2汽车底盘的组成汽车底盘的作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动并按驾驶员的操控而正常行驶的部件。汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。第1章汽车底盘概述1.2汽车底盘的组成1．传动系汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。它应保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速，以及它们之间的协调变化等功能，使汽车有良好的动力性和燃油经济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动车轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而平稳地接合或彻底、迅速地分离。传动系包括：离合器，变速器，万向传动装置，主减速器及差速器，半轴等部分。第1章汽车底盘概述1.2汽车底盘的组成2．行驶系汽车行驶系的功用是接受发动机经传动系传来的转矩，并通过驱动轮与路面间附着作用，产生路面对汽车的牵引力，以保证整车正常行驶；此外，它应尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车行驶平顺性，并且能与汽车转向系很好地配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。行驶系包括：车架，车桥，悬架和车轮等部分。第1章汽车底盘概述1.2汽车底盘的组成3．转向系汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构。在汽车转向行驶时，还要保证各转向轮之间有协调的转角关系。驾驶员通过操纵转向系统，使汽车保持在直线或转弯运动状态，或者使上述两种运动状态互相转换。转向系包括：转向操纵机构、转向器、转向传动机构等部分。第1章汽车底盘概述1.2汽车底盘的组成4．制动系制动系是汽车装设的全部制动和减速系统的总称，其功能是使行驶中的汽车减低速度或停止行驶，或使已停驶的汽车保持不动。制动系包括：制动器、制动传动装置。现代汽车制动系中还装设了制动防抱死装置。第一章汽车底盘概述第一部分汽车传动系统汽车底盘构造与检修传动系概述离合器手动变速器自动变速器万向传动装置驱动桥四轮驱动/全轮驱动系统汽车巡航控制系统2.1传动系的作用及组成2.1.2传动系的组成及各总成的功用1．机械式传动系主要由离合器，手动变速器，万向传动装置，主减速器及差速器，半轴组成。第2章传动系概述2.1传动系的作用及组成2.1.2传动系的组成及各总成的功用2．液力机械式传动系主要由液力机械变速器，万向传动装置，主减速器及差速器，半轴组成。第2章传动系概述2.2汽车驱动形式与传动系统布置2.2.2传动系统的布置形式1．发动机前置后轮驱动(FR)FR的优点是：附着力大，易获得足够的驱动力，整车的前后重量比较平衡，操控稳定性较好。缺点是：传动部件多、传动系统质量大，贯穿乘座舱的传动轴占据了舱内的地台空间。第2章传动系概述a)发动机纵向布置b)发动机横向布置2.2汽车驱动形式与传动系统布置2.2.2传动系统的布置形式2．发动机前置前轮驱动(FF)FF的优点是：降低了车厢地台，操控性有明显的转向不足特性，另外其抗侧滑的能力也比FR强。缺点是：上坡时驱动轮附着力会减小；前轮由于驱动兼转向，导致结构复杂、工作条件恶劣。第2章传动系概述2.2汽车驱动形式与传动系统布置2.2.2传动系统的布置形式3．发动机中置后轮驱动(MR)MR的优点是：轴荷分配均匀，具有很中性的操控特性。缺点是：发动机占去了座舱的空间，降低了空间利用率和实用性，因此MR大都是追求操控表现的跑车。第2章传动系概述2.2汽车驱动形式与传动系统布置2.2.2传动系统的布置形式4．发动机后置后轮驱动(RR)RR的优点是：结构紧凑，没有沉重的传动轴，也没有复杂的前轮转向兼驱动结构。缺点是：后轴荷较大，在操控性方面会产生与FF相反的转向过度倾向。第2章传动系概述2.2汽车驱动形式与传动系统布置2.2.2传动系统的布置形式5．