《汽车构造》电子讲稿(行驶系)

第十二章行驶系第一节行驶系概述行驶系由车架、车桥、车轮和悬架等部分组成,行驶系的功用是:1、接受传动系的动力，通过驱动轮产生牵引力。2、承受汽车的重量，并传递各向反力及其力矩。3、缓和路面的冲击，衰减振动，保证良好的行驶平顺性。4、与转向系配合，保证良好的操纵稳定性。车架由纵梁和横梁组成。要求车架具有：1、足够的强度，合适的刚度，同时尽量减轻重量。2、合适的离地高度，兼顾行驶稳定性和通过性。3、足够的前轮转向空间。车架可分为边梁式、中梁式、综合式等。一、边梁式车架形状、材料、断面、弯曲、优点：便于改装二、中梁式车架（脊梁式车架）优点：1、重量轻，重心低，行驶稳定性好，2、车轮运动空间大3、刚度和强度较大三、综合式车架四、承载式车身（具有车架的作用）第三节车桥汽车的车桥包括转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥。由于车桥与悬架结构匹配形式不同，又分为整体式和断开式车桥。复习思考题：1.汽车行驶系的功用是什么？它由那几部分组成的？2.有那几种车架？各有何特？3、汽车车桥包括哪些种？他们名称是什么？4、汽车转向桥主要由那几部分组成？5、为什么整体式桥通常与非独立悬架匹配，而独立悬架与断开式车桥配用？第四节车轮与轮胎车轮与轮胎的功用主要是：1、支承汽车车体重量，缓和由于路面不平引起的冲击力。2、与地面作用产生驱动力和制动力。3、抵抗侧滑，自动回正，使汽车正常转向或保持直线驶。一、车轮车轮由轮毂、轮辋和轮辐组成。轮辐有辐板和辐条两种车轮材有铝合金、镁合金、钢。1、车轮类型辐板式车轮辐条式轮（钢丝辐条、铸造辐条）可调式车轮对开式车轮2、轮辋结构及规格代号轮辋可分为深槽式、平底式和可拆式等。轮辋规格用名义宽度、名义直径及轮缘高度代号表示。轮辋结构形式代号符号“X”表示一件式符号“一”表示多件式名义宽度代号之后的拉丁字母表示轮缘的轮廓。轮缘形状用下列字母表示：J、K、L、JK、JJ。深槽轮辋（DC），深槽宽轮辋（WDC），半深槽式轮辋（SDC），平底轮辋（FB）平底宽轮辋（WFB），全斜底轮辋（TB），对开式轮辋（DT）。例如：切诺基新设计轮辋规格是：156JJ。第一位数字表示名义直径（英寸），“X”表示是一件式，第二位数字表示轮辋的宽度（英寸）最后两位英文字母表示轮辋凸缘的形状。我国汽车轮辋规格表示方法是轮辋宽度、轮缘形状符、连接方式的符号、轮辋名义直径。如Audi100钢制车轮：5½J14是辐板式车轮，轮辋宽度5½英寸，J型表示50深槽轮辋。“X”表示一件，14表示轮辋直径为14英寸。二、轮胎1、轮胎的构造轮胎主要由胎冠、胎肩，胎侧，胎体和胎圈等部分组成。2、轮胎种类汽车上常用的汽车轮胎是充气轮胎，它可以分为有内胎和无内胎两种，其结构主要是普通斜交轮胎，带束斜交胎和子午线轮胎。子午线轮胎的优点：1、滚动阻力比斜交胎小25~30%，油耗降低6%~8%。2、其承载能力也高于斜交胎14%。3、减振性好4、耐磨性好，行程比斜交胎高30~50%。5、温升低，产生驻波的临界速度提高，安全性好6、胎面耐穿刺子午线胎缺点：胎侧薄，变形大，胎侧与胎圈受力比普通斜交胎大很多，容易在胎侧和与轮辋接触处发生裂纹，因胎侧变形大，其侧面稳定性较差，成本也较高。子午线胎与斜交胎不能混装于一辆车上。无内胎的充气轮胎自粘层、胎圈上的同心环形槽纹无内胎轮胎的优点：1、在穿孔时，压力不会急剧下降，有利于安全行驶2、不存在内外胎之间的摩擦，可直接通过轮辋散热，温升低。3、结构简单，重量轻，使用寿命长。无自粘层无内胎轮胎：内壁只有一层密封层，取代了自粘层的作用。3、轮胎的气压：充气轮胎按胎内空气压力大小可分为高压胎，低压胎和超低压胎三种。高压胎（气压0.49~0.69MPa），低压胎（气压0.147~0.49MPa），超低压胎（气压0.147Mpa以下）。4、轮胎花纹普通花纹、混合花纹和越野花纹。5、轮胎标识我国轮胎的规格标志主要分为英制和公制规格标志。（1）英制规格标识：例如：6.5R166P.R.轮胎层级为6（最大负荷为635kg相应气压为3.50kg）轮辋名义直径（16in）子午线轮胎标志轮胎名义断面宽度（6.5in）（2）公制规格标志：例如：195/60HR14轮辋名义直径（14in）子午线轮胎标志速度符号（210km/h）轮胎名义高宽比（H/B≈0.60）轮胎名义断面宽度（195mm）国际标准化组织（ISO）现定新轮胎规格标志由下面内容组成：①轮胎名义断面宽度，单位为（mm）②轮胎名义高宽比③轮胎结构标志④轮辋名义直径，单位为in⑤负荷指数⑥速度符号例如195/60R1485H速度符号（210km/h）负荷指数（515kg）轮辋名义直径（14in）子午线轮胎标志轮胎名义高宽比（H/13≈0.60）轮胎名义断面宽度（195mm）三、轮胎选用原则1．轮胎类型的选择货车普遍采用高强度尼龙帘布轮胎。越野车选用胎面宽，直径较大的低压胎或超低压胎。轿车采用直径较小的宽轮辋低压胎。以子午线轮胎为优先选择之列。2．轮胎花纹的选择高速行驶汽车不宜采用加深花纹和横向花纹（易发热）的轮胎。低速行驶汽车轮胎应采用加深花纹或超深花纹（可提高使用寿命）。3．轮胎尺寸和气压的选择轮胎尺寸和气压主要是根据汽车承受载荷情况和行驶速度来选择，可通过查阅国家标准获得。复习思考题：1．轮胎的结构由那几部分组成？2．子午线轮胎与交胎相比有哪些优点？3．车轮由哪些部分组成？4．国产轮辋和轮胎规格代号名是什么？切诺基汽车轮辋15×6JJ代表什么意思？