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文档简介

1、汽车构造(下)复习整理目 录绪论2第十一章 汽车传动系统3第十四章 离合器4第二节 膜片弹簧离合器4第五节 从动盘和扭转减振器5第十五章 变速器和分动器6第二节 变速器的变速传动机构6第三节 同步器7第四节 变速器操纵机构7第十七章 万向传动装置8第二节 万向节8第十六章 驱动桥9第二节 主减速器9第三节 普通圆锥齿轮差速器9第五节 半轴和桥壳9第十九章 行驶系统10第二十章 车架和承载式车身10第二十一章车桥和车轮11第一节 车桥11第二节 车轮与轮胎12第二十章 悬架14第二节 弹性元件14第三节 减振器14第四节 非独立悬架15第五节 独立悬架15第二十三章 汽车转向系统16第二节 转向

2、操作机构16第三节 转向器16第二十四章 制动系统18第二节 制动器18其他20绪论1、汽车底盘作用是支承、安装汽车发动机及其部件,形成汽车整体造型传动系统作用:将发动机产生的驱动力传递到驱动轮,使汽车行驶转向系统作用:使汽车按驾驶员的要求进行转向和正常行驶底盘由传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统组成2、车辆类别代号-车辆种类1-载货汽车2-越野汽车3-自卸汽车4-牵引汽车5-专用汽车6-客车7-轿车8-半挂车及专用例:CA1092一汽货车 总质量9tCA7226L一汽轿车 发动机排量2.2L 六缸发动机 加长型3、汽车的主要技术特性l 车轮数和驱动轮数:车轮指汽车全部车轮,驱动轮指具有驱

3、动力的车轮。通常用4×2、4×4、6×6表示。前面数字为车轮数,后面数字为驱动轮数。l 轴距(B) 汽车前轴轴线至后轴轴线的距离。如为三轴汽车,则为汽车前轴轴线至后轴与中间轴轴线间的距离(毫米)l 轮距(K1、K2) 同一车桥左右轮胎中性面间的距离K1。如为双轮胎时,则同一车桥一端两轮胎中间面至另一端两轮胎中间面的距离K2(毫米)。l 外形尺寸:接近角()通过汽车前端最低处所作的前轮切线与地平面所成的夹角。离去角()通过汽车后端最低处所作的后轮切线与地平面所成的夹角。4、车辆识别代号(VIN码)车辆识别代号由三个部分组成:共17位,第9位是检验位,第10位字码指示

4、年份,且30年内不重复第一部分(1-3),世界制造厂识别代号(WMI);第二部分(4-9),车辆说明部分(VDS);第三部分(10-17),车辆指示部分(VIS):5、GB7258-2012 汽车 motor vehicle 由动力驱动,具有四个或四个以上车轮的非轨道承载的车辆,主要用于: 载运人员和/或货物(物品); 牵引载运货物(物品)的车辆或特殊用途的车辆; 专项作业 本术语还包括:a) 与电力线相联的车辆,如无轨电车; b) 整车整备质量超过 400kg的不带驾驶室的三轮车辆; c) 整车整备质量超过 600kg的带驾驶室的三轮车辆。6、汽车主要性能指标:动力性、经济性、稳定性、舒适性

5、、制动性第十一章 汽车传动系统1. 汽车传动系统传力过程发动机离合器变速器万向传动装置主减速器差速器半轴驱动轮2. 汽车传动系统的主要功能有哪些,是如何实现的?(1)减速和变速变速器(传动比ig)主减速器(传动比i0)(2)实现汽车倒驶变速器中的倒挡(装有中间齿轮的减速齿轮副)(3)中断动力传递离合器(摩擦传动)(4)车轮差速差速器3. 汽车传动系统的布置方案及其优缺点和适用范围(1)前置后驱(FR)适用:轻、中型载货汽车,部分轿车、客车优点:较理想的轴荷分布;满载时有更好的动力性,并保证制动性;方便布置;便于维护保养;缺点:需要一根较长的传动轴,增加整辆车的质量;运用较多的万向节,传递线路长

