汽车行驶系统课件

汽车行驶系统汽车行驶系统汽车行驶系统的概述功用：1.支撑着汽车的总重量；2.接受传动系统传来的发动机转矩并产生驱动力，保证汽车正常行驶；3.传递并承受路面作用于车轮上的各个方向的反力及其所形成的其转矩;4.缓冲减振，保证汽车行驶的平顺性；组成组成：车架，车桥，悬架，车轮类型类型：轮式，半履带式，履带式，车轮履带式轮式行驶系统轮式汽车行驶系统由车架，车桥，悬架和车轮轮式汽车行驶系统由车架，车桥，悬架和车轮组成，绝大部分汽车都采用轮式行驶系统组成，绝大部分汽车都采用轮式行驶系统全履带式汽车前后桥都用履带称为全履带式半履带式行驶系统汽车的后排采用履带式，前桥用车轮履带可以减少汽车对地面的比压，控制汽车下陷，履刺还能加强履带与土壤间的相互作用，增加汽车的附着力，提高通过性，主要用于在雪地或沼泽地带行驶的汽车车轮履带式行驶系统前后桥即可装车轮，也可装履带，称为车轮履带式车架的功用与结构类型车架的功用车架的功用：支承联接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。车架的结构类型车架的结构类型:边梁式车架，中梁式车架（又称脊骨式车架），综合式车架汽足够的强度和适当的刚度车车架质量轻性降低车架高度，使车重心下降，有利于行驶稳定性能结构形式应能慢足汽车总布置的需要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，用 铆接或焊接法将纵梁与横梁连接成竖固的刚性构架 特点：便于安装室，车厢及一些特种装备和布置其他总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车，因此被广泛采用中梁式车架中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊梁式车架优点：车轮有较大的运动空间，便于采用独立悬架，从而可提高汽车的越野性，与同吨位货车相比，其车架较轻，减少自重，重心底，行驶稳定，车架刚度和强度较大，脊梁还能起封闭传动轴的封闭传动轴的防尘套的作用缺点：车架制造工艺复杂，精度高，维修不便综合式车架综合式车架前部是边梁式，后部是中梁式，它结合了两种车架的特点，主要用于赛车，特种汽车或少数轿车上承载式车身大多数轿车和部分大型客车取消了车架，而以车身兼代车架的作用，即将所有部件固定在车身上，所有的力也由车身来承受，这种车身称为承载式车身。车桥车桥的功用：在车架与车轮间传递各方向的作用及力矩车架的分类1.按悬架结构不同分为：2.按轮的作用分：整体式车架配用非独立悬架断开式车桥配用独立悬架向转桥驱动桥转向驱动桥支持桥（挂车上的车桥属支持桥转向桥安装转向轮的车桥叫转向桥，现代汽车一般都是前桥为转向桥，极少为后桥的。功用功用：利用转向节的摆动使车轮便转一定角度以实现汽车的转向，且承受一定的载荷性能要求性能要求：强度，刚度大；定位角，转向角正确；质量轻转向轮定位分类主轴后倾：保持汽车行驶的稳定性，使转弯后前轮自动回位（后倾角3主销内倾:使前轮自动回位，转向轻便（内倾角控制在5-8之间）前轮外倾：提高前轮工作的安全性和操作轻便性（外倾角为1左右）前轮前束：消除汽车行驶过程中因前轮外倾而使前轮前段向外张开的不利影响（前轮前束通过改变横拉杆的长度来调整）转向驱动桥能实现车轮转向和驱动的车桥称为转向驱动桥。许多轿车和全轮驱动越野车的前桥既是转向桥又是驱动桥，称为驱动桥。转向驱动桥主要由主减速器，差速器，万向节，转向节，主销等组成。后轮外倾和后轮前束后轮的负外倾角可增加车轮接地点的跨度，增加汽车的横向稳定性后轮前束可抵消汽车高速行驶且驱动力F较大时，车轮出现的负前束（前张），减少轮胎的磨损车轮与轮胎车轮与轮胎的功用:支持整车；缓和来自路面的冲击力；产生驱动力，制动力和侧向力；产生回正力矩；承担越障提高通过性的作用等车轮车轮是介于轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件，主要由轮辋，轮辐和轮毂组成轮辋用于安装轮胎，轮辐是介于车轴和轮辋之间的支承部分按轮辐的构造，车轮可分为辐板式和辐条式两种轮辋深槽轮辋：结构简单，重量较轻，对于小尺寸弹性较大的轮胎适宜。断面中部有一深凹槽，带肩的凸缘可用来固定轮胎用于轿车和轻型越野车（代号DC)平底轮辋：其断面中部为平直的，一侧有凸缘另一侧有可拆的挡圈作为凸缘用于中型货车（代号FB)对开式轮辋：由内外两部分组成，用螺栓将两部分连成一体，用于中重型越野车（代号DT）轮胎的作用缓冲减振与地面相互作用与地面相互作用产生生驱动力，制力，制动力和力和侧向力向力保证汽车的通过性和承受汽车重力轮胎的类型和结构汽车轮胎充气轮胎组成结构帘线排列实心轮胎有内轮胎普通斜交胎无内轮胎子午线胎充气轮胎有内胎的充气轮胎无内胎的充气轮胎帘线层与缓冲层各相邻层帘层线交差排列，各帘线层与胎冠中心线成35 40的交角。