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1、 3 1 汽车行驶系概述 主要内容 行驶系的功用和结构形式 轮式行驶系的结构组成 车架的结构形式 特点 1 一 汽车行驶系的功用 3 1 汽车行驶系概述 1 接受由发动机经传动系传来的转矩 并通过驱动轮与路 面间的附着作用 产生路面对汽车的牵引力 以保证汽车正 常行驶 2 传递并承受路面作用于车轮上的各向反力及其所形成的 力矩 3 支撑汽车的总质量 缓和不平路面对车身造成的冲击和 振动 保证汽车行驶平顺性 4 与汽车转向系配合 实现汽车行驶方向的正确控制 以 保证汽车操纵稳定性 2 二 行驶系的结构形式 1 轮式行驶系 直接与路面接触的部分是车轮 2 半履带式和车轮 履带式 行驶系中直接与路
2、面接触的部分既有车轮又有履带 3 全履带式 行驶系中直接与路面接触的 部分是履带 3 4 三 轮式汽车行驶系组成 由车架 车桥 车轮 悬架等组成 5 1 支承连接汽车的各零部件 2 承受来自车内外的各种载荷 1 车架的的功用 2 结构形式 1 边梁式车架 2 中梁式 或称脊骨式 车架 3 综合式车架 4 无梁式 承载式 6 7 3 对车架的要求 1 首先应满足汽车总布置的要求 2 车架还应具有足够的强度与适当的刚度 3 要求其质量尽可能小 4 车架应布置得离地面近一些 以使汽车重心位 置降低 有利于提高汽车的行驶稳定性 8 a 边梁式车架 1 是由两根位于两边的纵梁和若干道横梁通过铆接或焊接而
3、 连成的坚固的刚性构架 2 纵 横梁通常用低合金钢板冲压而成 其断面形状有槽形 断面 箱形断面 Z 字形断面和 工 字形断面等几种 3 此外 在纵梁上还钻有很多装置孔 用以安装脚踏板 车 身 转向器和悬架总成及其支架 4 横梁不仅用来保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷 而 且还用来支承汽车上的主要部件 通常有5 8根横梁 特点 承载能力和抗扭刚度很强 结构简单 工艺要求较低 车身重量大 整车重心偏 高 9 b 中梁式车架 脊骨式车架 1 结构 只有一根位于中央贯穿前后的纵梁 亦称脊骨 式车架 2 特点 能使车轮有较大的运动空间 重量轻 重心低 强度和刚度较大 但制造精度要求高 维修不便 10 c
4、 综合式车架 综合式车架是由边粱式和中梁式车架联合构成的 车架 的前段或后段是边梁式结构 用以安装发动机或后驱动桥 而车架的另一段是中梁式结构 其悬伸出来的的支架可以固 定车身 传动轴从中梁的中间穿过 使之密封防尘 11 d 无梁式车架 承载式车架 如上海桑塔纳 一汽奥迪 捷达 高尔夫型轿 车均为承载式车身 特点 由钢或铝冲压 焊接而成 车身和车架合 二为一 重量轻 可利用空间大 重心低 设 计和工艺要求高 刚度不足 12 习题 1 车架主要作用是安装汽车总成或部件 2 现代轿车一般采用 A中梁式车架 B承载式车架 C边梁式车架 D综合式车架 3 轮式行驶系一般 组成 4 边梁式车架刚度很强而
5、承载式车架刚度则不 足 13 5左图所示的汽车行驶系 是属于 A轮式 B半履带式 C全履带式 D车轮 履带式 6左图所示的汽车行驶系 中 将汽车的各相关总成连 接成 个整体 构成汽车的 装配基础部件是 A悬架 B车桥 C车架 D车轮 14 位置 通过悬架与车架或承载式车身相连 两 端安装车轮 作用 传递力及弯矩和扭矩 分类 根据悬架结构 整体式 采用非独立悬架 断开式 与独立悬架配用 根据车轮作用转向桥 驱动桥 转向驱动桥和支持桥 按车桥的位置前桥和后桥 第二十二章 车桥和车轮 15 一 转向桥 1 功用 1 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 2 承受车轮与车架之间的垂直
