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1、汽车底盘构造原理实验指导书汽车与交通实验中心编青岛理工大学汽车与交通学院2007年8月8日目录实验六：汽车各种汽车车架、车身展示112实验七：汽车车桥和车轮结构的拆装、展示115实验八：不同结构形式的悬架的参观126实验九：汽车转向系的工作过程及结构参观132实验十：汽车制动系的工作过程演示及ABS制动系工作演示138实验六：汽车各种汽车车架、车身展示实验类型：演示实验学时：1开出要求：必做1、 实验目的1. 了解车身的结构形式2. 了解车身的制造工艺3. 了解车身的安全性、舒适性设计理念。2、 实验原理及说明汽车车身结构从形式上说，主要分为非承载式和承载式两种。非承载式车身的汽车有刚性车架，
2、又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上，用弹性元件联接。车架的振动通过弹性元件传到车身上，大部分振动被减弱或消除，发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力，在坏路行驶时对车身起到保护作用，因此车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。但这种非承载式车身比较笨重，质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。承载式车身的汽车没有刚性车架，只是加强了车头，侧围，车尾，底板等部位，车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。这种承载式车身除了其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负荷。这种形式的车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度，质量小，高度低，汽车质心低，装配简单，高速行驶稳定性较好。但由于道路负载会通过悬架装
3、置直接传给车身本体，因此噪音和振动较大。还有一种介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构，被称为半承载式车身。它的车身本体与底架用焊接或螺栓刚性连接，加强了部分车身底架而起到一部分车架的作用，例如发动机和悬架都安装在加固的车身底架上，车身与底架成为一体共同承受载荷。这种形式实质上是一种无车架的承载式车身结构。因此，通常人们只将汽车车身结构划分为非承载式车身和承载式车身。非承载式车身和承载式车身都有优缺点，使用在不同用途的汽车上。一般而言，非承载式车身用在货车、客车和越野车上，承载式车身一般用在轿车上，现在一些客车也采用这种形式。非承载式车身和承载式车身按照有无刚性车架划分，什么叫车架，是首先
4、要弄清楚的问题。车架就是支承车身的基础构件，一般称为底盘大梁架。发动机、变速器、转向器及车身部分都固定其上，它除了承受静载荷外还要承受汽车行驶时产生的动载荷，因此车架必须要有足够的强度和刚度，以保证汽车在正常使用时受到各种应力下不会破坏和变形。车架有边梁式、钢管式等形式，其中边梁式是采用最广泛的一种车架。边梁式车架由两根长纵梁及若干根短横梁挪接或焊接成形，纵梁主要承负弯曲载荷，一般采用具有较大抗弯强度的槽形钢梁。也有采用钢管，但多用于轻型车架上。一般纵梁中部受力最大，因此设计者一般将纵梁中部的截面高度加大，两端的截面高度逐渐减少，这样一来可使应力分布均匀，同时也减轻了重量。横梁有槽形、管形或口