奥迪汽车轮胎185/80R1490S表示什么意思？5．如何正确选择轮胎？第五节悬架汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。它的作用是：弹性连接车桥与车架，缓和行驶中受到的冲击力，衰减由于弹性系统的振动，保证汽车行驶平顺性，改善操纵稳定性。一、悬架概述一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。减振器有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器。导向机构横向稳定杆1.悬架种类（1）独立悬架两侧车轮分别独立地与车架（或车身）弹性地连接，当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响到另一侧车轮。所采用的车桥是断开式的。这样使得发动机可放低安装，有利于降低汽车重心。允许前轮有大的跳动空间，便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改善。非簧载质量小，可提高汽车车轮的附着性。（2）非独立悬架如图4-57(b)所示。其特点是:两侧车轮安装于一整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上，非独立悬架由于非簧载质量比较大，高速行驶时悬架受到冲击载荷比较大，平顺性较差。2.汽车性能对悬架的要求人体所习惯的垂直振动频率约为1～1.6Hz。汽车振动的固有频率按下式计算：???式中：g重力加速度；f弹簧变形量M簧载质量C(=Mg/f)悬架刚度在悬架垂直载荷一定时，悬架刚度越小，固有频率就越低。（一般货车固有频率是1.5～2Hz，旅行客车1.2～1.8Hz，高级轿车1～1.3Hz。）当悬架刚度一定时，簧载质量越大，固有频率越低。为了使空载和满载固有频率保持一定或很小变化，需要把悬架刚度做成可变或可调的。簧上质量簧下质量(非簧载质量M)减小非簧载质量可使车身振动频率降低，而车轮振动频率升高，这对减少共振，改善汽车的平顺性是有利的。非簧载质量对平顺性的影响，常用非簧载质量和簧载质量之比m/M进行评价，此比值越小越佳。当汽车受侧向力作用发生车身侧倾，若侧倾角过大，乘客会感到不安全，不舒适，如侧倾角过小，车身受到横向冲击较大，乘客也会感到不适，司机路感不好。整车侧倾角刚度应满足：当车身受到0.4g侧向加速度时，其侧倾角在2.5～4°范围内。汽车有一定不足转向特性，前悬架侧倾角刚度应大于后悬架侧倾角刚度。一般前悬架侧倾角刚度与后悬架侧倾角刚度比应在1.4～2.6范围内，如前后悬架本身不能满足上述要求，可在前后悬架中加装横向稳定杆，提高汽车操纵稳定性。二、弹性元件悬架采用的弹性元件有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧、橡胶弹簧等。1.钢板弹簧等强度梁、主片、卷耳、衬套（由青铜、塑料、橡胶或粉沫冶金制成）、钢板弹簧销、固定支架、吊耳、U形螺栓、中心螺栓钢板弹簧能起到导向机构的作用。各片间摩擦、润滑、动刚度、少片簧、加装减振器。2.螺旋弹簧3.扭杆弹簧4.气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧两种。压缩空气气压为0.5～1MPa,分为囊式和膜式空气弹簧。油气弹簧以气体（氮惰性气体）作为弹性介质，用油液作为传力介质。三、减振器(1)在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。(2)在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应大，迅速减振。(3)当车桥（或车轮）与车架间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。四、横向稳定器五、非独立悬架1.钢板弹簧式非独立悬架为了提高汽车的平顺性，有些轻型货车采用主簧下加装副簧，实现渐变刚度钢板弹簧。2.螺旋弹簧非独立悬架3.空气弹簧非独立悬架六、独立悬架根据导向机构不同的结构特点，独立悬架可分为：横向摆臂式（包括单横臂、双横臂）、纵向摆臂式（包括单纵臂、双纵臂）及车轮沿主销方向跳动式（滑柱摆臂式）等。单斜臂和多杆式可以看作以上某两种形式的结合。目前采用较多的是双横臂式和滑柱摆臂式。1.双横臂式独立悬架上下两摆臂不等长，选择合适的比例，可使车轮在跳动中，车轮和主销的角度及轮距变化不大。2.滑柱摆臂（麦弗逊）式独立悬架滑柱摆臂式悬架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱并兼起转向主销作用，螺旋弹簧与其装于一体。这种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承，允许滑柱上端作少许角位移。3.斜置单臂式独立悬架4.多杆式独立悬架七、新式悬架装置主动悬架能动地控制垂直振动及其车身姿态，根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼。系统由传感器、控制阀、执行机构和悬架系统组成。复习思考题：1.什么是独立悬架和非独立悬架？2.弹性元件有哪几种？奥迪100前悬架用的什么弹性元件？3.减振器与弹性元件应如何配合工作？4.独立悬架主要有几种类型？5.自动空气悬架是利用什么原理改善汽车行驶平顺性？–•