汽车知识(第三讲)讲解

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1、第三讲 系统知识 主讲：张海行主讲：张海行 汽车知识讲座汽车知识讲座 底盘系统基础知识目录底盘系统基础知识目录 续：续： 悬架系统悬架系统 转向系统转向系统 制动制动系统系统 悬架的作用悬架的作用 1 悬架的作用 悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接 装 置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力 矩，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰 减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。 2 悬架的结构 典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等 组 成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又 有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧以及空气弹簧、橡胶等 形式，而现代轿

2、车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别 高级轿车则使用空气弹簧。 弹性元件弹性元件 2.1 弹性元件 弹性元件起缓冲作用 。从轿车上来讲，弹性元件多 指螺旋弹簧，它只承受垂直载荷，缓和及抑制不平路面 对车体的冲击，具有占用空间小，质量小，无需润滑的 优点，但由于本身没有摩擦而没有减振作用。 弹性元件分类：常用的有螺旋弹簧、钢板弹簧、扭 杆弹簧、气体弹簧、橡胶弹簧。气体弹簧用于主动悬 架，橡胶弹簧主要用作缓冲块。 2.1.1 螺旋弹簧 由弹簧钢丝卷制而成。汽车用的多为等刚度弹簧。特 点：应用在很多独立悬架中，轿车及对舒适性要求较高的 大 型车后悬架也使用。无需润滑，不怕泥污。安置时所需空 间 不大

3、、质量小、价格便宜、结构不复杂，具有较好的比能 容 量等。 弹性元件 2.1.2 钢板弹簧 由等宽不等长（等宽不等厚）的合金弹簧片构成的近似 等强度的弹性梁，中心螺栓将各片连接起来，保证各片装配 时 的相对位置，但中心孔处易造成应力集中，削弱弹簧片强度 。 第一片为主片，两端有卷耳，内有橡胶套（塑料、青钢、粉 末 冶金、聚氨脂等制成的耐磨件）。通过与固定在车架上（或 车 身）吊耳支架形成铰链连接，一般中部固定在车桥上，有对 称、不对称。非独立悬架中最为普遍使用钢板弹簧纵置在车 架 两侧，用U型螺栓固定在桥壳上。兼起弹性元件和导向杆的 双 重作用。工作时。各片之间相互滑动而产生磨擦，所以衰 减振

4、动，但各片间的干磨擦使车轮受到的冲击很大程度上传 给 车架降低了悬架缓冲能力，并加速弹簧片的磨损，为了减少 磨 损，可以在各片间增加润滑剂（石墨等）。 2.1.3 扭杆弹簧 利用具有扭曲的弹簧钢制成的，断面为圆形、管形或 矩形,一端与车身相连,另一端与悬架的控制臂相连,车轮 上、下运动时扭杆便发生扭曲，起弹簧作用。 特点：这种方式的弹簧要节省纵向空间。适用于小型或 厢式车。但当扭曲角度变大，弹簧刚度急速变大，不利于 乘坐舒适性。按车身前后方向装配的扭力杆件向前方则车 头加长，伸向后方则势必增加室内底板的高度，对汽车的 造型与车内空间形成局限性所以用的不多。 弹性元件弹性元件 2.1.4 气体弹

5、簧 结构:在一个密封的容器内充满压缩气体(0.51N/mm2), 利 用气体的可压缩性实现其弹簧作用的。 特点： 1）刚度递增性，气体弹簧其刚度随载荷的增大而减小， 行驶在凸凹不平的路面时弹簧柔软，当受到大的冲击时具 有 足够的刚度，具有理想的弹性特性。 2）在主动悬架中，可调车高和控制悬架刚度。 3）低速行驶时转为小刚度。在制动和加速时，使前后弹 簧刚度加大，转弯时刚度增大从而减小侧偏角，可进行综 合 控制，自动调高。 弹性元件弹性元件 缺点：靠压力变化控制车高必须装备气泵，此外，还需 要多种附件。如空气干燥气、控制电路的电磁阀等，一 旦发生漏气，弹簧失效，且结构复杂无法维修。 气体弹簧分类

