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你所不知道的汽车底盘构造  弹簧展-2014第十五届广州国际弹簧工业展览会-全球最大弹簧展会-巨浪展览-The 15th China(Guangzhou0Int’l Spring Industry Exhibition
2013年11月6日  弹簧展
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     底盘作用是支承、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,保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。

        行驶系

        行驶系由汽车的车架、车桥、车轮(注意)和悬架等组成。

        一、汽车行驶系的功用

        1、将汽车构成一个整体,承受汽车的总重量。

        2、接受传动系的动力,通过驱动轮与路面的作用产生牵引力,使汽车正常行驶。

        3、承受并传递路面作用于车轮上的各种反力和力矩,缓和不平路面对车身造成的冲击,衰减汽车行驶中的振动,保持行驶的平顺性。

        4、与转向系配合,保证汽车操纵稳定性。

        二、汽车行驶系的组成

        一般由车架、车桥、车轮和悬架组成。

        车架

        一、功用:车架是汽车的基体,如发动机、变速器、传动机构、操纵机构、车身等总成和部件都安装于车架上。

        二、车架的类型

        汽车上装用的车架按其结构形式不同可分为:边梁式车架、中梁式车架、综合式车架和无梁式车架。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。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。

        车桥

        一、作用:车桥通过悬架与车架连接,支承着汽车大部份重量,并将车轮的牵引力或制动力,以及侧向力经悬架传给车架。

        二、类型:汽车的车桥分为整体式和断开式两种。按使用功能划分,车桥又可分为转向桥、转向驱动桥、驱动桥和支持桥。

        ①、转向桥

        安装转向轮的车桥叫转向桥。现代汽车一般都是前桥转向,也有少数是多桥转向的。

        ②、与非独立悬架匹配的转向车桥

        这类转向桥结构大体相同,主要由前梁、转向节、主销和轮毂等部分组成。车桥两端与转向节绞接。前梁的中部为实心或空心梁。

        ③、与独立悬架匹配的转向桥

        断开式转向桥的作用与非断开式转向桥一样,所不同的是断开式转向桥与独立悬架匹配,断开式车桥为活动关节式结构。

        c、转向车轮定位

        为了使汽车保持稳定的直线行驶,转向轻便、减少轮胎与转向机构的磨损,要求装配后的转向车轮、转向节和前轴与车架有正确的相对位置。前轮、前轴、转向节与车架的相对安装位置,称为转向车轮定位,也称前轮定位。前轮定位包括主销后倾、主销内倾、前轮外倾、前轮前束四个参数。

        A、主销后倾:主销装在前轴上后,其上端略向外倾,称为主销后倾。

        B、主销内倾:主销装在前轴上后,其上端略向内倾,称为主销内倾。

        C、前轮外倾:汽车的前轮安装后,其旋转平面上方略向外倾,称为前轮外倾。

        D、前轮前束:汽车两个前轮的旋转平面不平行,前端略向内收,称为前轮前束。汽车的前束值一般小于10mm,通过改变横拉杆的长度可以调整前束的大小。

        2、支持桥

        转向桥和支持桥都属于从动桥。有些单桥驱动的三轴汽车,往往将后桥设计成支持桥。挂车上的车桥也是支持桥。发动机前置前驱动轿车的后桥也属于支持桥。

        传动系

        传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。

        一、传动系的功用

        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。

        二、传动系的种类和组成 

        传动系可按能量传递方式的不同,划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。

        三、传动系的布置型式

        机械式传动系常见布置型式主要与发动机的位置及汽车的驱动型式有关。可分为: 

        1.前置后驱—FR:即发动机前置、后轮驱动 

        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。它是前轮转向后轮驱动,发动机输出动力通过离合器—变速器—传动轴输送到驱动桥上,在此减速增扭后传送到后面的左、右半轴上,驱动后轮使汽车运行,前后轮各行其职,转向与驱动分开,负荷分布比较均匀。

        2.后置后驱—RR:即发动机后置、后轮驱动 

        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。发动机后置,使前轴不易过载,并能更充分地利用车厢面积,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。 