6、,传递系统效率低;影响地板的布置。(2)前置前驱(FF)适用:大部分轿车优点:无传动轴穿过地板,可获得更大的乘坐空间;相对于FR有更好的隔振效果;传动系统效率高;操作稳定性好;结构紧凑;缺点:满载时,质心后移,影响动力性;发动机前舱部件布置多,影响散热和维修; 前轮既是驱动轮也是转向轮,运动和结构复杂。(3)后置后驱(RR)适用:大、中型客车优点:理想的轴荷分布;空间利用率高;降低车厢内噪声;缺点:无迎风,散热效果差;操作距离长,操作机构结构复杂;稳定性低。(4)中置后驱(MR)适用:跑车,方程式赛车,部分大中型客车卧式发动机布置在地板下优点:理想的轴荷分布;发动机功率高;缩短传动轴长度;空间

7、利用率较高;散热效果较好;缺点:稳定性一般;操作距离较长,操作机构结构较复杂。(5)全轮驱动(nWD):多了分动器4. 汽车传动系统有哪几种类型?各有什么特点?(1)机械式:传动系统全部由机械部件组成(2)液力式(3)液力机械式:部分机械部件和部分液压传动部件组成传动系统(液体在主从动件间流动的动能变化)液力耦合器:只能传递转矩而不能改变之,有离合器部分功能,换挡有冲击液力变矩器:可以改变转矩,在一定的范围内能够实现无级变速,配合机械变速箱后,可在几个速度范围内实现无级变速,组成液力机械变速箱。(4)静液式:主要由液压部件组成(液体静压力能)液压马达:空转,相当于空档;起步,小流量,液压高,驱

8、动力高;加速,增加流量,液压降低,驱动力减小,车速增加;改变液体流动方向实现倒车。(5)电力式发动机发电机电动机第十四章 离合器第一节 概述1. 离合器的功用保证汽车平稳起步;变速器平顺换挡;防止传动系统过载。2. 离合器的基本性能要求:分离彻底;结合柔和;从动部分的转动惯量尽可能小,散热性能好。3. 离合器类型a. 按从动盘个数:单盘离合器、双盘离合器b. 按压紧弹簧类型:膜片弹簧离合器、螺旋弹簧离合器c. 按压紧弹簧分布:周布弹簧离合器、中央弹簧离合器、斜置式4. 摩擦离合器组成:主动部分(飞轮、离合器盖、传动片、压盘)、从动部分(从动盘、从动轴)、压紧装置、分离机构和操纵机构5. 为何离

9、合器的从动部分的转动惯量要尽可能的小?离合器的功用之一是当变速器换挡时中断动力传递,以减少齿轮间冲击。如果与变速器主动轴相连的离合器从动部分的转动惯量大,当换挡时,虽然由于分离了离合器,使发动机与变速器之间的联系分开,但离合器从动部分较大的惯性力矩仍然输送给变速器,其效果相当于分离不彻底,就不能很好的起到减轻齿轮间冲击的作用。所以,离合器的从动部分的转动惯量要尽量的小。6、为了使离合器结合柔和,常采取什么措施?从动盘应有轴向弹力,使用扭转减震器。7. 离合器踏板自由行程:由于在分离轴承与分离杠杆内端之间存在一定量的间隙,驾驶员在踩下离合器踏板后,首先要消除这一间隙,然后才能开始分离离合器,为消

10、除这一间隙所需的离合器踏板的行程,就是离合器踏板自由行程8. 离合器踏板为什么要有自由行程?离合器经过使用后,从动盘摩擦衬片被磨损变薄,在弹簧作用下,压盘要向前移,使得分离杠杆的外端也随之前移,而分离杠杆的内端则向后移,若分离杠杆内端与分离轴承之间预先没留有间隙(即离合器踏板自由行程),则分离杠杆内端的后移可能被分离轴承顶住,使得压盘不能压紧摩擦衬片而出现打滑,进而不能完全传递发动机的动力,因此,离合器踏板必须要有自由行程。9. 分离杠杆运动干涉防止措施:简单铰链式、滚针轴承式、浮销摆块式第二节 膜片弹簧离合器1. 膜片弹簧:整体呈锥形,由分离指和碟簧两部分组成2、膜片弹簧离合器结构特点:开有