6、载荷 纵向的道路阻力 制动力和侧向力以及这些力所形成的力矩 2 要求 1 由于路况复杂 车桥需要有一定的刚度和强度 2 转向轮具有正确的定位角和合适的转向角 3 尽量减少转向轮质量和转向传动件的摩擦阻力 16 3 组成 前轴 转向节 主销和轮毂 1 前轴 断面一般是工字形 两断采用近似方形断面 中 部向下弯曲成凹形 两端各有一个加粗部分成拳形 其 中有通孔 主销即插入此孔 2 转向节 是车轮转向的铰链 它是一个叉形件 上下两 叉有安装主销的两个同轴孔 转向节轴颈用来安装车轮 17 3 主销 作用是铰接前轴及转向节 使转向节绕着主 销摆动以实现车轮的转向 4 轮毂 车轮轮毂支承在转向节外端的轴颈
7、上 轴承 的松紧度可用调整螺母 装于轴承外端 加以调整 18 19 20 二 转向驱动桥 1 功用 能同时实现转向和驱动两种功能 2 结构特点 1 与转向轮相连的半轴必须分成内外两段 内半轴和外 半轴 其间用万向节 一般多用等角速万向节 连 接 2 主销也被半轴截成上下两段 3 转向节轴颈部分做成中空的 以便外半轴穿过其中 3 转向功能 主要由中空的转向节 分成上 下两段的 主销及轮毂完成 驱动功能 主要由主减速器 差速器及由万向节联结 的内 外半轴等来完成 21 22 三 转向轮定位 1 转向轮定位 前轮定位 指转向轮 转向节和前轴 三者之间的安装应保持一定的相对位置 2 前轮定位的要求 1
8、 可使汽车直线行驶稳定而不摆动 2 转向时转向盘上的作用力不大 3 转向后转向盘具有自动回正作用 4 轮胎与地面间不打滑以减少油耗 5 延长轮胎使用寿命 3 前轮定位包括 主销后倾角 主销内倾角 前轮外倾角 及前轮前束 23 四 转向轮定位参数 1 主销后倾角 1 定义 在汽车纵向平面内 主销轴线和地面垂直线的夹 角 一般r 30 2 作用 是保持转向轮自动 回正 3 有些轿车的后倾角为负值 即主销前倾 由于轿车的轮 胎气压都很低 弹性好 使 稳定力矩增加 24 1 主销内倾角 在汽车横向平面内的夹角 主销上部向 内倾斜的角度 2 当车轮转向或偏转时 能使转向轮连同整个汽车前部 向上抬起一个相
9、应的高度 在重力的作用下转向轮将回 到原来的中间位置 汽车重心最低 使转向轮自动 回正 3 主销内倾减小了主销轴线的延长线与地面交点到车轮 中心平面与地面交线的距离 c 即减小了力臂 转向 轻便 减小冲击 4 主销内倾角过大 轮胎与路面产生较大的滑动 使转 动沉重 转向轮的轮胎磨损增加 5 一般 主销内倾角不大于80为宜 2 主销内倾 25 a 3 前轮外倾角 1 前轮外倾角 在横向平面内 车轮上部相对于铅垂面向外倾 斜的角度 2 作用 a 减少轮胎的偏磨损 b 减少轮毂外轴承及锁紧螺母 的负荷 延长其使用寿命 c 与拱形路面相适应 3 一般 前轮外倾角为l0左右 由 于轿车满载与空载时前轴的
10、变 形很小 所以 前轮外倾角很 小 甚至为零 26 4 前轮前束 1 前轮前束 汽车两前轮的中 心平面不平行 两轮后边缘 距离A与前边缘距离B之差 A B 称为前束值 2 前轮前束的作用 是减轻或 消除前轮外倾所带来的不良 后果 使车轮任一瞬时的滚 动方向都朝向正前方 3 前轮前束可通过改变横拉杆 的长度来调整 一般前束值 为0 12mm A B 27 第二节 车轮与轮胎 车轮与轮胎的功用 1 支承整车的质量 2 缓和由路面传来的冲击力 3 通过轮胎同路面间存在的附着力来产生驱动力和制动力 4 汽车转弯行驶时产生平衡离心力的侧抗力 在保证汽车 正常转向行驶的同时 通过车轮产生的自动回正力矩 使
11、 车轮保持直线行驶的方向 5 承担越障提高通过性的作用等 车轮的组成 车轮由轮毂 轮辋以及这两个元件之间的所有连接部分组成 28 一 车轮的类型 1 辐板式车轮 连接轮毂和轮辋的元件是钢质的圆盘 称 为辐板 有些轿车为了减轻车轮质量和有利于制动毂的散热 采 用铝合金铸造加工辐板 车轮辐板布孔的目的是 减轻重量 有利于制动毂的散 热 便于手操作气门嘴 同时可作为装卸车轮时的把手 29 30 2 辐条式车轮 连接轮毂和轮辋的元件是钢丝辐条或者是 与轮毂铸成一体的铸造辐条 钢丝辐条价格昂贵 维修安装 不便 仅用于赛车和某些高级轿车上 铸造辐条应用于重型 汽车上 31 3 轮辋 1 轮辋的结构 1 深
