学习任务八---车桥与车架课件

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,哈尔滨工业大学出版社,*,Click to edit Master title style,汽车底盘构造与维修,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,学习任务8 车桥与车架,【任务目标】,1、了解：,车架与车桥的功用及组成,。,2、熟悉：,车架与车桥的类型和应用特点,。,3、掌握：,车轮定位参数的作用及其测量方法,。,4、学会：,识别车架与车桥及车轮定位的常见故障，并进行基本的检查和故障诊断,。,哈尔滨工业大学出版社,【任务描述】,车辆行驶系作为汽车底盘中重要的组成部分，它的功用是接受传动系的动力，通过驱动轮与路面的作用产生牵引力，使汽车正常行驶；承受汽车的总重量和地面的反力；缓和不平路面对车身造成的冲击，衰减汽车行驶中的振动，保持行驶的平顺性；与转向系配合，保证汽车操纵稳定性,。,当这些元件出现问题时，会造成车辆的安全性和舒适性变差，所以要能准确分析行驶系的故障和进行排除。,哈尔滨工业大学出版社,项目8.1,汽车行驶系统的作用与受力分析,情境导入,当车辆正常行驶过程中出现了轮胎的异常磨损、行驶中出现了跑偏、走不平路面时颠簸比较严重时，我们应该综合考虑，但主要应该考虑行驶系的原因，下面我们就先了解行驶系的组成及作用。,哈尔滨工业大学出版社,理论引导,常见的行驶系有轮式、半履式、车轮-履带式及水路两用式等多种类型，但应用最为广泛的显然是轮式行驶系。轮式行驶系主要由车架、车桥、悬架和车轮组成。,功用：1.通过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矩。,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，减小振动，保证汽车的行驶平顺性；行驶系还与转向系配合保证汽车的操纵稳定性。下面我们就以常用的轮式行驶系为例，进行分析和讲解。,哈尔滨工业大学出版社,一、汽车行驶系的受力情况：（如图8-1）,图8-1 汽车行驶系受力简析,Ga总质量 Z1、Z2地面垂直反力 MK转矩 K车轮半径 Ft牵引力,哈尔滨工业大学出版社,汽车行驶系的受力情况，汽车的总重量通过前、后车轮传到地面，引起地面作用用于前轮和后轮上的垂直反力。当驱动桥中半轴将驱动转矩传到驱动轮上时，产生路面作用于驱动轮边缘上的向前的纵向反力，被称作驱动力，驱动力用以克服驱动轮本身的滚动阻力，其余大部分则依次通过驱动桥壳、后悬架传到车架，用来克服汽车上的空气阻力和坡道阻力；还有一部分驱动力由车架经过前悬架传至从动桥，作用于自由支撑在从动桥两端转向节上的从动轮中心，使前轮克服滚动阻力向前滚动。于是，整个汽车便向前行驶了。如果行驶系中处于牵引力传递路线上的任一个环节中断，汽车将无法行驶。,哈尔滨工业大学出版社,其实，驱动力是作用于轮缘上的，因而对车轮中心造成了一个反力矩。此反力矩力图使驱动桥壳中部(主减速器壳)的前端向上抬起。当采用断开式驱动桥时，主减速器是直接固定在车架上的，因而此反力矩也就直接由主减速器壳传给车架。当采用非断开式驱动桥时，反力矩则由主减速器壳经半轴套管传给后悬架，再由后悬架传给车架。反力矩传到车架上的结果，使得车架连同整个汽车前部都有向上抬起的趋势，具体表现为前轮上的垂直载荷减少而后轮上的垂直载荷增加。,哈尔滨工业大学出版社,汽车在制动时，同样产生一个与转矩相反的制动转矩，作用与车轮上产生一个与汽车方向相反的制动力，迫使汽车减速或停车。使汽车后部向上抬起，前部下沉的趋势，从而使作用于后轮上垂直载荷减小，前轮上垂直载荷增大。紧急制动时，作用尤其明显。,汽车在弯道上或路面弓度较大的道路上行驶时，由于离心力或汽车质量在横向坡道上的分力作用，使汽车具有侧向滑动的趋势，路面将阻止车轮侧滑而产生路面作用与车轮的侧向力，此力由行驶系来传递和承受。