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1、汽车行驶系概述,车架与车桥,车轮与轮胎,悬 架,第十七章 汽车行驶系统,汽车行驶系的基本组成,轮式行驶系主要由车架、车桥、悬架和车轮等组成， 车架是全车的装配基体，将整个汽车连接成一整体；车轮安装在车桥上，支承着车桥与汽车；悬架把车架与车桥连接在一起，减少汽车在行驶中受到的各种冲击与振动。,第十七章 汽车行驶系统,1通过驱动车轮与路面之间的附着作用，使传动系传来的力矩变为汽车行驶的驱动力。 2支承汽车总质量，传递路面作用于车轮上的各种力及力矩。 3缓和冲击，衰减振动，保证汽车的行驶平顺性和与转向系配合保证汽车的操纵稳定性。,汽车行驶系的功用：,第十七章 汽车行驶系统,汽车行驶系的结构形式：,第
2、十七章 汽车行驶系统,汽车行驶系的结构形式：,第十七章 汽车行驶系统,汽车行驶系的结构形式：,第十七章 汽车行驶系统,汽车行驶系的结构形式：,第十七章 汽车行驶系统,汽车行驶系的结构形式：,第十七章 汽车行驶系统,汽车行驶系的受力情况,汽车行驶系的受力情况如图所示。其中Kt为驱动轮半径。 汽车的总重力Ga通过前、后车轮传到地面，引起地面分别作用于前轮和后轮上的垂直反力Z1和Z2。 当驱动半轴将驱动力矩Mt传到驱动轮时，通过车轮与路面的附着作用，路面向汽车施加使汽车前进的驱动力Ft。 由于驱动力作用在驱动轮与地面接触处，此力对车轮中心产生的反力矩FtKt使汽车前部具有向上抬起的趋势，从而使得前轮
3、上的垂直载荷减少，后轮上的垂直载荷增加。汽车突然加速行驶时，这种作用尤其明显。,第十七章 汽车行驶系统,汽车行驶系的受力情况,当汽车制动时，由制动力引起的反力矩使汽车前部有向下俯倾的趋势，从而使得后轮垂直载荷减少而前轮垂直载荷增加。紧急制动时，这种作用更加明显。 汽车在弯道或弓度较大的路面上行驶时，由于离心力或汽车质量在横向坡道上的分力作用，使汽车有侧向滑动的趋势，路面将产生阻止车轮侧滑的侧向力，此力由行驶系来传递和承受。 汽车在前进过程中，还受到车轮与地面作用产生的滚动阻力Ff,空气阻力Fa及加速阻力Fj，坡度阻力Fi等的作用。,第十七章 汽车行驶系统,汽车行驶系的行驶原理,根据以上受力情况
4、，来阐述汽车行驶系的行驶原理。分析汽车行驶系的驱动条件。 汽车匀速行驶时，驱动力Ft与滚动阻力Ff、空气阻力Fa、坡度阻力Fi的关系为： FtFfFaFi 汽车加速行驶时，驱动力Ft与滚动阻力Ff、空气阻力Fa、坡度阻力Fi的关系为： FtFfFaFi 汽车减速行驶至停或无法起步时，驱动力Ft与滚动阻力Ff、空气阻力Fa、坡度阻力Fi的关系为： FtFfFaFi 故汽车的驱动条件为： FtFfFaFi 值得注意的是，实际上汽车驱动力Ft的大小不仅取决于发动机输出转矩和传动系的结构，还取决于路面的附着性能。为使车轮在路面上不打滑，汽车驱动力Ft必须小于或等于附着力F。即 FtF,第十七章 汽车行
5、驶系统,车架的功用及类型,1车架的功用与要求 车架是连接在各车桥之间形似桥梁的一种结构，是整个汽车的安装基础。 （1）车架的功用 车架的功用是安装汽车的各总成和部件，并使它们保持正确的相对位置，并承受来自车上和地面的各种静、动载荷。 （2）车架的要求 车架的结构首先应满足汽车总体布置的要求； 车架应具有足够的强度和适合的刚度，以满足承受各种静、动载荷之要求； 车架结构简单，质量应尽可能小，便于机件拆装、维修； 车架的结构形状尽可能有利于降低汽车质心和获得大的转向角，以提高汽车行驶的稳定性和机动性。这一点对轿车和客车更为重要。,第十八章车架,2车架的类型与构造 汽车车架按其结构形式可分为边梁式、
