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你所不知道的汽車底盤構造  彈簧展-2014第十五屆廣州國際彈簧工業展覽會-全球最大彈簧展會-巨浪展覽-The 15th China(Guangzhou0Int’l Spring Industry Exhibition
2013年11月6日  彈簧展
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     底盤作用是支承、安裝汽車發動機及其各部件、總成,形成汽車的整體造型,并接受發動機的動力,使汽車產生運動,保證正常行駛。底盤由傳動系、行駛系、轉向系和制動系四部分組成。

        行駛系

        行駛系由汽車的車架、車橋、車輪(注意)和懸架等組成。

        一、汽車行駛系的功用

        1、將汽車構成一個整體,承受汽車的總重量。

        2、接受傳動系的動力,通過驅動輪與路面的作用產生牽引力,使汽車正常行駛。

        3、承受并傳遞路面作用于車輪上的各種反力和力矩,緩和不平路面對車身造成的沖擊,衰減汽車行駛中的振動,保持行駛的平順性。

        4、與轉向系配合,保證汽車操縱穩定性。

        二、汽車行駛系的組成

        一般由車架、車橋、車輪和懸架組成。

        車架

        一、功用:車架是汽車的基體,如發動機、變速器、傳動機構、操縱機構、車身等總成和部件都安裝于車架上。

        二、車架的類型

        汽車上裝用的車架按其結構形式不同可分為:邊梁式車架、中梁式車架、綜合式車架和無梁式車架。邊梁式車架由位于右左兩側的兩根縱梁和若干橫梁構成,橫梁和縱梁一般由16Mn合金鋼板沖壓而成,兩種者之間采用鉚接或焊接連接。中梁式車架只有一根位于汽車中央的縱梁。縱梁斷面為圓形或矩形其上固定有橫向的托架或連接梁,使車架成魚骨。

        車橋

        一、作用:車橋通過懸架與車架連接,支承著汽車大部份重量,并將車輪的牽引力或制動力,以及側向力經懸架傳給車架。

        二、類型:汽車的車橋分為整體式和斷開式兩種。按使用功能劃分,車橋又可分為轉向橋、轉向驅動橋、驅動橋和支持橋。

        ①、轉向橋

        安裝轉向輪的車橋叫轉向橋。現代汽車一般都是前橋轉向,也有少數是多橋轉向的。

        ②、與非獨立懸架匹配的轉向車橋

        這類轉向橋結構大體相同,主要由前梁、轉向節、主銷和輪轂等部分組成。車橋兩端與轉向節絞接。前梁的中部為實心或空心梁。

        ③、與獨立懸架匹配的轉向橋

        斷開式轉向橋的作用與非斷開式轉向橋一樣,所不同的是斷開式轉向橋與獨立懸架匹配,斷開式車橋為活動關節式結構。

        c、轉向車輪定位

        為了使汽車保持穩定的直線行駛,轉向輕便、減少輪胎與轉向機構的磨損,要求裝配后的轉向車輪、轉向節和前軸與車架有正確的相對位置。前輪、前軸、轉向節與車架的相對安裝位置,稱為轉向車輪定位,也稱前輪定位。前輪定位包括主銷后傾、主銷內傾、前輪外傾、前輪前束四個參數。

        A、主銷后傾:主銷裝在前軸上后,其上端略向外傾,稱為主銷后傾。

        B、主銷內傾:主銷裝在前軸上后,其上端略向內傾,稱為主銷內傾。

        C、前輪外傾:汽車的前輪安裝后,其旋轉平面上方略向外傾,稱為前輪外傾。

        D、前輪前束:汽車兩個前輪的旋轉平面不平行,前端略向內收,稱為前輪前束。汽車的前束值一般小于10mm,通過改變橫拉桿的長度可以調整前束的大小。

        2、支持橋

        轉向橋和支持橋都屬于從動橋。有些單橋驅動的三軸汽車,往往將后橋設計成支持橋。掛車上的車橋也是支持橋。發動機前置前驅動轎車的后橋也屬于支持橋。

        傳動系

        傳動系一般由離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器、差速器和半軸等組成。

        一、傳動系的功用

        汽車發動機所發出的動力靠傳動系傳遞到驅動車輪。傳動系具有減速、變速、倒車、中斷動力、輪間差速和軸間差速等功能,與發動機配合工作,能保證汽車在各種工況條件下的正常行駛,并具有良好的動力性和經濟性。

        二、傳動系的種類和組成 

        傳動系可按能量傳遞方式的不同,劃分為機械傳動、液力傳動、液壓傳動、電傳動等。

        三、傳動系的布置型式

        機械式傳動系常見布置型式主要與發動機的位置及汽車的驅動型式有關。可分為: 

        1.前置后驅—FR:即發動機前置、后輪驅動 

        這是一種傳統的布置型式。國內外的大多數貨車、部分轎車和部分客車都采用這種型式。它是前輪轉向后輪驅動,發動機輸出動力通過離合器—變速器—傳動軸輸送到驅動橋上,在此減速增扭后傳送到后面的左、右半軸上,驅動后輪使汽車運行,前后輪各行其職,轉向與驅動分開,負荷分布比較均勻。

