02 汽车底盘概述

汽车底盘构造与维修单元一汽车底盘概述学习目标：了解汽车行驶的基本原理；了解汽车底盘的基本组成及功用；了解汽车底盘的各种布置型式；掌握必要的汽车维修基本方法和安全生产注意事项。1.1汽车概述1.1.1汽车基本组成现代汽车以往复活塞式内燃机作为动力装置，一般是由发动机、底盘、车身和电气设备等四个部分组成，如图1-1所示。1.1.2汽车行驶基本原理欲使汽车行驶，必须对汽车施加一个驱动力以克服各种阻力。如图1-2所示，汽车向前行驶时承受着路面对汽车施加的驱动力、外界对汽车作用的滚动阻力、空气阻力、坡度阻力等。⑴汽车行驶方程及驱动条件汽车行驶的动力方程当汽车驱动力等于滚动阻力、空气阻力和坡度阻力之和时，汽车匀速行驶；当驱动力大于后三者时，汽车才能起步或加速行驶；当驱动力小于后三者时，则汽车无法起步或减速行驶。汽车的行驶的驱动条件是jiwftFFFFFiwftFFFF⑷汽车行驶的附着条件地面对轮胎的切向反作用力的极限值称为附着力。它与驱动轮法向反作用力成正比：式中——附着系数，其值与轮胎的类型及路面的性质有关。汽车行驶的附着条件：地面切向反作用力不能大于附着力，使得车轮在路面上不打滑。汽车行驶必须同时满足驱动条件和附着条件（驱动――附着条件），即为：zFFztFFFFFFFFtiwf1.1.3汽车分类汽车种类繁多，按照我国有关汽车分类的新标准（GB/3730.1－2001），将汽车分为两大类：乘用车和商用车。乘用车（不超过9座）分为普通乘用车、活顶乘用车、高级乘用车、小型乘用车、敞篷车、仓背乘用车、旅行车、多用途乘用车、短头乘用车、越野乘用车、专用乘用车等11类（表1-1）。商用车分为客车、货车和半挂牵引车等3类。客车细分为小型客车、城市客车、长途客车、旅游客车、铰接客车、无轨客车、越野客车、专用客车。货车细分为普通货车、多用途货车、全挂牵引车、越野货车、专用作业车、专用货车（表1-1）。1.1.4汽车基本性能指标汽车主要性能指标包括汽车的动力性（最高车速、加速时间、爬坡性能）、经济性能（汽车的燃料消耗量）、制动性能（汽车的制动距离）、通过性（最小转弯半径、汽车的最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角）、操纵稳定性、平顺性和环境安全性等。⑴汽车动力性动力性是汽车的最基本、最重要的性能，它直接影响汽车最高车速、汽车的加速能力和汽车的最大爬坡能力，汽车出厂都标有发动机的功率、输出转矩。①汽车的最高车速汽车的最高车速是指汽车在水平良好路面上满载行驶时，所能达到的最高速度，用表示。此时，发动机处在全负荷状态，变速器挂入最高挡。目前普通轿车最高车速一般为150～200km/h。②汽车的加速时间汽车的加速时间是指汽车加速到一定车速所需要的时间。常用原地起步加速时间与超车加速时间表示。原地起步加速性是指汽车由静止状态起步后，以最大加速强度连续换挡至最高挡，加速到一定距离或车速所需要的时间，它是真实反映汽车动力性能最重要的参数。有两种表示方式：车速从0加速到1000m（或400m，或1/4mile）需要的秒数；车速从0加速到100km/h（80km/h）所需要的秒数，时间越短越好。轿车常用0~100km/h的换挡加速时间来评价，如普通轿车为10~15s。超车加速性是指汽车以最高挡或次高挡由该挡最低稳定车速或预定车速（如30km/h、40km/h）全力加速到一定高速度所需要的时间。③汽车的爬坡性能汽车的爬坡性能指汽车在良好的路面上，以1挡行驶所能爬行的最大坡度，常用每百米水平距离内的升高与百米之比值或角度来表示。对越野汽车来说，爬坡能力是一个相当重要的指标，一般要求能够爬不小于60%或30°的坡路；对载货汽车要求有30%或16.5°左右的爬坡能力；轿车的车速较高，且经常在状况较好的道路上行驶，所以不强调轿车的爬坡能力，一般爬坡能力在20%左右。