5、形，以保证车架的扭转刚度和抗弯强度。横梁还用以安装发动机、变速器、车身和燃油箱等。为适应不同的车型，横梁布置有多种型式，如为了提高车架的扭转刚度采用X型布置的横梁。边梁式结构简单，工艺要求低，制造容易，使用广泛。但由于粗壮的大梁纵贯全车，影响整车布置和空间利用率，大梁的横截面高度使车厢离地距离加大，乘客上下车不方便，另外重量也大，整车行驶经济性变差。这些缺点对小客车、轿车是缺点,对于越野车可能就是优点，因为越野车要求有很强的通过性，行驶崎岖路面时要有一定大的离地间隙，而非常颠簸的道路会令车体大幅扭动，只有带刚性车架的承载式车身结构才能抵御这种冲击力。因此越野车上普遍采用非承载式车身。3、 实验
6、仪器包括仪器设备条件、物质条件、相关文献资料等序号名称主要用途1载重车车身2承载式车身3非承载式车身4半承载式车身5各种底盘构架6挂图、课件、录像教学片等4、 实验内容和步骤1 .参观车身陈列室2 .参观车身解剖室3 .观看挂图、课件、录像教学片等5、 实验报告1 .写出车身、车架的种类及常见的运用方式2 .画出非承载、承载、半承载车身的简图，并说明6、 预习与思考题7、 参政资料实验七：汽车车桥和车轮结构的拆装、展示实验类型：验证实验学时：1开出要求：必做1、 实验目的1. 明确车桥的功用和类型2. 了解车轮的组成和构造3. 了解轮胎的类型和功用2、 实验原理及说明汽车车桥（又称车轴）通过悬
7、架与车架（或承载式车身）相连接，其两端安装车轮。其作用是：传递车架（或承载式车身）与车轮之间的各种作用力及其力矩。根据悬架的结构型式，车桥可分为断开式和整体式两种。断开式车桥为活动关节式结构，它与独立悬架配合使用；整体式车桥的中部是刚性实心或空心梁。它多配用非独立悬架。按车轮的不同运动方式，车桥又可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支承桥四种类型。其中，转向桥和支承桥均属于从动桥。一般汽车的前桥多为转向桥，而后桥或中、后两桥多为驱动桥；越野汽车或大部分轿车的前桥既是转向桥也是驱动桥，故称为转向驱动桥；有些单桥驱动的三轴汽车（6X2）的中桥（或后桥）是驱动桥，则后桥（或中桥）都是支承桥。车轮与轮胎
8、的功用1 .支承整车的质量2 .缓和由路面传来的冲击力3 .产生驱动力和制动力4 .使车轮保持直线行驶的方向5 .承担越障提高通过性的作用3、 实验仪器包括仪器设备条件、物质条件、相关文献资料等序号名称主要用途1各种车桥2各种车轮、轮胎3关于车桥、轮胎的视频资料及挂图4工具4、 实验内容和步骤(一)车桥1.转向桥1) 功用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；承受车轮与车架之间的垂直载荷，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) 关键指标由于路况复杂，车桥需要有一定的刚度和强度。转向轮具有正确的定位角和合适的转向角。尽量减少转向轮质量和传向传动件的摩擦阻力3)
9、组成：前轴、转向节、主销和轮毂等。a） 前轴：其断面一般是工字形，为提高抗扭强度，在接近两端各有一个加粗部分成拳形，其中有通孔，主销即插入此孔内，中部向下弯曲成凹形，其目的是使发动机位置得以降低，从而降低汽车质心；扩展驾驶员视野；减小传动轴与变速器输出轴之间的夹角。b） 转向节：是车轮转向的钱链，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。转向节上销孔的两耳通过主销与前轴两端的拳形部分相连，使前轮可绕主销偏转一定角度而使汽车转向。c） 主销：作用是较接前轴及转向节，使转向节绕着主销摆动以实现车轮的转向。主销的中部切有凹槽，安装时用主销固定螺栓与它上面的凹槽配合，将主
10、销固定在前轴的拳形孔中。主销与转向节上的销孔是动配合，以便实现转向d） 轮毂：车轮轮毂通过两个圆锥滚子轴承支承在转向节外端的轴颈上。轴承的松紧度可用调整螺母（装于轴承外端）加以调整。4）转向车轮定位a）功用：使汽车转向轻便、行驶平稳、减少机件磨损。b）转向轮定位（前轮定位）指转向轮、转向节和前轴三者之间与车架必须保持一定的相对安装位置c）前轮定位包括：主销后倾、主销内倾、前轮外倾及前轮前束5）主销后倾a）定义:主销装于前轴，上端向后倾斜倾。在汽车纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角r叫主销后倾角。b）主销后倾的作用：主销后倾后，形成了绕主销的稳定力矩M=FL,其作用方向正好与车轮偏转方向相