11、径向槽的膜片弹簧、既起压紧机构(压力弹簧)的作用,又起分离杠杆的作用,与螺旋弹簧离合器相比,结构简单紧凑,轴向尺寸小,重量轻膜片弹簧不像螺旋弹簧在高速时会因离心力而产生弯曲变形从而导致弹力下降,它的压紧力几乎与转速无关。即它的弹力不受离心机影响。膜片弹簧离合器由于压盘较厚,热容量大,不会产生过热;膜片与压盘接触面积大,压紧张力分布均匀3. 工作原理:(1)离合器盖未安装到飞轮上时,两者有间距,膜片弹簧处于自由状态,不受力;(2)离合器盖通过螺钉固定在飞轮上,两者靠近时,支撑圈压膜片弹簧发生弹性变形,锥角变小,膜片弹簧的反弹力使其外端对压盘产生压紧力使离合器处于结合状态;(3)结合:松开离合器踏

12、板,拉动分离叉下端移动,使分离轴承移开,膜片弹簧恢复形变,反弹力使其外缘逐渐压紧压盘,使离合器结合;(4)分离:踩下离合器踏板,拉动分离叉下端移动,分离轴承将膜片弹簧被压在支撑圈上,膜片弹簧内端前移,其径向截面以支撑圈为支点转动,其外缘通过分离钩拉动压盘使离合器分离4. 优缺点优点:结构简单;轴向尺寸小,弹性特性好,操作轻便,压紧力分布均匀,摩擦衬片磨损均匀,弹力不受离心力影响缺点:膜片弹簧制造困难;分离指部分刚度低,分离效率低;分离指根部应力集中,易产生裂纹或损坏第五节 从动盘和扭转减振器1. 从动盘组成:从动钢片,摩擦衬片,扭转减振器、从动盘毂形式:要求从动盘本体具有轴向弹性(波浪型的从动

13、钢片实现)2. 扭转减振器原因:发动机曲轴输出的转矩周期性变化,由此产生扭转振动,可能发生共振,缩短零件寿命;紧急制动和离合器猛烈结合造成的冲击。措施:安装扭转减振器功用:避免传动系统共振,并缓和冲击,提高传动系统零件的寿命。原理:减振弹簧吸收能量,阻尼片通过摩擦衰减弹簧吸收的能量动力传递:摩擦衬片从动钢片减振盘减振弹簧从动盘毂从动轴其他:变刚度扭转减振器:采用两组不同的减振弹簧,装弹簧窗口长度不一,以此获得变刚度特性,吸收对传动系不利的系统共振,降低系统噪声。第六节 离合器操纵机构工作:始于离合器踏板,终于飞轮壳内的分离轴承分类:人力式:机械式操作机构 液压式操作机构 气压助力式:气压助力式

14、机械操作机构 气压助力式液压操作机构第十五章 变速器和分动器第一节 概述1. 功用:改变传动比;利用倒挡实现汽车倒向行驶;利用空档中断动力传递。2. 类型a. 按传动比变化方式(1)有级式变速器:应用最广泛,有若干固定的传动比,分轴线固定式和轴线旋转式(行星齿轮),档位数指前进档位数(2)无级式变速器:传动比在一定范围内连续可变,分电力式和液力式(3)综合式变速器:由液力变矩器和齿轮式有级式变速器组成的液力机械式变速器,传动比在几个间断的范围内连续可变b. 按操纵方式(1)手动操纵:直接通过换挡杆换挡(2)自动操纵:传动比与档位选择自动进行(3)半自动操纵:固定式(几个常用档位自动,其余手动)

