汽车构造与设计汽车行驶系统车架、车轮与轮胎

Loading……第十二章汽车行驶系统-车架、车轮与轮胎车辆结构与设计汽车构造与设计本章内容2019/8/14://接受传动系统传来的发动机转矩，并通过驱动轮与路面间的附着作用产生驱动力，保证车辆正常行驶；承受汽车的总重量，传递并承受路面作用于车轮上的各个方向的反力及转矩；缓冲减振，保证汽车行驶的平顺性；与转向系统协调配合工作，控制汽车的行驶方向，保证车辆操纵稳定性。一、概述行驶系统的组成：车架、车桥、悬架、车轮（或履带）。汽车构造与设计2019/8/14一、概述行驶系统的类型：轮式、半履带式、全履带式、车轮履带式。汽车构造与设计思考•驱动力的产生及其驱动车辆行驶的传递路线？•驱动（制动）反力矩的产生及其车辆行驶的影响？2019/8/145汽车构造与设计2019/8/146一、概述汽车构造与设计2019/8/14半履带式是指汽车的后桥采用履带式，前桥用车轮。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。一、概述美军二战M2A1半履带装甲车汽车构造与设计2019/8/14前后桥都用履带称为全履带式。一、概述汽车构造与设计2019/8/14前后桥即可装车轮，也可装履带，称为车轮履带式。一、概述汽车构造与设计2019/8/14二、车架支承连接汽车的各零部件；承受来自车内外的各种载荷。边梁式车架、中梁式车架（也称脊骨式车架）和综合式车架。固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。车架应具有足够的强度和适当的扭转刚度。质量尽可能轻，其质量应小于整车整备质量的10%。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。汽车构造与设计2019/8/1411二、车架1.边梁式车架边梁式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成坚固的刚性构架。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。组成：汽车构造与设计2019/8/14二、车架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。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。近代轿车车架的设计：从保证汽车有良好的整车性能出发考虑。汽车构造与设计2019/8/14二、车架X形高断面横梁的特点：可以提高车架的扭转刚度，特别对于短而宽的车架效果尤为显著。一般只用于轿车车架。汽车构造与设计2019/8/14二、车架车架纵梁的结构类型：车架纵梁的剖面形状：汽车构造与设计2019/8/14二、车架2.中梁式车架中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架。组成：汽车构造与设计2019/8/14二、车架缺点：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。优点：有较好的抗扭转刚度和较大的前轮转向角；使车轮有较大的运动空间，便于采用独立悬架；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；脊梁还能起封闭传动轴的防尘罩作用。汽车构造与设计2019/8/14二、车架特点：同时具有中梁式和边梁式车架的特点。3.综合式车架车架的前部是边梁式，而后部是中梁式的，这种车架称为综合式车架。组成：汽车构造与设计2019/8/14二、车架特点：这种车架兼有车架和车身的作用，用于竞赛汽车及特种汽车的桁架式车架。桁架式车架由钢管组合焊接而成。组成：汽车构造与设计2019/8/14二、车架特点：以中梁式车架为基体，在脊骨车架两侧连接车身底板而成的复合式车架，是中梁式车架的一种变型。平台式车架平台式车架是一种将底板从车身中分出来，而与车架组成一个整体的结构，车身通过螺栓与车架相连接。组成：汽车构造与设计2019/8/14二、车架特点：ISR型车架不仅由于独立悬架可使汽车获得良好的行驶平顺性，而且活动铰链点处的橡胶衬套也使整车获得一定的缓冲，从而进一步提高了汽车行驶平顺性。ISR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。后独立悬架连接在后车架上。组成：汽车构造与设计2019/8/14二、车架特点：减轻车架质量，做到轻量化。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。组成：汽车构造与设计2019/8/14二、车架特点：车身兼代车架的作用，即将所有部件固定在车身上，所有的力也由车身来承受；无车架，可以减轻整车质量；可以使地板高度降低，使上、下车方便。承载式车身大多数轿车和部分大型客车取消了车架，而以车身兼代车架。