maximaxmaxmaxtan%100100hi⑵汽车燃料经济性汽车燃油经济性是指汽车以最小的燃料消耗量完成单位运输工作量的能力，是汽车的主要使用性能之一，是汽车经济性的重要指标。我国的燃料经济性指标通常以百公里油耗衡量，即汽车在良好的水平硬路面以一定载荷（轿车半载、货车满载）及最高挡等速行驶时的百公里燃料消耗量。它包括等速百公里油耗和循环油耗。循环油耗是指在一段指定的典型路段内汽车以等速、加速和减速等三种工况行驶时的耗油量。一些汽车技术性能表上将循环油耗标注为“城市油耗”，而将等速百公里油耗标注为“等速油耗”。⑶汽车制动性汽车制动性是指汽车在行驶时，强制地降低行驶速度以至停车、保证汽车在较短的制动距离内不跑偏、在汽车长下坡时维持一定速度的能力。评价汽车制动性能好坏的指标有：制动效能、制动效能的恒定性以及制动时方向的稳定性。制动效能主要指制动距离与制动减速度，通常多用制动距离表示。制动距离是指驾驶员开始用力踩下制动踏板到汽车完全停车所行驶的距离。制动距离越短，越有利于避免交通事故的发生，它是汽车制动性能的最基本的评价指标。制动效能的恒定性，主要指抗热衰退性。抗热衰退性是指汽车在繁重的工作条件下制动(如下长坡时长时间连续制动)时，制动器温度升高后，其制动力的保持程度。制动时汽车的方向稳定性，一般是指制动过程中维持汽车直线行驶和按预定弯道行驶的能力。如果制动时汽车发生侧滑、甩尾、严重时出现掉头，都会使汽车失去方向稳定性；如果汽车在弯道行驶时，不再按原来弯道行驶，出现冲入其他车道或冲出路面，或制动时前轮抱死，打转向盘也不能使汽车改变前进方向，则汽车失去转向控制能力。⑷汽车通过性汽车的通过性是指汽车一定的载质量下能能以足够高的平均技术速度通过各种道路、无路地带和障碍物的能力，又称越野性。表征汽车通过性的主要指标是汽车最小离地间隙、最小转弯半径等集合参数，以及汽车在第一挡时最大动力因数等支承－牵引参数。⑸汽车操纵稳定性汽车的操纵稳定性是指汽车的操纵性和稳定性。汽车的操纵性是指汽车对驾驶员转向指令的响应能力，直接影响到行车安全。轮胎的气压和弹性，悬挂装置的刚度以及汽车重心的位置都对该性能有重要影响。汽车的稳定性是汽车在受到外界扰动后恢复原来运动状态的能力，以及抵御发生倾覆和侧滑的能力。对于汽车来说，侧向稳定性尤为重要。当汽车在横向坡道上行驶。转弯以及受其他侧向力时，容易发生侧滑或者侧翻。汽车重心的高度越低，稳定性越好。合适的前轮定位角度使汽车具有自动回正和保持直线行驶的能力，提高了汽车直线行驶的稳定性。如果装载超高、超载，转弯时车速过快，横向坡道角过大以及偏载等，容易造成汽车侧滑及侧翻。⑹汽车的行驶平顺性汽车在行驶过程中由于路面不平的冲击，会造成汽车的振动，使乘客感到疲劳和不舒适，货物损坏。为防止上述现象的发生，不得不降低车速。同时振动还会影响汽车的使用寿命。汽车在行驶中对路面不平的降震程度，称为汽车的行驶平顺性。汽车行驶平顺性的物理量评价指标，客车和轿车采用“舒适降低界限”车速特性。当汽车速度超过此界限时，就会降低乘坐舒适性，使人感到疲劳不舒服。该界限值越高，说明平顺性越好。货车采用“疲劳－降低工效界限”车速特性。汽车车身的固有频率也可作为平顺性的评价指标。从舒适性出发，车身的固有频率在600赫兹～850赫兹的范围内较好。高速汽车尤其是轿车要求具有优良的行驶平顺性。轮胎的弹性、性能优越的悬挂装置、座椅的降震性能以及尽量小的非悬挂质量，都可以提高汽车的行驶平顺性。⑺汽车环境安全性汽车环境安全性是指汽车控制有害物排放和噪声，保证人类和环境安全的能力。1.1.5国产汽车代号编码规则VIN（车辆识别代号编码VehicleIdentifcationNumber）：一辆汽车就有一个代号，称“汽车身份证”，由17位识别代号编码。从VIN中可以识别出该车的生产国家、制造厂家、汽车类型、品牌名称、车型系列、车身型式、发动机型号、车型年款、安全防护装置型号、检测数字、装配工厂名称和出厂顺序号码等等。它是汽车修理时的数据检索、配件采购和经营管理所必需掌握的，以免产生误购、错装等严重后果。