15、和预选式(预先选定档位)第二节 变速器的变速传动机构普通齿轮式变速器:轴线固定的有级式变速器1. 三轴式:第一轴(输入轴),中间轴,第二轴(输出轴)(1)操作方式通过各拨叉推动同步器或者结合套实现换挡操作(2)润滑方式与密封变速器壳内注入齿轮油,通过飞溅润滑的方式润滑齿轮副,轴承,轴,齿轮上开径向孔或者齿轮毂上开径向油槽来润滑所在部位的轴承。润滑油应避免流入变速器前的离合器和变速器后的万向节。(3)几点说明a. 传动比:两级传动比乘积b. 采用结合套或同步器换挡与移动齿轮换挡的比较:采用斜齿轮,承载能力强,噪声小,寿命长,相同承载时尺寸小;结合齿圈的齿宽小,结合脱离迅速,驾驶员省力;减少换挡冲

16、击,噪声小;结合齿圈、齿轮用花键连接,结合齿圈、同步器损坏后可更换,避免整体报废的情况;结合齿圈、同步器寿命比移动齿轮短c. 直接挡:变速器输入轴和输出轴直接连接输出动力的档位d. 超速挡:传动比小于1,适于良好路面和轻载行驶,提高燃油经济性;若发动机功率补足,超速挡应用率不高,燃油经济性不明显,而起引起动力不足e. 前进挡时:输入、输出轴的转向相同;输入轴长度较短,强度好,易制造2. 二轴式(1)无中间轴,输入轴和输出轴平行;(2)没有直接档,高速挡效率比三轴式变速箱低;(3)只有一对齿轮啮合传动,机械效率高,噪声小;(4)输入轴和输出轴的转动方向相反;(5)结构简单,紧凑,容易布置;(6)

17、广泛应用于FF和RR的汽车上,主减速器和差速器往往集成在变速器内。3. 组合式变速器适用于重型载货汽车定义:以四档或五档变速器为主体,通过更换齿轮副和配置不同副变速器的方法,使变速器获得更多的档数和更宽广的传动比变化范围。注意:副变速器传动比比较大时,要放在主变速器后面,以减小主变速器的尺寸和质量;若副变速器的传动比比较小时,也可以放在主变速器前面。第三节 同步器1. 要求:换挡时,待啮合的一对齿轮或结合套和结合齿圈上内外花键的齿的相对转速要相等,以保证换挡平顺2. 作用:缩短换挡时间,缓和换挡冲击;没有同步器的普通变速器操纵复杂,容易产生冲击,对驾驶员的熟练度要求高,容易疲劳,因此采用同步器

18、使得即将啮合齿轮的结合部位与结合套的速度相等,实现同步3. 分类:同步器都是利用摩擦原理工作的(1)常压式:基本淘汰,工作不可靠,未同步就可能啮合(2)惯性式:锁环式和锁销式,在结构上保证在未同步时不啮合锁环式惯性同步器组成:锁环、结合套、花键毂、滑块与弹簧工作:当拨环力矩M2大于惯性力矩M1时,才能结合,通过控制锁止角达到要求结构:结合齿圈的外锥面和锁环的内锥面产生摩擦力矩;花键毂通槽宽度为锁环凸起部分宽度加一个结合套上的齿厚;(3)自行增力式弹簧片的变形使得摩擦力矩大大提高,使得换档更省力、更迅速,提高了换档的效率。第四节 变速器操纵机构作用:驾驶员根据路况,随时将变速器挂上或摘下某档位分

19、类:直接操作机构和远距离操作机构1. 直接操作机构变速器距离驾驶员座位近组成:变速杆,拨块,拨叉,拨叉轴,安全装置(自锁弹簧、自锁钢球、互锁销)安全装置:l 自锁装置防止变速器自动脱档并且保证齿轮在全齿宽处啮合;l 互锁装置防止变速器同时挂上两个档位(只有两套拨叉的自锁和互锁装置可以统一);l 倒档锁装置防止误挂入倒档(通过增加挂倒档的力提醒之)。特点:结构紧凑、简单,操作方便2. 远距离操作机构变速器距离驾驶员座位远组成:在变速杆和拨叉等内部机构之间加装传动机构或辅助杠杆(外部装置)注意:操作机构要有足够刚度,连接件间间隙要小,保证换档手感两种机构:单杆远距离操作机构刚度大,碰撞安全性差;双