        3.前置前驱—FF:发动机前置、前轮驱动

        这种型式操纵机构简单、发动机散热条件好。但上坡时汽车质量后移,使前驱动轮的附着质量减小,驱动轮易打滑;下坡制动时则由于汽车质量前移,前轮负荷过重,高速时易发生翻车现象。现在大多数轿车采取这种布置型式。

        4.越野汽车的传动系

        越野汽车一般为全轮驱动,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。目前,轻型越野汽车普遍采用4×4驱动型式,中型越野汽车采用4×4或6×6驱动型式;重型越野汽车一般采用6×6或8×8驱动型式。

        悬架

        一、作用把车架与车桥弹性连接起来,吸收或缓和车轮在不平路面上受到的冲击和振动,传递各种作用力和力矩。

        二、组成一般由弹性元件、导向装置和减振器三部分组成。

        三、类型悬架可分为独立悬架和非独立悬架两类。

        1、独立悬架 独立悬架的特点是:每一侧车轮单独通过弹簧悬挂在车架下面,汽车行使中,当一侧车轮跳动时,不会影响另一侧车轮的工作。独立悬架中多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧作为弹性元件,并配用导向装置和减振器。独立悬架在轿车上广泛应用。

        2、非独立悬架 非独立悬架的特点是两侧的车轮分别安装在同一整体式车轿上,车轿通过弹性元件与车架相连。这种悬架在汽车行驶中,当一侧车轮跳动时,另一侧车轮也将随之跳动。非独立悬架中广泛采用钢板弹簧作为弹性元件,这种悬架在中、重型汽车上普遍采用。

        四、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。

        a、钢板弹簧

        钢板弹簧又叫叶片弹簧,它是由若干不等长的合金弹簧片叠加在一起组合成一根近似等强度的梁。钢板弹簧的第一片(最长的一片)称为主片,其两端弯成卷耳,内装青铜或塑料或橡胶。粉沫冶金、制成的衬套,用弹簧销与固定在车架上的支架、或吊耳作铰链连接。钢板弹簧的中间用U形螺栓与车桥固定。

        钢板弹簧在载荷作用下变形,各片之间因相对滑动而产生摩擦,可促使车架的振动衰减。各片间的干摩擦,车轮将所受冲击力传递给车架,且增大了各片的磨损。所以在装合时,各片间涂上较稠的润滑剂(石墨润滑脂),并应定期保养。

        b、螺旋弹簧

        螺旋弹簧是用弹簧钢棒卷制而成,它们有刚度不变的圆柱形螺旋弹簧和刚度可变的圆锥形螺旋弹簧。

        螺旋弹簧大多应用在独立悬架上, 尤以前轮独立悬架采用广泛。有些轿车后轮非独立悬架也有采用螺旋弹簧作弹性元件的。由于螺旋弹簧只承受垂直载荷,它用做弹性元件的悬架要加设导向机构和减振器。它与钢板弹簧相比具有不需润滑,防污性强,占用纵向空间小,弹簧本身质量小的特点,因而现代轿车上广泛采用。

        c、扭杆弹簧

        扭杆弹簧总成用铬钒合金弹簧钢制成,它的表面经过加工很光滑。通常为保护扭杆表面,在其上涂有环氧树脂,并包一层玻璃纤维,再涂一层环氧树脂,最后涂上沥青和防锈油漆,以防摩蚀和损坏表面,从而提高扭杆弹簧的使用寿命。

        d、气体弹簧

        气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧两种。

        气体弹簧是以空气做弹性介质,即在一个密闭的容器内装入压缩空气(气压为0.5~1MPa),利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。这种弹性元件叫空气弹簧,它分为囊式和膜式空气弹簧。空气弹簧在轿车上有采用尤其在主动悬架中被采用。这种弹簧随着载荷的增加,容器内压缩空气压力升高,使其弹簧刚度也随之增加,载荷减少,弹簧压力也随空气压力减少而下降,因而这种弹簧有其理想的弹性特性。

        五、减振器

        功用改善汽车行驶平顺性。

        为衰减振动,汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器。

        工作原理是当车架(或车身)和车桥间受振动出现相对运动时,减振器内的活塞上下移动,减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力,使汽车振动能量转化为油液热能,再由减振器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时,阻尼力随车架与车桥(或车轮)之间的相对运动速度增减,并与油液黏度有关。

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