11、反，使车轮有恢复到原来中间位置的趋势。即使在汽车直线行驶偶尔遇到阻力使车轮偏转时，也有此种作用。由此可见，主销后倾的作用是保持汽车直线行驶的稳定性，并力图使转弯后的轮自动回正。后倾角愈大，车速愈高，前轮的稳定性愈强，但后倾角过大会造成转向盘沉重，一般采用r3。有些轿车和客车的轮胎气压较低，弹性较大，行驶时由于轮胎与地面的接触面中心向后移动，引起稳定力矩增加，故后倾角可以减小到接近于零，甚至为负值（即主销前倾）。前进方向c）主销后倾产生方法：前轴、钢板弹簧和车架三者装配在一起时，由于钢板前高后低，使前轴向后倾斜而形成。在钢板后部加装形垫片而形成后倾。6) 主销内倾a)定义：主销安装到前轴上后，其
12、上端略向内倾斜，称为主销内倾在汽车横向垂面内，主销轴线与垂线之间的夹角叫主销内倾角。b) 主销内倾的作用：使车轮转向后能自动回正，且转向操纵轻便。一般内倾角3在5-8之间。主销内倾角是制造前轴时使主销孔轴线的上端向内倾斜而获得的。在非独立悬架的转向桥上，主销内倾角是不能单独调整的。c) 主销后倾和主销内倾的作用关系主销后倾和内倾都有使汽车转向后自动回正、保持汽车直线行驶的作用主销后倾的回正作用与车速有关，而主销内倾的回正作用与车速无关。高速时后倾的回正作用大，而低速时主要靠内倾的回正作用。直线行驶时车轮偶尔遇到冲击而偏转时，也主要是依靠主销内倾起回正作用。7) 车轮外倾a)定义：车轮旋转平面上
13、方略向外倾斜，称为车轮外倾。车轮旋转平面与汽车纵向前垂面之间的夹角称为车轮外倾角a。b)车轮外倾的作用：为了提高车轮行驶的安全性和转向操纵轻便性。非独立悬架车轮外倾角是由转向节的结构确定的。转向节安装到前轴后，其轴颈相对于水平面向下倾斜，从而使车轮安装后外倾，一般不能调整。但使用独立悬架的转向桥大多可以调整。车轮外倾角虽然对安全和操纵有利，但是过大的外倾角将使轮胎横向偏磨增加，油耗增多。一般车轮外倾角为1 左右O8) 前轮前束a） 定义：汽车两个前轮的旋转平面不平行，前端略向内收，这种现象叫做前轮前束。两轮前端距离B,后端距离A,其差值即为前束值。b） 前轮前束的作用：减小或消除汽车前进中因车
14、轮外倾和纵向阻力致使车轮前端向外滚开所造成的滑移。2 .转向驱动桥r-L-l-N1）功能：具有转向和驱动两种功能。既具有一般驱动桥的基本部件，还具有转向桥特有的主销等。2）转向驱动桥的结构组成既具有一般驱动桥所具有的主减速器、差速器及半轴；也具有一般转向桥所具有的转向节壳体、主销和轮毂等。它与单独的驱动桥、转向桥相比，其不同之处是，由于转向所需要半轴被分为两段，分别叫内半轴（与差速器相连接）和外半轴（与轮毂连接），二者用等角速万向节连接起来。同时，主销也因此分成上下两段，分别固定在万向节的球形支座上。转向节轴颈做成空心，以便外半轴从中穿过。转向节的连接叉是球状转向节壳体，既满足了转向的需要，又
15、适应了转向节的传力。转向驱动桥广泛地应用到全轮驱动的越野汽车上3）转向驱动桥的工作过程驱动：桥的中部装有主减速器和差速器。内半轴和外半轴通过等角速万向节连接在一起，外半轴的端部制有花健，它和半轴凸缘相啮合。当前桥驱动时，转矩由主减速器、差速器传给内半轴、万向节、外半轴和半轴凸缘，最后传递到轮毂，驱使车轮旋转。转向：转向节由转向节轴颈和转向节外壳用螺栓连接成整体。转向节轴颈上装有两个轮毂轴承，以支承轮毂；转向节轴颈内孔壁内压装有衬套，以支承外半轴。在转向节外壳的上下两端分别装有上下两段主销的加粗部分，并用止动销止动，在转向节外壳上端装有转向节臂，在转向节外壳下端装有下盖。润滑脂由上、下油嘴注入后，分别进入主销中心油道，再从两个侧孔出来进入主销与衬套之间，