20、杆远距离操作机构靠两根杆的退和拉,消除间隙,增加换档手感。第五节 分动器作用:将变速器输出动力分配到各驱动桥,具有一个输入轴,多个输出轴;两档分动器兼作副变速器。分动器的操纵机构应保证:非先接上前桥不得挂上低速挡,非先退出低速挡不得摘下前桥(低速档转矩大,防止中后桥超载),可通过操作机构的机械结构保证。第十七章 万向传动装置第一节 概述组成:万向节、传动轴,必要时还有中间支承功用:实现两轴间有夹角或相对位置经常变化的转轴间的动力传递位置:变速器和驱动桥之间;变速器和分动器之间;主减速器和转向驱动桥的驱动轮之间和转向操纵机构中。1. 汽车为什么要采用万向传动装置?因为现代汽车的总体布臀中,发动机

21、、离合器和变速器连成一体固装在车架上,而驱动桥则通过弹性悬架与车架连接,因而变速器输出轴轴线与驱动桥的输入轴轴线不在同一平面上,当汽车行驶时,车轮的跳动会造成驱动桥与变速器的相对位置(距离、夹角)不断变化。因此,变速器的输出轴与驱动桥输入轴不可能刚性连接,必须安装万向传动装置。第二节 万向节分类:刚性万向节,刚性传动零件,刚性铰链连接并传递动力 挠性万向节,弹性传动零件,靠弹性零件变形消除部件相对运动的影响,具有缓冲吸振作用,用在两轴交角很小、只有微量相对运动位移的地方刚性万向节:1. 不等速万向节(1) 十字轴式刚性万向节特点:不等速(输入轴匀速,输出轴速度周期性变化),交角1520度,结构

22、简单、工作可靠、传动效率高,滚针轴承定位(盖板式,内、外挡圈固定式)注意:不等速造成从动轴及其连接的部件产生扭转振动,产生交变载荷,影响寿命(2)十字轴式双万向节等速条件:第一万向节两轴间夹角和第二万向节两轴间夹角相等;第一万向节从动叉和第二万向节主动叉位于同一平面内2. 准等速万向节:根据上述实现等速的原理而设计的(1)双联式:相当于十字轴式双万向节,只是传动轴长度缩短至最小特点:分度机构(尽量保证双联叉轴线平分两轴夹角)保证准等速性,交角一般可达50度,零件多尺寸大,制造简单,工作可靠(2)三销轴式:由双联式演化而来,准等速性特点:交角最大可达45度,占用空间大3. 等角速万向节:基本原理

23、是保证传力点始终在两轴交角平分线上;钢球传力中心到两轴距离相等(1)球叉式万向节特点:从结构上实现两轴的转速相等;交角3235度,适合转向驱动桥中转向节处;寿命短,钢球和凹槽易磨损(四个传动球只有两个工作,换向后另两个工作);压力装配,拆装不变(2)球笼式万向节特点:受力均匀、承载能力强(6个钢球都受力)、允许两轴最大夹角42度;结构紧凑,拆装方便,应用广泛a. 固定型球笼式万向节(RF节)交角4550度,用于转向驱动桥转向节处,b. 伸缩型球笼式万向节(VL节)交角2025度,星形套和筒形壳可轴向相对运动,用于转向驱动桥靠近主减速器侧第十六章 驱动桥第一节 概述l 组成:主减速器,差速器,半