我国汽车代号（GB/T16736-1997）：与国际车辆识别代号（VIN）接轨，由3部分17位字码组成（图1-3）。对年产量≥500辆的制造厂，车辆识别代号的第一部分为世界制造厂识别代号（WMI）；第二部分为车辆说明部分（VDS）；第三部分为车辆指示部分（VIS）。汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四大系统组成，其功用为接受发动机的动力，使汽车运动并保证汽车能够按照驾驶员的操纵而正常行驶。1.2汽车底盘的基本组成及功用制动系传动系行驶系转向系1.2.1传动系汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。不同的汽车，其底盘的组成稍有不同；如对于载货汽车及部分轿车，其底盘一般是由离合器、手动变速器、万向传动装置、驱动桥等组成（如图1-6）；而现在轿车中采用自动变速器的越来越多，其底盘包括自动变速器、万向传动装置、驱动桥等，即用自动变速器取代了离合器和手动变速器；如果是越野汽车（包括SUV，即运动型多功能车），还应包括分动器。1.2.2行驶系汽车行驶系一般由车架、悬架、车桥和车轮等组成，如图1－7所示。它的基本功用是支承、安装汽车的各零部件总成，传递和承受车上、车下各种载荷的作用，以保证汽车的正常行驶。1.2.3转向系转向系功用是保证汽车能够按照驾驶员选定的方向行驶。主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成。现在的汽车普遍采用动力转向装置。1.2.4制动系制动系功用是使汽车减速、停车并能保证可靠地驻停。汽车制动系一般包括行车制动系和驻车制动系等两套相互独立的制动系统，每套制动系统都包括制动器和制动传动机构。现在汽车的行车制动系一般都装配有制动防抱死系统（ABS）。转向系和制动系都是由驾驶员来操控的，一般可以合称为控制系。1.3汽车底盘传动系的布置形式汽车底盘的总体布置与发动机的位置及汽车的驱动方式有关，一般有发动机前置后轮驱动、发动机前置前轮驱动、发动机后置后轮驱动、发动机前置全轮驱动等。1.3.1前置后驱（FR）前置后驱（FR）：即发动机前置、后轮驱动。发动机布置在汽车前部，动力经过离合器、变速器、万向传动装置、后驱动桥，最后传到后驱动车轮，使汽车行驶。这是一种传统的布置型式。国内外的大多数货车、部分轿车和部分客车都采用这种型式。如图1-8所示。视频1.3.2后置后驱（RR）后置后驱（RR）：即发动机后置、后轮驱动。发动机布置在汽车后部，动力经过离合器、变速器、角传动装置、万向传动装置、后驱动桥，最后传到后驱动车轮，使汽车行驶。在大型客车上多采用这种布置型式，少量微型、轻型轿车也采用这种型式。视频发动机后置，使前轴不易过载，并能更充分地利用车箱面积，还可有效地降低车身地板的高度或充分利用汽车中部地板下的空间安置行李，也有利于减轻发动机的高温和噪声对驾驶员的影响。缺点是发动机散热条件差，行驶中的某些故障不易被驾驶员察觉。远距离操纵也使操纵机构变得复杂、维修调整不便。但由于优点较为突出，在大型客车上应用越来越多。1.3.3前置前驱（FF）前置前驱（FF）：即发动机前置、前轮驱动。动力经过离合器、变速器、前驱动桥，最后传到前驱动车轮，这种布置型式在变速器与驱动桥之间省去了万向传动装置，使结构简单紧凑且发动机散热条件好。现在大多数轿车采取这种布置型式。但由于这种布置型式的爬坡性能差，豪华轿车一般不采用，而是采用传统的发动机前置后轮驱动。如图1-10、11所示。视频1.3.4前置全轮驱动（XWD）前置全轮驱动（XWD）：发动机前置，在变速箱后装有分动器将动力传递到全部车轮上。发动机布置在汽车前部，动力经过离合器、变速器、分动器、万向传动装置分别到达前后驱动桥，最后传到前后驱动车轮，使汽车行驶。由于所有的车轮都是驱动车轮，提高了汽车的越野通过性能，这是越野汽车采取的布置型式。目前，轻型越野汽车普遍采用