        2.后置后驅—RR:即發動機后置、后輪驅動 

        在大型客車上多采用這種布置型式,少量微型、輕型轎車也采用這種型式。發動機后置,使前軸不易過載,并能更充分地利用車廂面積,還可有效地降低車身地板的高度或充分利用汽車中部地板下的空間安置行李,也有利于減輕發動機的高溫和噪聲對駕駛員的影響。缺點是發動機散熱條件差,行駛中的某些故障不易被駕駛員察覺。遠距離操縱也使操縱機構變得復雜、維修調整不便。但由于優點較為突出,在大型客車上應用越來越多。 

        3.前置前驅—FF:發動機前置、前輪驅動

        這種型式操縱機構簡單、發動機散熱條件好。但上坡時汽車質量后移,使前驅動輪的附著質量減小,驅動輪易打滑;下坡制動時則由于汽車質量前移,前輪負荷過重,高速時易發生翻車現象。現在大多數轎車采取這種布置型式。

        4.越野汽車的傳動系

        越野汽車一般為全輪驅動,發動機前置,在變速箱后裝有分動器將動力傳遞到全部車輪上。目前,輕型越野汽車普遍采用4×4驅動型式,中型越野汽車采用4×4或6×6驅動型式;重型越野汽車一般采用6×6或8×8驅動型式。

        懸架

        一、作用把車架與車橋彈性連接起來,吸收或緩和車輪在不平路面上受到的沖擊和振動,傳遞各種作用力和力矩。

        二、組成一般由彈性元件、導向裝置和減振器三部分組成。

        三、類型懸架可分為獨立懸架和非獨立懸架兩類。

        1、獨立懸架 獨立懸架的特點是:每一側車輪單獨通過彈簧懸掛在車架下面,汽車行使中,當一側車輪跳動時,不會影響另一側車輪的工作。獨立懸架中多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧作為彈性元件,并配用導向裝置和減振器。獨立懸架在轎車上廣泛應用。

        2、非獨立懸架 非獨立懸架的特點是兩側的車輪分別安裝在同一整體式車轎上,車轎通過彈性元件與車架相連。這種懸架在汽車行駛中,當一側車輪跳動時,另一側車輪也將隨之跳動。非獨立懸架中廣泛采用鋼板彈簧作為彈性元件,這種懸架在中、重型汽車上普遍采用。

        四、彈性元件

        懸架采用的彈性元件有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧、橡膠彈簧等。

        a、鋼板彈簧

        鋼板彈簧又叫葉片彈簧,它是由若干不等長的合金彈簧片疊加在一起組合成一根近似等強度的梁。鋼板彈簧的第一片(最長的一片)稱為主片,其兩端彎成卷耳,內裝青銅或塑料或橡膠。粉沫冶金、制成的襯套,用彈簧銷與固定在車架上的支架、或吊耳作鉸鏈連接。鋼板彈簧的中間用U形螺栓與車橋固定。

        鋼板彈簧在載荷作用下變形,各片之間因相對滑動而產生摩擦,可促使車架的振動衰減。各片間的干摩擦,車輪將所受沖擊力傳遞給車架,且增大了各片的磨損。所以在裝合時,各片間涂上較稠的潤滑劑(石墨潤滑脂),并應定期保養。

        b、螺旋彈簧

        螺旋彈簧是用彈簧鋼棒卷制而成,它們有剛度不變的圓柱形螺旋彈簧和剛度可變的圓錐形螺旋彈簧。

        螺旋彈簧大多應用在獨立懸架上, 尤以前輪獨立懸架采用廣泛。有些轎車后輪非獨立懸架也有采用螺旋彈簧作彈性元件的。由于螺旋彈簧只承受垂直載荷,它用做彈性元件的懸架要加設導向機構和減振器。它與鋼板彈簧相比具有不需潤滑,防污性強,占用縱向空間小,彈簧本身質量小的特點,因而現代轎車上廣泛采用。

        c、扭桿彈簧

        扭桿彈簧總成用鉻釩合金彈簧鋼制成,它的表面經過加工很光滑。通常為保護扭桿表面,在其上涂有環氧樹脂,并包一層玻璃纖維,再涂一層環氧樹脂,最后涂上瀝青和防銹油漆,以防摩蝕和損壞表面,從而提高扭桿彈簧的使用壽命。

        d、氣體彈簧

        氣體彈簧主要有空氣彈簧和油氣彈簧兩種。

        氣體彈簧是以空氣做彈性介質,即在一個密閉的容器內裝入壓縮空氣(氣壓為0.5~1MPa),利用氣體的可壓縮性實現彈簧的作用。這種彈性元件叫空氣彈簧,它分為囊式和膜式空氣彈簧。空氣彈簧在轎車上有采用尤其在主動懸架中被采用。這種彈簧隨著載荷的增加,容器內壓縮空氣壓力升高,使其彈簧剛度也隨之增加,載荷減少,彈簧壓力也隨空氣壓力減少而下降,因而這種彈簧有其理想的彈性特性。

        五、減振器

        功用改善汽車行駛平順性。

        為衰減振動,汽車懸架系統中采用減振器多是液力減振器。

        工作原理是當車架(或車身)和車橋間受振動出現相對運動時,減振器內的活塞上下移動,減振器腔內的油液便反復地從一個腔經過不同的孔隙流入另一個腔內。此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內摩擦對振動形成阻尼力,使汽車振動能量轉化為油液熱能,再由減振器吸收散發到大氣中。在油液通道截面和等因素不變時,阻尼力隨車架與車橋(或車輪)之間的相對運動速度增減,并與油液黏度有關。

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