24、轴,驱动桥壳l 作用:降速增扭,改变转矩传递方向,实现差速,承受载荷、传力,保证内外侧车轮的不同转速转向l 分类:非断开式驱动桥(整体式):半轴套管与主减速器壳刚性地连成一体,采用非独立悬架,左右半轴和驱动轮与主减速器没有相对运动;结构简单,但平顺性差,多用于普通汽车断开式驱动桥:反之,采用独立悬架,驱动轮可以独立地相对于主减速器上下跳动;可提高汽车行驶平顺性和通过性第二节 主减速器作用:降速增扭,改变转矩传递方向分类:按齿轮副数目单级、双级主减速器,轮边减速器 按传动比档数单速式、双速式主减速器 按齿形圆柱齿轮式(FF),圆锥齿轮式,准双曲面齿轮式1、准双曲面齿轮的优缺点及注意事项:优点:提

25、高了啮合齿轮的刚度和强度;啮合齿数多,传动平稳,噪声小,承载能力强,可获得更大的扭矩;质心位置和离地间隙可调,改善通过性缺点:齿面间的相对滑动,油膜易被破坏。使用注意事项:必须使用准双曲面齿轮专用润滑油第三节 普通圆锥齿轮差速器作用:使同一驱动桥两车轮或两驱动桥间以不同转速转动,并传递转矩,分为轮间差速器和桥间差速器。转弯:没有差速器,内侧车轮滑转,外车车轮滑移分类:圆锥齿轮差速器,圆柱齿轮差速器;对称式差速器,不对称差速器1. 齿轮式差速器组成:行星齿轮,半轴齿轮,行星齿轮轴,差速器壳动力传递:主减速器从动锥齿轮差速器壳行星齿轮轴行星齿轮半轴齿轮半轴差速原理/运动学特性:速度特性和转矩特性2

26、. 强制锁止式差速器一个驱动轮打滑时,设法将大部分甚至全部转矩传给不打滑的驱动轮,使继续行驶。作用时使左右半轴连成一体。需要手动操作,且在停车时进行。3. 高摩擦限滑差速器可以自动控制,克服上的缺点。第四节 变速驱动桥即前置前驱时,变速器和驱动桥合为一体。特点:结构紧凑,缩短传动链,机械效率高,工艺复杂第五节 半轴和桥壳1. 半轴差速器和驱动轮之间全浮式支承半轴:半轴连轮毂,轮毂通过圆锥滚子轴承连在桥壳上,因此半轴和桥壳没有直接联系,拆卸方便;半轴只承受转矩,而两端不承受任何力和弯矩;结构复杂半浮式支承半轴:通过轴承和桥壳连接,外端承受全部弯矩,内端不受弯矩,结构简单2. 桥壳作用:支承保护主

27、减速器,差速器,半轴等;固定左右驱动轮相对位置;承载车架及其上各总成质量;承受车轮传来的力和力矩并通过悬架传给车架要求:足够的强度和刚度;质量小;便于主减速器的拆装和调整。1. 整体式桥壳特点:强度和刚度大,便于主减速器的拆装和调整铸造式整体桥壳:强度和刚度大,便于主减速器的拆装和调整,质量大,铸造难度大钢板冲压式整体桥壳:质量小,制造简单,材料利用率高,抗冲击性能好2. 分段式桥壳特点:易于铸造,加工简便,但维修不便(要整个拆下)第十九章 行驶系统作用:接受发动机传来的转矩,通过地面对驱动轮的附着作用产生驱动力,保证汽车正常行驶; 支持全车,传递承受路面作用于车轮上的各向反力及其所形成的力矩

28、; 缓和路面不平对车身造成的冲击,衰减振动,保证汽车平顺行驶; 配合转向系统,实现对车辆行驶方向的正确控制,保证汽车操作稳定性。组成:车架,安装基础,将车辆各总成连接成一个整体; 车桥,连接车轮,承受并传递车轮传来的载荷; 悬架,将车轮受到的力和力矩传递给车架,通过弹性元件、阻尼原件、导向杆系衰减汽车振动,提高车辆操作稳定性和平顺性; 车轮和轮胎:支承全车,连接车身与路面,缓和路面的冲击,产生驱动力和制动力,转弯时产生侧向抗力并回正车轮,提高车辆通过性。分类:轮式行驶系统;半履带式行驶系统;履带式行驶系统;车轮履带式行驶系统。第二十章 车架和承载式车身作用:支承连接各零部件,承受车内外各种载荷