帘布层帘线排列的方向与轮胎的子午断面一致。帘层这种排列方式使其强度被充分利用，帘布层比普通斜交胎减少将近一半，胎体较柔软，弹性好普通斜交胎普通斜交胎子午线胎子午线胎 斜交斜交轮胎胎子午子午轮胎胎优点：点：轮胎噪声小，胎噪声小，外胎面柔外胎面柔软，制造，制造容易，价容易，价格比子午格比子午轮胎便宜胎便宜缺点;向行驶时，接地面积小，胎冠滑移大，抗侧向力能力差，高速行驶时稳定性差，滚动阻力较大，油耗偏大耐磨性好，弹性大，行驶里程长，滚动阻力小，节约能源，承载能力大，减振性能和附着性能好胎面耐刺穿和自重轻因胎侧较柔软，胎冠较厚在其胎侧过渡区易产生裂口；胎圈易损坏，吸振能力弱，胎面噪声大，横向稳定性差，制造成本高轮胎规格标记D：轮胎外径；d：轮胎内径；H：轮胎断面高度;B:轮胎断面高度；H/B：轮胎高度百分比（又称轮胎的扁平率）充气轮胎尺寸目前一般用英制为单位，高压胎用DxB表示，单位为英寸。“x”表示高压胎。低压胎用B-d表示，“-”为低压胎。如：10.00R-20，表示轮胎断面宽度10英寸，轮辋直径20英寸的子午轮胎悬架概述悬架是车身（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。功用1）连接车桥与车架2）传递二者之间的相互作用力把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架（或承载式车身）上3)减小振动，保证汽车的正常行驶悬架的组成（1）弹性元件：承受和传递垂直载荷、减小路面的冲击（2）减振器：加速振动的衰减，限制车身和车轮的振动（3）导向装置：传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证车轮相对于车身有正确的运动关系悬架的分类（1）非独立悬架:左右车轮安装在一根整体车桥两端，车轮连同车桥则通过弹性悬架与车架相连（2）独立悬架:车桥做成断开的，每一侧车轮单独通过悬架与车架相连，每个车轮能独立上下跳动而互不影响。弹性元件钢板弹簧:钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛 的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长（厚度可以相等，也可以不相等）的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，构造如图所示。作用：既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振作用。1.钢板弹簧的安装弹簧片之簧片之间的的摩擦可以起到摩擦可以起到衰减振衰减振动和和导向的作用向的作用卷耳弹簧夹钢板弹簧中心螺栓在弹簧片之间夹入塑料垫片，可减少噪声在弹簧片之间涂上较稠的润滑剂，可以减少磨损螺旋弹簧特点：无需润滑，抗污染，安装所需空间小，质量轻，广泛应用于独立悬架性能：螺旋弹簧本身没有减振作用，必须另加减振器；只能承受垂直载荷，故需设导向机构以传递垂直力以外的各种力和力矩扭转弹簧功用:当车轮跳动时，摆臂绕着扭杆轴线上下摆动，使扭杆产生扭转弹性变形，吸收来自路面的冲击，借以保证车轮与车架的弹性联系。扭转弹簧可以比钢板弹簧甚至比螺旋弹簧储存更多的能量气体弹簧气体弹簧是在一个密闭的容器中充入压缩气体（气压为0.5-1MPa),利用气体的可压缩性实现其弹簧作用的。这种弹簧的刚度是可变的。因为作用在弹簧上的载荷增加时，容器内的定量气体受压缩，气压升高，则弹簧的刚度增大；反之，当载荷减少时，弹簧内的气压下降，刚度减小。故它具有比较理性的变刚度特性。气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种。空气弹簧特点:体积小，寿命长，弹性刚度可变油气弹簧以空气和油液作为工作物质减振器1.功用：加速车架与车身振动的衰减，改善汽车行驶的平顺性2.液力减振器的作用原理：当车架与车桥作往复相对运动而活塞在缸筒内往复运动，减速器壳体内的油液便反复地从内腔通过一些狭小的孔隙流入另一内腔。此时孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能被油液和减振器壳体所吸收，然后散到大气中。减振器阻尼力的大小随车架与车桥的相对运动速度的增减而增减，并且与油液的粘度有关性能在悬架压缩行程内，减振器阻尼力应较小，以便充分利用弹性元件要在悬架伸张行程，减振器阻尼力应大，以求迅速减振求在车桥与车架相对速度过大时，减速器应能自动加大液流减振器的阻尼力越大，振动消除得越快，但却使并联是弹性元件的作用不能充分发挥，同时过大的阻尼力还可能导致减振器连接零件及车架损坏为解决弹性元件与减振器之间的矛盾，对减振器提出如下要求双作用筒式减振器工作原理双向作用筒式减振器双向作用筒式减振器一般都具有四个阀，即压缩阀、伸张阀、流通阀和补偿阀。