6、：囊式、膜式、油气：油传力介质， 气体为弹性介质。 2.1.5 橡胶弹簧 利用橡胶车身的弹性来起弹性元件作用的，它不承受 垂直载荷 也可以承受扭转载荷。优点是单位质量的储能 量较金属多，隔音性能好，多用作悬架的副簧和缓冲块。 弹性元件弹性元件 2.2 导向装置 作用：这些件与悬架的形式无关，形状各异，没有标准 的称呼，指车架的上下摆臂等叉形刚架、转向节等元件， 用来传递纵向力，侧向力及力矩，并保证车轮相对于车架 (或车身)有确定的相对运动规律。 2.3 横向稳定杆 作用：使左右弹簧不等压缩引起的附加载荷给以传 递和平衡、减小横向倾斜和横向角振动。 导向装置导向装置 减振器 2.4 减振器 减振

7、器指液力（或气压）减振器，是为了加速衰减车 身的振动，它是悬架机构中最精密和复杂的机械件。 当汽车在不平坦的道路上行驶，车身会发生振动， 减 振器能迅速衰减车身的振动，利用本身的油液流动的阻力 来消耗振动的能量。当车架与车轴相对运动时，减振器内 的油液流动阻尼吸收震动，为了更好行驶平稳性和舒适 性，将阻尼系数匹配在某一数值上，使悬架性能处在最优 的状态。有些轿车的减振器是可调式的，将阻尼分级，根 据传感器信号自动选择所需要的阻尼级。 悬架的形式 3 悬架的形式 汽车悬架的形式分为非独立悬架和独立悬架两种。 非独立悬架的车轮装在 一根整体车轴的两端， 当一边车轮跳动时，影 响另一侧车轮也作相应

8、的跳动，使整个车身振 动或倾斜，汽车的平稳 性和舒适性较差，但由 于构造较简单，承载力 大，目前仍有部分轿车 的后悬架采用这种型式 。 悬架的形式 非独立悬架常见形式：钢板弹簧式非独立悬架 、螺旋 弹簧式非独立悬架、空气弹簧非独立悬架。 中意、民意、松花江系列车的后悬架采用钢板弹簧式 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。如哈飞中意、民意后悬 架。其主簧由厚度为7mm（或6 mm）的3片或（4片）和 副簧厚度为13mm的1片组成几种车型渐变刚度钢板弹簧 。在小载荷状况时，仅主簧起作用，而当载荷增到一定 值时，主簧与副簧接触，共同发挥作用，

9、悬架刚度得到 提高，弹簧特性变为非线性的，当副簧全部参加工作后 ，弹簧特性又变成线性的。 悬架的形式 螺旋弹簧非独立悬架 因为螺旋弹簧作为弹性元件，只能承受垂直载荷，所 以其悬架系统要加设导向机构和减振器。哈飞路宝后 悬架便是螺旋弹簧非独立悬架。 悬架的形式 独立悬架的车轴分成两 段，每只车轮用螺旋弹 簧独立地安装在车架(或 车身)下面，当一边车轮 发生跳动时，另一边车 轮不受波及，汽车的平 稳性和舒适性好。但这 种悬架构造较复杂，承 载力小。现代轿车前后 悬架大都采用了独立悬 架，并已成为一种发展 趋势。 悬架的形式 优点：每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在 车架或车身下面的。质量轻，

10、减少了车身受到的冲击 ，并提高了车轮的地面附着力；可用刚度小的较软弹 簧，改善汽车的舒适性；可以使发动机位置降低，汽 车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左 右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震 动。 缺点：独立悬架存在着结构复杂、成本高、维修不便 的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬架，按其结构 形式的不同，独立悬架又可分为横臂式、纵臂式、多 连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架等。 悬架的形式 独立悬架常见形式：麦弗逊式和多连杆 式等。 麦弗逊式悬架：哈飞路宝前悬架、哈飞 民意前悬架、哈飞中意前悬架、哈飞赛 马前悬架、哈飞赛豹前悬架。 多连杆式悬架：哈飞赛豹后悬架、哈飞 赛马后悬架

11、。 麦弗逊式悬架 悬架的形式 麦弗逊式悬架的车轮沿着主销滑动，它 的主销是可以摆动的。 优点：结构紧凑，车轮跳动时前轮定位 参数变化小，有良好的操纵稳定性，发 动机及转向系统的布置方便；滑柱受到 的侧向力又有了较大的改善。麦弗逊式 悬架多应用在中小型轿车的前悬架上， 哈飞所有车型前悬架都是麦弗逊式悬架 。虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量最 高的悬架结构，但它仍是一种经久耐用 的独立悬架，具有很强的道路适应能力 。 悬架的形式 多连杆式悬架 悬架的形式 多连杆式悬架是由(35)根杆件组合起来控制 车轮的位置变化的悬架。多连杆式能使车轮绕 着与汽车纵轴线成二定角度的轴线内摆动，是 横臂式和纵臂式的折