6、中梁式、综合式和无梁式车架。,第十八章 车架,图18-1a为东风EQ090E型汽车车架，它由两根纵梁和八根横梁铆接而成，又称阶梯形车架。,图18-1 东风EQ1090E型汽车车架 a）车架 b）拖钩 1-保险杠 2-挂钩 3-前横梁 4-发动机前悬置横梁 5-发动机后悬置支架和横梁 6-纵梁 7-驾驶室后悬置横梁 8-第四横梁 9-后钢板弹簧前支架横梁10-后钢板弹簧后支架横梁 11-角撑横梁组件 12-后横梁13-拖钩部件 14-蓄电池拖架15-螺母 16、19-衬套 17-弹簧 18-拖钩 20-锁块 21-锁扣,（1）边梁式车架 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，如图18-
7、1所示。采用边梁式车架有利于汽车的改装变形和发展多品种，因而广泛用在载货汽车、改装客车和特种车辆上。,（2）中梁式车架 这种梁的特点是中部由一根大断面(圆形或矩形)的纵梁。传动轴由中梁内孔通过。纵梁的前端做成叉形支架，用来安装发动机。主减速器壳固定在中梁的尾端，形成断开式驱动桥。这种车架质量轻、重心低、刚度和强度较大、行驶稳定性好，而且车轮运动空间足够大，前轮转向角大，便于采用独立悬架系统，适用于闭式传动轴。但这种车架制造工艺复杂，精度要求高，维护不便。另外，横梁是悬臂梁，弯矩大，易在根部处损坏。,第十八章 车架,综合式车架,（3）综合式车架 综合式车架是综合边梁式车架和中梁式车架的结构特点形
8、成的，如图18-3所示。纵梁前段类似边梁式结构，用以安装发动机；中部采用中梁式结构，传动轴从中梁管内通过。悬伸出来的支架用以固定车身。这种车架实际上属于中梁式车架的变形。 由于安装车门槛的位置附近没有边梁的影响，故可使地板的外侧高度有所降低。缺点是中间梁的断面尺寸大，造成地板中部的凸起。另外，不规则的结构增加了车架的制造难度。,第十八章 车架,（4）无梁式车架（承载式车身） 许多轿车和公共汽车没有单独的车架，而以车身代替车架，主要部件连接在车身，称为承载式车身，如图18-4所示。这种结构的车身底板用纵梁和横梁进行加固，车身刚度较好，质量较轻，但制造要求高。,第十八章 车架,第十九章 车桥和车轮
9、,车桥（也称车轴）通过悬架与车架（或承载式车身）相连，两端安装车轮，其功用是传递车架(或承载式车身) 与车轮之间各方向作用力。 车桥的结构形式与悬架结构以及传动系的布置形式有关： 按悬架结构不同，车桥分为整体式和断开式两种。整体式车桥的中部是刚性实心或空心梁，与非独立悬架配用；断开式车桥为活动关节式结构，与独立悬架配用。,第一节 车 桥,第十九章 车桥和车轮,按车桥上车轮的作用不同，车桥分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种类型。其中转向桥和支持桥都属于从动桥。 在后轮驱动的汽车中，前桥不仅用于承载，而且兼起转向作用，称为转向桥；后桥不仅用于承载，而且兼起驱动的作用，称为驱动桥。越野汽车和
10、前轮驱动汽车的前桥，除了承载和转向的作用外，还兼起驱动作用，所以称为转向驱动桥。只起支承作用的车桥称为支持桥。支持桥除不能转向外，其他功能和结构与转向桥相同。,第一节 车 桥,一、转向桥与转向驱动桥,1转向桥 转向桥能利用转向节的摆动使装在前端的左右车轮偏转一定的角度来实现转向，还能承受垂直载荷和由道路、制动等力产生的纵向力和侧向力以及这些力所形成的力矩。 性能要求：转向桥必须有足够的强度和刚度；定位角、转向角正确；车轮转向过程中相对运动部件之间摩擦力应该尽可能小；并且保证汽车转向轻便和方向的稳定性。 转向桥主要由前轴（梁）、转向节、主销和轮毂等部分组成，如图所示。,第十九章 车桥和车轮,采用
11、非独立悬架的转向桥,转向节,主销,前轴,1)前梁：前梁（轴）是转向桥的主体，其断面形状一般采用工字形或管状，用以提高前轴的抗弯强度，同时减轻自重。为提高抗扭强度，前轴两端加粗并呈拳形，主销插入拳形通孔内，将前轴与转向节连接。在主销孔内侧装有楔形锁销，用以固定主销。前轮可随转向节绕主销偏转，从而实现汽车转向。 2)转向节：转向节是用中碳合金钢锻造而成的叉形部件。 3)主销：主销的作用是铰接前轴与转向节，使转向节绕着主销摆动，以实现车轮转向。 4)轮毂：轮毂用以安装车轮，轮毂通过两个轮毂轴承安装在转向节外端的轴颈上，轴承的预紧度可用调整螺母进行调整，。 东风EQ1090型汽车转向桥结构图19-1所