四轮驱动(4WD)4WD的优点是：四个车轮均有动力，地面附着率最大，通过性和动力性好。第2章传动系概述4.1概述4.1.1变速器的功用1．实现变速变矩。变速器通过改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下工作；2．实现汽车倒驶。由于内燃机是不能反向旋转的，利用变速器的倒档，实现汽车的倒向行驶；3．必要时中断传动。利用变速器中的空档，中断动力传递，使发动机能够起动和怠速运转，满足汽车暂时停车或滑行的需要；4．实现动力输出，驱动其他机构。如有需要，可将变速器作为动力输出器，驱动其他机构。如自卸车的液压举升装置等。第4章手动变速器4.1概述4.1.2变速器的类型1．按传动比变化方式分类（1）有级变速器。目前使用最广的一种。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比，传动比成阶梯式变化。轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-6个前进档和一个倒档，在重型货车用的组合式变速器中，则有更多档位。（2）无级变速器。其传动比在一定范围内可连续地变化。常见的有电力式和液力式两种，多用液力式。（3）综合式变速器。它是由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，目前应用较多。第4章手动变速器4.1概述4.1.2变速器的类型2．按操纵方式不同分类（1）手动操纵式变速器。靠驾驶员直接操纵变速杆进行换档。这种变速器的换档机构简单，工作可靠并且经济省油，目前应用最广。（2）自动操纵式变速器。其传动比的选择和换档是自动进行的。所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板和制动装置来控制车速。此种方式因操作简便，目前运用较多。（3）半自动操纵式变速器。此种变速器有两种形式：一种是几个常用档位可自动操纵，其余几个档位由驾驶员操纵；另一种是预选式的，即驾驶员先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通自动控制和执行机构进行自动换档。第4章手动变速器5.1概述5.1.1自动变速器的基本组成及作用自动变速器是一种能实现自动变速、连续变矩的动力传动装置。它从低档自动换到高档，无需驾驶员进行离合器操作。具有操作方便；换档平稳、乘坐舒适；过载保护性好等特点。但其结构较复杂，成本较高，修理较麻烦。自动变速器的基本组成如图5-1所示。由图中可知，自动变速器由液力变矩器、齿轮变速传动装置、液压控制系统、电子控制系统等组成。此外还有自动变速器油冷却和滤清装置。第5章自动变速器5.1概述5.1.1自动变速器的基本组成及作用自动变速器各组成部分的作用如下：（1）液力变矩器：使发动机产生的转矩成倍增长；起到自动离合器的作用，传送发动机转矩至变速器；缓冲发动机及传动系的扭转振动；兼起到飞轮的作用，使发动机转动平稳；驱动液压控制系统的油泵。（2）齿轮变速传动装置：根据行车条件及驾驶员所需，提供几种传动比，以获得适当的转矩及转动速度；为倒车提供倒档档位；提供停车时所需要的空档档位，以使发动机怠速运转。（3）液压控制系统：向变矩器提供变速器液；控制油泵产生的液压；根据发动机载荷及车速等调节系统压力；对离合器及制动器施加液压，以控制行星齿轮机构动作；用变速器液润滑转动部件及为变矩器及变速器散热。（4）电子控制系统：利用传感器采集各种数据，并且将其转换为电信号；ECU根据传感器的信息确定换档正时及锁止正时，并发出指令操纵阀体中电磁阀，调节管道压力、控制换档阀和锁止控制阀的动作，实现自动换档和变矩器锁止控制。第5章自动变速器5.1概述5.1.2自动变速器的类型自动变速器按照车辆的驱动方式可分为自动变速器（FR车）和自动变速驱动桥（FF车），如图5-2所示。按照车辆前进的档位数可分为3速自动变速器、4速自动变速器和5速自动变速器。按照自动变速器的控制方式可分为全液压控制自动变速器和电子控制自动变速器。按照齿轮变速器的类型可分为普通齿轮式和行星齿轮式。