29、分类:边梁式车架,中梁式车架,综合式车架;周边式车架,X形车架,梯形车架;承载式车身要求:满足汽车总布置的要求;足够的强度和刚度,防止车架变形导致部件之间相对运动;降低高度、重心,提高稳定性;质量要小。1. 边梁式车架:由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成,用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接优点:便于安装车身(包括驾驶室、车厢及一些特种装备等)和布置其他总成,有利于改装变型车和发展多品种汽车。因此被广泛采用在货车和大多数的特种汽车上。2. 中梁式车架:主要区别在于中梁式车架只有一根纵梁且布置于车架的中央部位,而边梁式车架则有两根纵梁,且分布于两侧。优点:1)能使车轮有较大的运动空间,便于采用独立

30、悬架,从而提高汽车的越野性。2)与同吨位的货车相比,其车架较轻,减小了整车质量。3)重心较低,因此行驶的稳定性好。4)车架的强度和刚度较大。5)脊梁还能起封闭传动轴的防尘套作用。缺点:1)这种车架的制造工艺复杂,精度要求高。2)维护和修理不便。3. 承载式车身:结构特点是汽车没有车架,车身就作为发动机和底盘各总成的安装基体。此种情况下车身兼有车架的作用并承受全部载荷。第二十一章车桥和车轮第一节 车桥定义:也叫车轴,左右安装车轮,通过悬架与车身相连作用:传递车架和车轮之间各方向的作用力和力矩分类:整体式车桥非独立悬架;断开式车桥独立悬架 转向桥,驱动桥,转向驱动桥,支持桥1. 转向桥工作:通过转

31、向节使车轮偏转一定角度实现转向受力:垂直载荷,纵向力、侧向力和它们产生的力矩组成:主要为前梁和转向节,主销、转向节臂、转向横拉杆断开式转向桥:与独立悬架一起作用,性能更加优良(平顺性和稳定性),减小簧载质量,广泛运用于轿车和轻型车辆润滑:润滑脂润滑2. 转向轮定位参数要求:使转向轮可以自动回正,保证汽车直线行驶,避免或减少轮胎磨损实现:通过车轮、主销、横梁的安装或调整相对位置实现(1)主销后倾角定义:主销在汽车纵向平面内向后倾的一个角度,或主销轴线和地面垂线在汽车纵向平面里的夹角作用:高速回正,产生拖矩,车轮偏转是产生稳定力矩要求:不能太大,会导致转向沉重特点:23度,运动回正,采用低压轮胎的

32、汽车的稳定力矩增加,角度减小甚至为负(2)主销内倾角定义:主销在汽车横向平面内向内倾斜的一个角度,或主销轴线和地面垂线在汽车横向断面内的夹角作用:产生自动回正力矩(不受速度影响),使转向轻便特点:不超过8度,主销偏置量4060mm,静态回正,与速度无关(3)车轮外倾角定义:通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线的夹角作用:防止载重时车轮内倾而造成磨损;减小车轮外端轴承垂直载荷,防止载重时车轮飞出;与拱形路面相适应特点:1度左右,不宜过大,否则也会造成磨损(4)前轮前束定义:两轮前边缘距离B小于后边缘距离A,A-B即为前束作用:克服车轮外倾的缺点,保持汽车直线行驶,减小车轮偏磨损

33、特点:012mm左右,通过调整横拉杆长度来实现(5)后轮外倾角和前束特点:外倾角一般为负,增加跨度,以增加车辆横向稳定性;汽车高速行驶导致车轮前张(负前束)通过车轮外倾角消除之,减少轮胎磨损3. 转向驱动桥具有驱动桥和转向桥功能,在前置前驱和四轮驱动汽车的前桥特点:半轴断开,分为内、外半轴;主销分为上下两段;麦弗逊式悬架4. 支持桥无驱动和转向功能的车桥复合纵臂式后支持桥,具有四连杆机构的后支持桥,具有U形管梁的后支持桥第二节 车轮与轮胎作用:支承整车;缓和路面冲击;产生制动力和驱动力;转弯时产生侧向力平衡离心力,并产生自动回正力矩,保持车辆直线行驶;提高通过性1. 车轮l 作用:位于轮胎和车

