汽车行驶系统

1概述车架车桥车轮与轮胎悬架电子控制空气悬架第十三章汽车行驶系2§13.1概述一、行驶系的功用（1）承受汽车的总质量；（2）把来自于传动系的扭矩转化为地面对车辆的牵引力；（3）承受汽车所受外界力和力矩，保证汽车正常行驶；（4）缓和路面对车身的冲击和振动。保证汽车平顺行驶；由车架、车桥、车轮和悬架组成。二、行驶系的组成1-车架，2-后悬架3-驱动桥4-后轮5-前轮6-从动桥7-前悬架3§13.2车架一、功用：支承车身，承受汽车载荷，固定汽车大部分部件和总成要求：1、足够的强度、合适的刚度2、结构简单、质量轻3、降低汽车的重心和获得较大的前轮转向角，以保证汽车行驶时的稳定性和转向灵活性二、种类：边梁式、中梁式。三、边梁式车架：边梁式车架由位于右左两侧的两根纵梁和若干横梁构成，横梁和纵梁一般由16Mn合金钢板冲压而成，两种者之间采用铆接或焊接连接。4左纵梁右纵梁保险杠发动机后悬支架发动机后悬支架横梁后簧支架横梁1、边梁式车架的组成52、车架纵（横）梁的剖面形状6四、中梁式车架1-连接桥2-中央脊梁3-分动器壳4-驾驶室后部及货箱副梁前部托架5-前悬架扭杆弹簧6-前脊梁7-发动机后部及驾驶室前托架8-前桥壳9-发动机前托架10-连接货箱副梁的托梁、11-中桥壳12-后悬架的钢板弹簧13-后桥壳14-连接货箱副梁的托架中梁式车架只有一根位于汽车中央的纵梁。纵梁断面为圆形或矩形，其上固定有横向的托架或连接梁，使车架成鱼骨状。7五、车身兼代车架式8§13.3车桥一、功用传递车架与车轮之间的各个方向的作用力。二、分类（1）根据悬架不同：整体式、断开式；（2）根据车轮作用：转向桥、驱动桥、转向驱动桥、支持桥。9三、转向桥1、功用：利用转向节的摆动使车轮偏转一定的角度以实现汽车的转向，且承受一定的载荷。2、组成：前轴、转向节、主销、轮毂前轴断面为“工”字形，以提高轴的抗弯强度；两端加粗的拳部有通孔。转向节主销前轴10转向桥的结构1、制动鼓2、轮毂3、4、轮毂轴承5、转向节臂6、油封7、衬套8、主销9、滚子止椎轴承10、前轴11转向节结构121314四、转向车轮定位1、主销后倾装在前轴上的主销，上端向后倾斜的现象。功用：转向轻便、行驶稳定、减少轮胎和机件的磨损等。分类：主销后倾、主销内倾、前轮外倾、前轮前束。15主销后倾角γ主销后倾角有使车轮自动回正的作用主销后倾作用：162、主销内倾装在前轴上的主销，上端略向内倾斜的现象。（1）保持汽车直线行驶的稳定性。（2）使驾驶员转向轻便。作用：17主销内倾角有使车轮自动回正的作用车轮绕主销旋转180°后的状态183、前轮外倾前轮外倾，是指前轮旋转平面上方略向外倾斜的现象。作用：提高前轮工作的安全性和操纵轻便性当车空载时，轮胎外缘与路面接触，当车载货时，在车重的作用下车轮垂直于路面，使轮胎能够均匀磨损。194、前轮前束前轮安装后，在同一轴上的两端车轮旋转平面不平行，在与地面平行的平面内，前端略向内束的现象。20车轮前束作用消除汽车行驶过程中因前轮外倾而使两前轮前端向外张开的影响。（A～B）称为前束值一般前束值为0～12mm调节横拉杆来调节车轮前束21五、转向驱动桥1、功用：驱动汽车行驶，并在转向时，引导车轮偏转，完成转向。⑴.满足既转向又驱动的需要，半轴分成内半轴、外半轴两段，其间用等速或准等速万向节连接，主销也分成上下两段；2、结构特点：⑵.转向节轴颈部分做成中空，以便外半轴穿过其中。22§13.4车轮与轮胎作用支承整车；缓和由路面传来的冲击；通过轮胎与路面间存在的附着作用产生驱动力和制动力；使汽车保持直线行驶方向；承担越障提高通过性的作用等。组成：轮辋和轮辐1、车轮类型⑴.辐板式车轮辐板挡圈轮辋气门嘴孔辐板将轮毂和轮辋连接成为一体。一、车轮2324252627282930•⑵.辐条式车轮辐条与轮毂铸成一体，轮辋用螺栓和特殊形状的衬块固定在辐条上。3132•轮胎的材料•轿车使用铝合金车轮的比例高达90％以上。•优势：•（1）美观、舒适和节能等优势；•（2）非载荷质量小，从而提高了抓地性表现出更为精确的转向动作和更好的转弯性能；•（3）惯性小，改善了加速性和制动性；铝合金具有良好的导热性能，提高了制动系统的散热性能，大幅度降低了由高热导致的制动失灵。