12、槽轮辋 图a 它有带肩的 凸缘 用以安放外胎的胎圈 断 面的中部制成深凹槽 其特点是 结构简单 刚度大 重量轻 适 宜小尺寸弹性较大的轿车轮胎 较硬的轮胎则难以装入这种整体 轮辋 32 2 平底轮辋 图b 轮辋底部 为平底 挡圈1为整体圆环形 锁圈2为开口圆环形 安装轮胎 时 先将轮胎套在轮辋上 再 套上挡圈 并把挡圈向里推 直至越过轮辋上的环形槽 再 将开口弹性锁圈嵌入环形槽 其特点是易于装拆轮胎 但零 件数量增多 33 3 对开式轮辋 图c 轮辋由内外两部分组 成 二者用螺栓联接 挡圈l为可拆式或不可拆 式 其特点是轮胎装拆 方便 生产工艺简单 34 2 轮辋轮廓类型及代号 35 3 国产
13、轮辋的规格代号 36 二 轮胎 1 轮胎的作用 1 与汽车悬架共同缓和行驶时所受到的冲击 并衰减由 此所产生的振动 以保证良好的乘坐舒适性和行驶平 顺性 2 保证车轮与路面有良好的附着性 以提高汽车的牵引性 制动性及通过性 3 支承汽车的重量 2 要求 为实现上述轮胎三方面功用 轮胎必须具有适宜的弹性和 承载能力 并应具有增强附着作用的花纹 37 3 充气轮胎的分类 1 按组成结构分为 有内胎轮胎 无内胎轮胎 2 按帘线排列分为 普通交胎 子午线胎 3 按气压不同分为 高压胎 气压为0 5 0 7MPa 低 压胎 气压为0 15 0 45MPa 超低压胎 气压低于 0 15MPa 轿车 货车广
14、泛采用低压胎 其原因是低压胎弹性好 断面宽 与道路接触面积大 壁薄而散热性良好 从而延 长了道路和轮胎本身的使用寿命 提高了汽车的行驶平顺性 和转向操纵的稳定性 38 4 有内胎充气轮胎的结构 由内胎2 外胎l和垫带3组成 外胎强度高而富有弹性 用以保护内胎 承受汽车的载 荷 内胎中充满压缩空气以增加弹性 垫带在内胎与轮辋之 间 以防止内胎轮辋及外胎的胎圈擦伤 并防止尘土及 水汽浸入胎内 39 帘布层是外胎的骨架 也 称胎体 主要作用是承受 载荷 保持外胎的形状和 尺寸 缓冲层位于胎面和帘布层 之间 作用缓冲减振 胎面是外胎的表面 包括 胎冠 胎肩和胎侧 胎缘 圈 的作用是使外 胎牢固地装在车
15、辋上 40 41 5 无内胎充气轮胎的结构 无内胎充气轮胎是把空气直 接压入外胎中 因此外胎与轮辋 间需要有很好的密封 在外胎内壁上附加一层厚2 3mm的橡胶密封层2 在橡胶密封 层2正对着胎面方向的内环面贴着 一层自粘层1 在外胎被穿孔时可 自行粘合 胎圈外侧有若干道同 心的环形槽纹5 在充气后此槽纹 5可紧密地贴在轮辋的边缘上 以 保证密封 气门嘴4直接固定在轮 辋上 42 43 6 在无内胎充气轮胎中一般不用自粘层 无内胎轮胎中的自粘层在外胎穿孔时可自行粘合穿孔 但目前一般多采用无自粘层的无内胎轮胎 其原因是 1 当天气炎热时 自粘层可能软化而向下流动 破 坏车轮已有的平衡状态 2 外胎
16、内壁有一层密封层 当轮胎穿孔时 穿孔处 的橡胶处于压缩状态而紧裹着穿刺物 故能维持一段时间 不漏气 即使拔出穿刺物 也能暂时保持胎内气压 这在 一定程度上起到了自粘层的作用 44 7 子午线轮胎 帘布层帘线的排列方向与轮 胎的子午断面一致 这种排列使 帘线的强度能得到充分的利用 若承载能力相同 则子午线轮胎 的帘布层数一般比普通斜线胎可 减少40 50 子午线轮胎具有若干层帘线 与子午断面呈大角度 高强度 不易拉伸的周向环形的类似缓冲 层的带束层 极大地提高了胎面 的刚度和强度 45 46 优点 1 接地面积大 附着性能好 胎面滑移小 对地面单位压力小 滚动阻 力小 使用寿命长 2 胎 冠较厚有坚硬的带束层 不 易刺穿 行驶时变形小 可 降低油耗 3 胎侧薄 散 热性好 径向弹性大 缓冲 性能好 负荷能力较大 4 承受侧向力时 接地面积 基本不变 8 子午线轮胎与普通 斜交胎的结构比较 47 9 轮胎的帘线有几种 各有何特点 目前使用的帘线有棉线 人造丝线 尼龙线及钢丝 棉线取材方便 抗拉强度低 现在已基本上不用 人造丝线的强度和弹性都优于棉线 尼龙线的弹性和强度又比人造丝好 且寿命