下面我们进行逐一分析：,哈尔滨工业大学出版社,（一）牵引力与附着力：,1.牵引力：,地面对驱动轮的切向反作用力。,Ft=Mk/Kt,2.附着力F：,路面对轮胎切向反作用力的极限值。,F=Zi 附着系数,Ft F,（二）行驶阻力：,1.滚动阻力：,车轮在地面上滚动的阻力。（如图8-2）,滚动阻力的形成：,a、路面变形,b、轮胎变形,滚动阻力和车重成正比,滚动阻力Ff：Ff=9.81G0 f,f滚动阻力系数,哈尔滨工业大学出版社,图8-2 滚动阻力的形成,2.空气阻力：,车身在空气中运动的阻力（如图8-3）,空气阻力Fw：Fw=w A(vvb)2/13,空气阻力：和车身的迎风面积成正比；和车速的平方成正比,W 空气阻力系数 A汽车迎风面积 v汽车速度 vb风速,哈尔滨工业大学出版社,图8-3 空气阻力,哈尔滨工业大学出版社,3.坡度阻力：,汽车在坡道上行驶时，汽车重力沿坡道的分力。,上坡阻力Fi：Fi=9.81G0 i,i 爬坡度，等于tg,坡度阻力：车重沿坡道的分力和坡度成正比。,4.加速阻力：,汽车加速时要克服的惯性力,（如图8-5）,图8-4 坡度阻力,加速阻力Fj：Fj=G0j,汽车旋转质量换算系数,j汽车加速度,加速阻力：加速时要克服的惯性力和,加速度成正比,影响加速阻力的因素：,（1）汽车平移质量的惯性力,（2）汽车旋转质量的惯性力,图8-5 汽车的加速阻力,哈尔滨工业大学出版社,二、汽车正常行驶条件,汽车的驱动-附着条件：,Ff+Fw+Fi+FjFtF,Ff+Fw Ft 平路加速,Ff+Fw+Fi Ft 上坡加速,Ff+Fw=Ft 平路匀速,Ff+Fw+Fi=Ft 上坡匀速,哈尔滨工业大学出版社,任务实施,行驶系基本结构和特点。表中具体程序只列出题纲。,操作环节,对应项目,具体程序,1,准备工作,1.查询汽车行驶系新技术相关资料,2.制定资料收集方案,3.准备所需设备及工具 电脑及配套设施台,2,汽车车身系统的演变,1.目前汽车行驶系的主要研究方向,主要集中在车身控制方面，包括控制的理论和方法，以及采用新的技术,2.汽车行驶系的变化。,3,车身系统的现状,1.新结构的不断使用，使车身更轻，发生碰撞后降低伤害。2.车辆新材质已发展成为成熟的产品，并在各种车辆上得到了广泛的应用。,4,行驶系统的发展,车辆行驶系统的发展主要是材质和结构的发展。,（1）不断改进材质，减轻车身质量；,（2）采用新型结构，减少碰撞伤害,哈尔滨工业大学出版社,项目8.2 车架,情境导入,客户报修,顾客来报修，他驾驶的速腾汽车在进过一次碰撞事故后，车辆出现了行驶跑偏，而且轮胎有异常磨损。,信息源关键词：,（请学生自己分析客户报修中的关键词）,故障原因分析,故障原因分析：车辆碰撞后，使车身出现了变形，引起了车轮的定位异常，所以会出现异常磨损，同时出现了行驶跑偏。,提出解决问题的基本方案：,（请学生草拟问题解决方案，教师进行理论引导）,哈尔滨工业大学出版社,理论引导,一、车架的组成及作用,车架是汽车上各部件的安装基础。如发动机、变速器、车身或驾驶室通过弹性支承安装于车架上；前、后桥通过悬架连接在汽车车架上；而转向器则直接安装在车架上。通常车架由纵梁和横梁组成。,在一些客车和轿车上，车身和车架制成一体，这样的车身称为“半承载式车身”，有的被加强了车身则能完全起到车架的作用，这样的车身称为“承载式车身”，不另设车架。随着节能技术的发展，为了减轻自重，越来越多的轿车都采用了承载式车身。,车架承受着全车的大部分重量，在汽车行驶时，它承受来自装配在其上的各部件传来的力及其相应的力矩的作用。当汽车行驶在崎岖不平的道路上时，车架在载荷作用下会产生扭转变形，使安装在其上的各部件相互位置发生变化。当车轮受到冲击时，车架也会想相应受到冲击载荷。因而要求车架具有足够的强度，合适的刚度，同时尽量减轻重量。在良好路面行驶的汽车，车架应布置得离地面近一些，使汽车重心降低，有利于汽车稳定行驶，车架的形状尺寸还应保证前轮转向要求的空间。