•铝合金车轮还有耐腐蚀、成形性好、减震性能好、轮胎寿命长、尺寸精确、平衡好、加工精准、材料利用率高等显著优点33•工艺：锻造、铸造•锻造成形工艺目前有两种：•一、是常规锻造法，即以铸造圆锭坯或挤压锭坯为坯料，经热锻、热处理、机械加工、表面处理、检验合格后即为成品轮毂；•二、是半固态机锻法，即铸坯在含有30%～50%液体状态下在专用锻压机上一次快速成形。•同一规格的锻造铝合金轮毂的力学性能比铸造轮毂高18%以上，因而重量可比铸造轮毂减轻15%。•锻造铝合金轮毂的75%是美国铝业公司生产的，基本上垄断了全世界的卡车、大型客车的机锻铝合金轮毂生产。34•生产铝合金车轮的铸造工艺主要有低压铸造、重力铸造和挤压铸造三种铸造形式。我国低压铸造车轮约占全部产量的80％以上。35•（1）镁合金车轮镁在实用金属中密度最小，它带给汽车的好处一是能减轻整车重量，减少油耗。二是强度高于铝合金和钢，刚度接近铝合金和钢，能够承受一定的负荷。三是具有良好的铸造性和尺寸稳定性，易加工，废品率低，降低了生产成本。四是具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，用作轮圈可以减少振动，提高汽车的安全性和舒适性。•赛车及部分民用高档车正在使用镁合金轮毂36•（2）复合材料（塑料或碳纤维），一般用于赛车，重量更轻，强度高，但价格昂贵。•（3）钢铝组合车轮，轮辋为普通钢制轮辋，轮辐为铸造的铝合金轮辐，经过机械加工，借助嵌件与钢的轮辋装焊而成。372、轮辋类型按其断面结构分为：深槽、平底、对开式轮辋。⑴.深槽轮辋结构简单、刚度大、重量较轻，对于小尺寸弹性较大的轮胎最适宜。38⑵.平底轮辋挡圈锁圈⑶.对开式轮辋轮辋由内外两部分组成，靠螺体固紧在一起，内外两部分轮辋可以是等宽度，也可以是不等宽度。挡圈是整体的，用开口弹性锁圈防止挡圈脱出。近年来，为了适应提高轮胎负荷能力的需要，开始采用宽轮辋。以提高轮胎的使用寿命，并改善汽车的通过性和行驶稳定性。39•轮辋编号：•轮辋规格用轮辋名义宽度和轮辋名义直径以及轮缘高度代号来表示的。•轮辋名义直径是轮辋与轮胎相配合的公称直径。•轮辋轮廓类型：深槽轮辋深槽宽轮辋半深槽轮辋平底轮辋平底宽轮辋全斜底轮辋对开式轮辋DCWDCSDCFBWFBTBDT40•轮辋结构形式代号，用符号“X”表示一件式轮辋，如深槽式轮辋；用符号“一”表示多个式轮辋。•轮缘的轮廓代号：E、F、J、JJ、K、B、L、V•BJ20204.50E×16•4.50名义宽度（In)•E轮缘轮廓代号•×一件式•16轮辋名义直径4142轮胎的作用：1、支承汽车的总质量2、吸收和缓和汽车行驶时所受到的冲击和振动，以保证汽车具有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性3、与路面相互作用产生驱动力、制动力和侧向力；4、保证汽车通过性；431、轮胎类型与结构⑴、轮胎类型①.按结构分有内胎轮胎、无内胎轮胎。②.按用途分载货汽车轮胎、轿车轮胎。③.按帘线排列方向分普通斜交胎、带束斜交胎、子午线胎。④.按充气压力分高压胎、低压胎、超低压胎。⑤按胎体结构可分为：充气轮胎和实心轮胎4445有内胎式轮胎46（1）有内胎式轮胎外胎：外胎是用耐磨橡胶制成强度较高而又有弹性的外壳，直接与地面接触，保护着内胎使其不受损伤。胎面：外胎的外表面帘布层：外胎的骨架，承受负荷。由多层胶化的棉线或其他纤维编织物迭成，并按一定的角度交叉排列。为使其负荷均匀分布，层数多采用偶数。层数的多少根据轮胎承受的负荷、内压及轮胎的类别和用途来确定47缓冲层：位于胎面和帘布层之间，作用：加强胎面与帘布层的结合，以缓和汽车行驶时受到的不平路面的冲击，以及防止汽车在紧急制动时胎面与帘布层脱离胎圈：帘布层的根基。帘布层靠胎圈固装在轮辋上。内胎：环形的橡胶管，上面装有气门嘴，以便充入或排出空气。内胎里充满了一定压力的压缩空气。