12、衷方案，适当地选择摆臂 轴线与汽车纵轴线所成的夹角，可不同程度地 获得横臂式与纵臂式悬架的优点，能满足不同 的使用性能要求。多连杆式悬架的主要优点是 ：车轮跳动时轮距和前束的变化很小，不管汽 车是在驱动、制动状态都可以按司机的意图进 行平稳地转向，其不足之处是汽车高速时有轴 摆动现象。 悬架的形式 转向系统的分类转向系统的分类 机械式转向系统 转向器机械式结构，无转向助力。 应用车型：路宝、中意、民意、面包车系列 。 构造：转向盘、转向管柱、转向器。 转向系统的分类转向系统的分类 液压助力式转向系统液压助力式转向系统 液压助力式转向系统（HPS） 转向器液压式结构，液压系统提供转向助力 。 应

13、用车型：路宝、赛马、赛豹车。 构造：转向盘、转向管柱、动力转向器、转 向油泵、转向油管及油罐。 原理：油泵产生液压通过转向器转阀分 配压力油分配到转向器助力缸转向助力。 POWER STEERING GEAR 动力齿轮齿条转向器 中间轴 油泵 油管 油罐 转向柱 液压助力式转向系统液压助力式转向系统 电动助力转向系统（EPS） 转向轴或转向器采用助力电机驱动方式， 提供转向助力。 应用车型：路宝。 构造：转向盘、转向管柱（含助力电机） 、转向器。 电动助力式转向系统电动助力式转向系统 E.C.U VEHICLE SPEED 汽车速度 马达 转向柱 中间轴 扭矩传感器 机械式齿轮齿条转向器 转向

14、系统的分类转向系统的分类 Vehicle Speed(车辆速度) 减速器 Motor (马达) E.C.U Engine Speed(发动机速度 ) Torque Sensor (扭矩传感器) Input Torque (输入扭矩) Output Torque (输出扭矩) 电动转向系工作原理电动转向系工作原理 电动转向系统的特点 减少能量损耗。 减少重量。 提高组装能力。 通过逻辑调整(无硬件变更)就能实现最佳性能 。 节约维修费用。 环境保护。 电动转向系特点电动转向系特点 安全管柱（一）安全管柱（一） 根据GB11551“乘用车正面碰撞乘员防护”和 GB11557“防止汽车转向机构对驾驶

15、员伤害的规定 ” 等强制检测要求的需要，因此，转向系统应该设置必 要的防伤装置以保护前排乘员的安全。 原理： 通过转向管柱的分段设计，使两段连接部分具有 可压缩的特性，从而在汽车发生正面碰撞时，该部位 产生塑性变形并吸收冲击能量，并为驾驶员提供足够 的生存空间。 通过对转向管柱在车体安装方式的设计，使连接 变成可脱离方式，以便在管柱受到冲击后，能够从车 体上脱落，从而对驾驶员进行必要的保护。 应用车型：民意、路宝、赛马、赛豹等车型。 安全管柱（二）安全管柱（二） 转向管柱分段设计 转向管柱支架可脱离设计 下柱管 上柱管 安全气囊安全气囊 1 安全气囊的分类 安全气囊可分为机械式和电子式两种。

16、其中： 机械式是指安全气囊的气体发生器的工作不需要ECU控制 ，直接由发生器内部的碰撞传感器触发引爆装置工作。 电子式是指安全气囊的工作，由传感器产生的电信号传导 给ECU，从而由ECU发出气体发生器是否工作的指令的装置 。 机械式安全气囊机械式安全气囊 应用车型：中意车、民意车、百利车等。 构造：转向盘本体、气体发生器、气袋及转向 盘饰盖。 转向盘本体 转向盘饰盖 气体发生器 机械式安全气囊机械式安全气囊 工作原理：触发式碰撞传感器气体发生器工作 产生气体充满气袋。 特点：开发成本低、周期短，结构简单。 电子式安全气囊电子式安全气囊 应用车型：路宝车、赛马车、赛豹车等。 构造：转向盘本体、气体发生器、气袋及转 向盘饰盖。 电子式安全气囊电子式安全气囊 工作原理：碰撞传感器安全传感器安全 气囊ECU判断起爆信号时钟弹簧气体发 生器充满气袋。 特点：安全性高、系统功能容易扩展，智能 化。 电子式安全气囊电子式安全气囊 安