第5章自动变速器第二部分汽车行驶系统汽车底盘构造与检修汽车行驶系概述车架与车桥车轮与轮胎悬架10.1汽车行驶系的组成和功用10.1.1汽车行驶系的基本组成轮式行驶系主要由车架、车桥、悬架和车轮等组成，如图10-1所示。车架是全车的装配基体，将整个汽车连接成一整体；车轮安装在车桥上，支承着车桥与汽车；悬架把车架与车桥连接在一起，减少汽车在行驶中受到的各种冲击与振动。第10章汽车行驶系概述10.1汽车行驶系的组成和功用10.1.2汽车行驶系的功用汽车行驶系的功用：1．通过驱动车轮与路面之间的附着作用，使传动系传来的力矩变为汽车行驶的驱动力矩。2．支承汽车总质量，传递路面作用于车轮上的各种力及力矩。3．缓和冲击，衰减振动，保证汽车的行驶平顺性和与转向系配合保证汽车的操纵稳定性。第10章汽车行驶系概述13.1概述13.1.2悬架的种类按控制形式不同，悬架可分为被动式悬架和主动式悬架。目前多数汽车上采用被动式悬架。被动式悬架是汽车姿态(状态)只能被动地取决于路面、行驶状况和汽车的弹性元件、导向装置以及减振器这些机械零件。主动悬架可根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼，从而使车辆能主动控制垂直振动及其车身或车架的姿态。按汽车导向装置的不同，悬架又可分为独立悬架和非独立悬架，如图13-2所示。第13章悬架13.5电子控制悬架系统13.5.1电子控制悬架系统的分类及组成现代汽车电子控制悬架系统有多种形式，根据控制目的不同，可分为车高控制系统、刚度控制系统、阻尼控制系统、综合控制系统等。按悬架系统结构形式不同，可分为电控空气悬架系统和电控液压悬架系统。根据控制系统有源和无源，可分为半主动悬架和主动悬架。电子控制悬架系统一般由传感器、电子控制单元和执行机构三部分组成。传感器用来感受汽车运动状态(路况和车速及起动、加速、转向、制动等工况)。并将各种状态转换为电信号输送给电控单元(ECU)。电子控制单元对传感器输入的电信号进行综合处理，向执行机构发出控制指令。悬架控制系统的执行机构是电磁阀、步进电机和空气压缩机。它们接受来自电子控制单元的控制指令，准确、快速和及时地做出动作反应，实现对弹簧刚度、减振器阻尼和车身高度的调节。第13章悬架第三部分汽车转向系统汽车底盘构造与检修14.1概述14.1.1转向系的功用、组成及分类1．功用汽车转向系的功用是改变和保持汽车的行驶方向。当汽车需要改变行驶方向时，必须使转向轮绕主销轴线偏转一定角度，直到新的行驶方向符合驾驶员的要求时，再将转向轮恢复到直线行驶位置。这种由驾驶员操纵转向轮偏转和回位的－套机构，称为汽车转向系。2．类型汽车转向系按转向能源的不同分为机械转向系（图14-1）和动力转向系（图14-2）两大类。第14章汽车转向系14.6电子控制动力转向系统及四轮转向系统14.6.1电子控制动力转向系统1．电子控制动力转向系的构造及工作原理如前所述，动力转向可以利用较小的转向盘操纵力使车辆转弯。但在低速时为了省力而规定一定工作压力，如转向比不变，则在高速时，由于转向操纵力减小，使驾驶员失去对车辆的控制，易产生危险。电子控制动力转向系旨在使车辆低速尤其是停放车辆时转向轻便，而当车速较高时，电子控制使系统的液压助力作用减弱，转向操纵力增加，使驾驶员在高速行驶时对转向盘有更好的控制。在电子控制动力转向系中，按照车速通过控制电磁阀改变动力转向系统中的油压控制回路，低速时转向力小，提高操纵力；在中高速时使之成为与手操纵相适应的转向力，提高操纵稳定性。电子控制动力转向系可分为流量控制、反力控制与电子控制电动式转向系统三种方式。第14章汽车转向系14.6电子控制动力转向系统及四轮转向系统14.6.2四轮转向系统1．概述四轮转向（4WS-fourwheelsteering）系统是基于一个安装在后悬架上的后轮转向机构，它能够使驾驶员操纵方向盘时转动汽车前后四个车轮，不仅提高了高速时的稳定性和可控制，而且提高了低速时的机动性。即在高速行驶时，将后轮与前轮同相位转向，以减小车辆转向时的旋转运动（横摆），改善高速行驶的稳定性；而在低速行驶时，把后轮与前轮逆相位转向，以改善车辆中低速行驶的操纵性，提高快速转向性。目前，四轮转向系统有三种类型：机械