12、示。,第十九章 车桥和车轮,1转向桥,第十九章 车桥和车轮,图192丰田戴娜转向桥 1转向节2转向节固定螺栓3转向节固定器4前轴5主销固定螺栓6螺塞7主销8衬套9轴承,1转向桥,第十九章 车桥和车轮,2.转向驱动桥 整体式转向驱动桥结构示意图如图19-5所示。转向驱动桥有一般驱动桥具有的主减速器、差速器和半轴等，也具有一般转向桥所具有的转向节和主销等。为了满足既能转向又能驱动的需要，所以与车轮相连的半轴必须分成两段；分别是与差速器相连的内半轴和与轮毂相连的外半轴，两者之间用等速万向节连接。另外，主销也同样分制成上下两段，固定在万向节的球形支座上，转向节轴制成中空，以便外半轴从中穿过。该结构广泛
13、应用于全轴驱动的越野汽车上和部分轿车上，既满足了转向的需要，又实现了转向节的传递转矩功能。,第十九章 车桥和车轮,图19-5 转向驱动桥示意图 1-主减速器 2-主减速器壳 3-差速器 4-内半轴 5-半轴套管 6-等速万向节7-转向节轴颈 8-外半轴 9-轮毂 10-轮毂轴承 11-转向节壳 12-主销13-主销轴承 4-球形支架,图19-6 所示为上海桑塔纳轿车的前桥总成，采用断开式独立悬架转向驱动桥。车桥上端通过左、右悬架与承载式车身相连，下端通过左、右下摇臂与固定在车身上的副车架相连。通过下摇臂上的长孔可调整车轮外倾角度。为了减小车辆转弯时的倾斜度，在副车架与下摇臂之间装有横向稳定杆。
14、,第十九章 车桥和车轮,2.转向驱动桥,二、转向轮定位及四轮定位,1转向轮定位 所谓转向轮定位，就是汽车的前轮、转向节、车桥与车架的安装应保持一定的相对位置。转向轮定位参数有：主销后倾、主销内倾、前轮外倾和前轮前束四个参数。 （1)主销后倾 主销安装到前轴上后上部略向后倾斜，称为主销后倾。在汽车的纵向平面内(汽车的侧面)，主销轴线与铅垂线之间的夹角，称为主销后倾角，如图19-7所示。 主销后倾的作用是保持汽车直线行驶的稳定性，并使汽车转弯后能自动回正。 为了不使转向沉重，主销后倾角不宜过大，一般不超过2-3。,第十九章 车桥和车轮,图19-7 主销后倾 示意图,（1)主销后倾 主销后倾的作用是
15、保持汽车直线行驶的稳定性，并使汽车转弯后能自动回正。,第十九章 车桥和车轮,（2) 主销内倾 主销安装到前轴上，在横向平面内，其上端略向内倾斜，这种现象称为主销内倾。在横向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角叫主销内倾角，如图19-8所示。主销内倾的作用是使车轮转向后能自动回正，且转向操纵轻便。一般内倾角在58，距离C一般为4060mm。,图19-8 主销内倾示意图,第十九章 车桥和车轮,（3)前轮外倾 前轮旋转平面上方略向外倾斜，称为前轮外倾。前轮旋转平面与汽车纵向铅垂面之间的夹角，称为前轮外倾角，如图19-8a所示。 前轮外倾的作用是为了提高转向操纵的轻便性（减小了主销接地距）和车轮行驶的
16、安全性（避免满载时内倾）。 前轮外倾角一般为1度。外倾角也不宜过大，否则也会使轮胎产生偏磨损。,第十九章 车桥和车轮,（4）前轮前束 如图所示。俯视车轮，汽车的两个前轮的旋转平面并不完全平行，而是稍微带一些角度，即两车轮前端略向内束，这种现象称为前轮前束。在通过两前轮中心的水平面内，两前轮的前边缘距离B小于两前轮后边缘距离A，AB之差称为前轮前束值，如图19-9所示。前端小后端大像内八字样的称为前束，而后端小前端大像外八字一样的称为后束或负前束。前轮前束的作用是为了消除由车轮外倾而引起的前轮“滚锥效应”。车轮有了外倾角后，在滚动时，就类似于圆锥滚动，从而导致两侧车轮向外滚开。由于转向横拉杆和车桥的约束使车轮不可能向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边向内滑移的现象，从而增加了轮胎的磨损。 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。,图19-9 前轮前束,第十九章 车桥和