流通阀和补偿阀是一般的单向阀，其弹簧很弱，当阀上的油压作用力与弹簧力同向时，阀处于关闭状态，完全不通液流；而当油压作用力与弹簧反向时，只要有很小的油压，阀便能开启。压缩阀和升张阀是卸载阀，其弹簧较强，预紧力较大，只有当油压升高到一定程度时，阀才能开启，而当油压降低到一定程度时，阀即自行关闭工作原理压缩行程（车轮滚上凸起或滚出凹坑时，车轮靠近车架）伸张行程（车轮滚进凹坑或凸起时，车轮相对车身移开，减速器受拉伸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非独立悬架钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件，由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系统大为简化纵置板簧式非独立悬架纵置板簧式非独立悬架螺旋弹簧非独立悬架螺旋弹簧非独立悬架 空气弹簧独立悬架应用特点：汽车在行驶时由于载荷和路面的变化，要求悬架刚度随着变化。采用空气弹簧悬架时，容易实现车身高度的自动调节。在装有压气机的汽车上，一般用随载荷的不同而改变空气弹簧内的空气压力的方法来达到这个目的。比如:当空车时车身被抬高，满载时车身则被压得很低，会出现撞击缓冲块的情况。因而对于不同类型汽车提出不同的要求，矿山及大型客车要求，其空车与满载时的车身高度变化不大；对于轿车要求在好路上降低车身高度，提高车速行驶；在坏路上提高车身，可以增大通过能力独立悬架随着汽车速度的不断提高，非独立悬架已不能满足行驶平顺性和操作稳定性等方面的要求。因此非独立悬架获得很大的发展。独立悬架的结构特点是两侧的车轮各自独立地与车架或车身弹性连接，具有以下优点：1）在悬架弹性元件一定的变形范围内，两侧车轮可以单独运动而互不影响，这样在不平道路上可减少车架和车身的振动2)减少了汽车的非簧载质量（即不由弹簧支承的质量）在道路条件和车速相同时，非簧载质量越小，则悬架所受到的冲击载荷也越小，故采用独立悬架可以提高汽车的平均行驶速度3）采用断开式车桥，发动机总成的位置可以降低和前移，使汽车重心下降，提高了汽车行驶稳定性；同时给予车轮较大的上下运动的空间，因而可以将悬架刚度设计得较小，使车身振动频率降低，以改善行驶平顺性缺点：独立悬架结构复杂，制造成本高，保养维修不便;在一般情况下，车轮跳动时，由于车轮外倾角和轮距变化较大，轮胎磨损较严重。独立悬架导向机构结构横臂式独立悬架：车轮在汽车横向平面内摆动的悬架纵臂式独立悬架:车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架烛式悬架和麦弗逊式悬架：车轮沿主销移动的悬架单斜臂式独立悬架：车轮在汽车的斜向平面内摆动的悬架双横臂式（双叉式）独立悬架上下两摆臂不等长，选择长度比例合适，如上臂比下臂短，当汽车车轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度小，可使车轮和主销的角度及轮距变化不大。这将时轮胎上部轻微地内外移动，而底部影响很小。这种结构有利于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。应用:广泛应用在轿车前轮上纵臂式独立悬架由于前，后自偏转弹性垫块的变形不同，使两后轮产生与两前轮转向相同的不太大的偏转角，从而减少了后轮的侧偏角，增强了不足的转向特件。因此该车高速行驶操作稳定性好这种悬架的两个纵臂长度一般做成相等，形成平行四连杆机构。这样，在车轮上下跳动时，主销的后倾角保持不变，故这种悬架利于转向轮。单纵臂式独立悬架单纵臂式独立悬架双纵臂式独立悬架双纵臂式独立悬架滑柱摆臂式独立悬架（又称麦弗逊式或支柱式）这种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承，将减振器作为引导车轮跳动的滑柱，螺旋弹簧与其装于一体。允许滑柱上端作少许角位移；内侧空间大，有利于发动机布置，并降低车子的重心。应用：轿车中采用很多斜置单臂式独立悬架是单横臂和单纵臂独立悬架的折衷方案。其摆臂绕与汽车纵轴线具有一定交角的轴线摆动，选择合适的交角可以满足汽车操纵稳定性要求。应用：适于做后悬架横向稳定器为提高悬架的侧向角刚度，减小横向倾斜，常在悬架中添设横向稳定器（杆），保证良好操纵稳定性小结车桥行驶系统车架车轮悬架驱动桥转向桥转向驱动桥支持桥车轮的类型子午线轮胎的结构特点，轮胎的标记弹性元件的类型，钢板弹簧的结构特点独立悬架与非独立悬架