组成：汽车构造与设计2019/8/14二、车架承载式车身汽车构造与设计2019/8/14三、车桥传递车架或承载式车身与车轮之间各方向的作用力及其力矩。按悬架结构的不同可分为整体式和断开式两种；按车轮所起作用的不同可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥。车桥通过悬架与车架（或承载式车身）相连，两端安装车轮。汽车构造与设计2019/8/14三、车桥前轮轮毂固定在转向节上，汽车转向时转向节绕主销旋转，带动前轮绕主销旋转，实现汽车的转向。承受垂直载荷、纵向和侧向力及其造成的力矩。1.转向桥前轴、转向节、主销、轮毂等。强度、刚度大；定位角、转向角正确；质量小。汽车构造与设计2019/8/14三、车桥整体式转向桥汽车构造与设计2019/8/14三、车桥汽车构造与设计2019/8/14三、车桥2.转向驱动桥转向驱动桥为了将动力传给前轮，又能使前轮偏转，必须在转向节内加装万向节，且主销的轴线必须通过万向节中心，以确保不发生运动干涉。汽车构造与设计2019/8/14三、车桥2.转向驱动桥汽车构造与设计2019/8/1430三、车桥汽车构造与设计2019/8/14三、车桥3.支持桥通过悬架与车架相连，两端安装车轮，承受路面的载荷。汽车构造与设计2019/8/14三、车桥4.转向轮定位参数主销后倾角γ主销后倾角是指在汽车的纵向平面内，主销上部有向后有一个倾角γ，即主销轴线和地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角，它能形成回正的稳定力矩。现在γ一般采用不超过2-3°的后倾角。小：作用不明显大：转向沉重汽车构造与设计2019/8/14三、车桥主销内倾角β在设计转向桥时，主销在汽车的横向平面内，其上部向内倾斜一个β角，即主销轴线与地面垂直线在汽车横向平面内的夹角，前梁设计时保证的，由机械加工实现。β角一般不大于8°，距离c一般为40~60mm。主销内倾角有使车轮自动回正的作用，且转向操纵轻便。小：作用不明显。大：前轮易摆振，方向不稳；转向时，会导致轮胎与路面滑动，增加摩擦力和磨损，转向沉重。汽车构造与设计2019/8/14三、车桥前轮外倾倾角α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线之间的夹角。外倾角是在转向节设计时使转向节轴颈的轴线与水平面成一角度来确定的（α角一般1°左右）。使轮胎磨损均匀，减轻轮毂外轴承的负荷。小：满载时内倾，轮毂外端小轴承及轮毂紧固螺母负荷加大；加速轮胎偏磨。大：轮胎偏磨损严重；汽车构造与设计2019/8/14三、车桥前轮前束为了消除车轮外倾带来两侧车轮向外滚开而边滚边滑的不良后果，在安装车轮时，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之差称为前轮前束。一般前束值为0~12mm，通过改变横拉杆的长度来调整。汽车构造与设计2019/8/14三、车桥后轮外倾角和前束（1）后轮采用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；汽车构造与设计2019/8/14四、车轮与轮胎支承整车；缓和来自路面的冲击力；产生驱动力、制动力和侧向力；产生回正力矩；承担越障提高通过性的作用等。汽车构造与设计2019/8/14四、车轮与轮胎轮辋是在车轮上安装和支持轮胎的部件；轮辐是介于轮辋和车轴之间的支承部件。二者可以是整体式的、永久连接式的或可拆卸式的。按轮辐的构造，车轮可分为辐板式和辐条式。按车轴一端安装的轮胎数目，车轮可分为单式车轮和双式车轮。1.车轮车轮是介于轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件，通常由两个主要部件轮辋和轮辐组成，有时还包含轮毂。汽车构造与设计2019/8/14四、车轮与轮胎辐板式车轮汽车构造与设计2019/8/14四、车轮与轮胎辐条式车轮特点:以钢丝辐条或铸造辐条为轮辐。汽车构造与设计2019/8/14四、车轮与轮胎现代汽车的轮辐多种多样，与汽车造型融为一个整体，对整车起到了很好的装饰作用。采用少辐板的轮辐，也有利于制动器的散热。汽车构造与设计2019/8/14四、车轮与轮胎双式车轮特点:承载大。多适用于货车后轴。汽车构造与设计2019/8/14四、车轮与轮胎（1）深槽轮辋用于轿车和轻型越野车；（2）平底轮辋用于中型货车；（3）对开式轮辋用于中重型越野车。为了适应提高轮胎负荷能力的需要，近年来开始采用宽轮辋。不仅可以提高轮胎使用寿命，而且提高汽车的通过性和稳定性。汽车构造与设计2019/8/14四、车轮与轮胎汽车构造与设计2019/8/14四、车轮与轮胎轮辋的结构形式，根据其主要由几个零件组成分为：汽车构造与设计2019/8/14四、车轮与轮胎轮辋规格用轮辋名义宽度和名义直径以及轮缘高度代号（拉丁字母）、轮辋结构形式代号、轮辋名义直径代号和轮辋轮廓类型代号来表示。轮辋名义宽度和名义直径用英寸表示，两者之间用“×”或“－”连接，“×”表示该轮辋为一件式轮辋，“－”表示该轮辋为两件式及以上轮辋。轮辋名义宽度后的