,哈尔滨工业大学出版社,二、车架的分类,目前，汽车车架按其结构形式主要可分为边梁式车架、中梁式车架和综合式车架、承载式车身三种。（如图8-6）,边梁式,中梁式,综合式,承载式,图8-6 车架的结构形式,哈尔滨工业大学出版社,（一）边梁式车架,边梁式车架由位于右左两侧的两根纵梁和若干横梁构成，横梁和纵梁一般由16Mn合金钢板冲压而成，两种者之间采用铆接或焊接连接。,纵梁多采用抗弯能力较强的槽型截面，也有采用Z字形或箱形等截面形状的，因纵梁中部受变曲力矩最大，中部断面宽，由中部至两端逐渐减少，构成等强度梁。因为生产工艺条件的限制，也有将纵梁做成等截面的。为了汽车结构布置的要求，纵梁可在上下及左右方向做成弯曲的。为了固定转向器、钢板弹簧、蓄电池等的需要，在纵梁上要打出相应的安装孔。,在横梁上往往要安装汽车上的一些主要部件和总成，所以横梁形状以及在纵梁上的位置应满足安装上的需要。横、纵梁的断面形状、横梁的数量以及两者之间的连接方式，对车机架的扭转刚度有大的影响。在以下三种车架中：,1、箱型纵梁、管型横梁，横、纵梁间采用焊接连接，扭转刚度最大。,2、槽型纵梁、管型横梁，横、纵梁间采用铆接连接，扭转刚度适中。,3、槽型纵梁、工字型横梁，横、纵梁间采用铆接连接，扭转刚度最小。,边梁式车架能给改装变型车提供一个方便的安装骨架，因而在载重汽车和特种车上得到广泛用。,在车架的前后两端一般装有缓冲件-保险杠。载重汽车车架前端还装有挂钩，以便于在汽车发生故障时由别的汽车来拖带，其后横梁上装有拖带挂车用的拖钩，为了承受拖钩上传来的较大作用力，要以角支撑加强后横梁。,哈尔滨工业大学出版社,（二）中梁式车架,中梁式车架只有一根位于汽车中央的纵梁。纵梁断面为圆形或矩形，其上固定有横向的托架或连接梁，使车架成鱼骨状。,中梁式车架重量轻，重心低，行驶稳定性好，其结构使车轮跳动空间比较大，便于采用独立悬架系统。车架刚度和强度较大，中梁还能对传动轴有防尘作用。但这种车架制造工艺复杂，精度要求高，使维护保养不方便。另外横梁是悬臂梁，弯矩大，易在根部处损坏。,架前部是边梁式，后部是中梁式，这种车架称为综合式车架（也称复合式车架）它同时具有中梁式和边梁式车架的特点。该车架的边梁用以安装发动机，悬伸出来的车架可以固定车身。这种车架实际上属于中梁式车架的变型。,部分轿车和大型客车取消了车架，而以车身兼代车架的作用，将所有部件固定在车身上，所有的力也有车身来承受，这种车身称为承载式车身。目前大多数轿车都采用，如上海桑塔纳轿车、一汽大众的捷达和奥迪100以及一汽的红旗CA7220型轿车等。承载式车身由于无车架，可以减轻整车质量；可以使地板高度降低，使上、下车方便。但传动系和悬架的震动和噪声会直接传入车内，为此应采取隔音和防震措施。,哈尔滨工业大学出版社,任务实施,注：车架的修理在整车上的拆卸与安装步骤放在综合训练中进行，这里简要介绍方法。,操作环节,对应项目,具体程序,1,准备工作,1.查询相关资料、维修手册（速腾轿车）,2.制定检修方案,3.准备所需仪器、设备和工具：,（1）车身校正仪,（2）清洗剂、机油、润滑脂、棉纱、油盆若干。,2,车身变形的测量,1.将车辆停放在车身校正仪上；,2.车辆定位；,3.使用车身校正仪的测量臂测量各点位置；,3,变形车身的校正,1.采用专用夹具，将变形位置连接,2.使用专用倒链或拉伸工具，将变形位置拉出。,3.保持这个位置；,4.松开夹具后再次测量变形量。,哈尔滨工业大学出版社,项目8.3 车桥,情境导入,客户报修,客户来店反映，他的丰田卡罗拉车辆在转弯时前桥存在异响，而且转动角度越大，响声越厉害。,信息源关键词：,（请学生自己分析客户报修中的关键词）,故障原因分析,故障分析：异响只在转弯时出现，且转弯角度越大响声越大，此时应考虑是转向驱动桥的轴承异常引起的异响，重点检查车桥方面。,提出解决问题的基本方案：,（请学生草拟问题解决方案，教师进行理论引导）,哈尔滨工业大学出版社,理论引导,一、车桥的作用与分类,车桥两端