48高压胎：0.5-0.7MPA低压胎：0.15-0.45MPA超低压胎：0.15MPA低压胎优势：弹性好、断面宽，与道路接触面大，壁薄而散热性好，提高了汽车的行驶平顺性，转向操纵的稳定怀，同时，延长道路和轮胎本身的寿命垫带：一个环形的橡胶带，垫在内胎与轮辋之间，保护内胎不被轮辋和胎圈磨坏，并防止尘土及水汽浸入胎内49(2)无内胎轮胎：特点：没有内胎和垫带，空气直接压入外胎中优点：只在爆破时才会失效，而穿孔时漏气缓慢，胎压不会急剧下降仍能继续行驶；同时因无内胎，故摩擦生热少，散热快，适于高速行驶；结构简单，质量较小缺点：密封层和自粘层易漏气，途中修理较为困难。此外，自粘层只有在穿孔尺寸不大时方能粘合505152⑵、轮胎结构①.充气轮胎的组成②.普通斜交胎帘布层（双数）和缓冲层各相邻层帘线交叉排列，并与子午断面成52～54°的交角。帘布层数越多，强度越大，但弹性降低。垫带内胎外胎子午断面帘布层胎肩胎侧缓冲层53③.子午线胎帘线与子午断面一致，其强度得到充分利用；帘布层数少，轮胎重量轻，胎体柔软。带束层帘布层子午断面子午线轮胎优点：（1）附着性能好、滚动阻力小，使用寿命长。（2）胎冠不易剌穿，行驶变形小，油耗低。（3）帘布层少，胎侧薄，所以散热好。（4）径向弹性大，缓冲性能好，负荷能力较大。子午线轮胎缺点：胎侧薄，胎冠较厚，在胎冠与胎侧的过渡区易产生裂口；侧面变形大，侧向稳定性较差；技术要求高，成本也较高。吸振能力弱，胎面噪声大些；5455•（4）轮胎花纹56•轿车用混合花纹5758592、轮胎规格标记D：轮胎外径；d：轮胎内径；H：轮胎断面高度；B：轮胎断面宽度。高压胎用D×B表示，单位为英寸。“×”表示高压胎。低压胎用B-d表示，“-”为低压胎。如10.00R-20，表示轮胎断面宽度10in，轮辋直径20in的子午线轮胎。“R”表示子午线胎。6061一、概述1、作用连接车桥与车架，并传递二者之间的相互作用力，减小振动，保证汽车的正常行驶。§13.5悬架横向推力杆弹性元件纵向推力杆横向稳定器减振器2、组成（1）弹性元件：承受和传递垂直载荷，减小路面的冲击;（2）导向装置：传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证车轮相对于车身有正确的运动关系。（3）减振器：加快振动的衰减，限制车身和车轮的振动。623、分类⑴、独立悬架每一侧车轮单独通过悬架与车架相连，每个车轮能独立上下跳动而互不影响。左右车轮安装在一根整体车桥两端，车桥则通过弹性元件与车架相连。车桥弹性元件车架断开式车桥⑵、非独立悬架：63二、弹性元件作用：既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振作用。结构：如下图所示钢板弹簧套管螺栓螺母中心螺栓卷耳弹簧夹1、钢板弹簧64钢板弹簧与车架的连接65662、螺旋弹簧加工：用弹簧钢棒料卷制而成。无需润滑、抗污染、安装所需空间小、质量轻。性能：没有减振作用，必须另加减震器。特点：67螺旋弹簧悬架弹簧套在减震器外边，节省了安装空间，空余的大量空间便于安装发动机。当车轮转向跳动时，车轮延主销转动。683、油气弹簧特点：以空气和油液作为工作物质。油气不分隔式油气分隔式69空气弹簧特点：体积小、寿命长、弹簧刚性可变囊式空气弹簧膜式空气弹簧704、扭杆弹簧功用：当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转变形，以保证车轮与车架弹性连接。摆臂扭杆71扭杆弹簧的装配摆臂扭杆将扭杆的固定端转过一个角度，则摆臂的初始位置将改变，可借此调节车身的高度。特点：质量小，不需润滑72三、减振器1、功用：加速车架与车身振动的衰减，改善汽车行驶的平顺性。2、原理：当汽车振动时，减振器壳体内的油液反复从一个内腔通过一些窄小的空隙流入另一内腔，同时，摩擦力便把振动能量转化为热能，被油液、减振器吸收后散失到大气中。弹性元件减震器车架半轴733、性能要求：⑴、在悬架压缩行程内，减振器阻尼力应较小，以便充分利用弹性元件的弹性，缓和冲击。⑵、在悬架伸张行程，减振器阻尼力应大，以求迅速减振。⑶、在车桥