34、轴间,承受载荷l 组成:轮毂,轮辋,轮辐(辐板或辐条)l 分类:辐板式和辐条式(钢丝辐条,高级轿车或赛车;铸造辐条,轿车和重型汽车),单轮式和双轮式(货车后轴,单螺母和双螺母固定式)l 轮辋轮廓类型:深槽轮辋(DC):轿车、越野车,结构简单,刚度大,质量小,适用于小尺寸,弹性大的轮胎;平底轮辋(FB):货车,适于安装较硬的轮胎;l 轮辋规格代号(国标):轮辋名义宽度代号(in),轮缘轮廓代号,轮辋结构形式代号,轮辋名义直径代号(in),轮辋轮廓类型代号l 车轮规格:轮辋宽度B,轮辋直径d,偏置距E,螺栓孔分度圆直径d1,轮毂直径d2,螺栓孔直径d32. 轮胎作用:和悬架一起缓和路面冲击,衰减振

35、动,保证汽车良好的舒适性和平顺性;保证良好的附着作用,提高汽车动力性、制动性、通过性;承受车身重力,传递其他方向的力和力矩。要求:适合的弹性和承载能力;花纹;热稳定性和耐磨性分类:轿车用轮胎,载货汽车用轮胎(轻型,中型,重型),特种汽车用轮胎;实心轮胎,充气轮胎(有、无内胎);普通斜交轮胎,子午线轮胎;高压轮胎,低压轮胎(常用),超低压轮胎(1)有内胎的充气轮胎组成:外胎,内胎,垫带外胎:帘布层,轮胎骨架,也成为胎体,影响轮胎强度; 胎面,由胎冠(耐磨橡胶制成,直接承受摩擦和全部载荷,花纹增加附着作用),胎肩(胎面到胎侧的过渡面,有横纹散热),胎侧,薄和软,保护帘布层; 缓冲层(带束),位于胎

36、面和练不成中间,弹性大,缓和路面冲击; 胎圈,有钢丝圈,起安装轮胎作用,强度和刚度大。(2)普通斜交轮胎定义:帘布层和缓冲层相邻层连线相互交叉,且与轮胎中心线呈小于90度角排列的充气轮胎优点:轮胎噪声小,外胎面柔软,制造简单,价格低缺点:受侧向力时与地面接触面减小,抗侧向力能力差;高速稳定性差;易磨损;承载能力较子午线轮胎小(3)子午线轮胎定义:帘布层帘线排列方向与轮胎子午断面一致特点:帘线强度充分利用,帘布层数减少4050%;胎体柔软,弹性好;帘线在圆周方向只靠橡胶连接,带束层(即缓冲层)优点:Ø 接地面积大,附着性能好,滑移小,对地面的单位压力小,滚动阻力小,寿命长;Ø

37、 胎冠较厚,且有坚硬带束层不易刺穿,行驶时变形小,可降低油耗;Ø 帘布层少,胎侧薄,散热性好;Ø 径向弹性大,缓冲性好、负荷能力大;缺点:Ø 胎侧薄且软,胎冠厚,在二者的过渡区容易产生裂纹;Ø 侧面变形大,汽车侧向稳定性差;制造精度高,成本高。(4)轮胎花纹普通花纹,越野花纹,混合花纹;花纹排水(5)无内胎充气轮胎密封层:附着在外胎内壁上,封气自粘层:自行粘合刺穿的孔,孔较大时不能自行粘合,受热脱落影响动平衡,无自粘层的无内胎轮胎优点:没有内胎,空气直接压入外胎,具有轮胎穿孔时压力不会急剧下降,仍可以安全行驶;不存在内外胎卡住而损坏的现象;气密好性、可以

38、直接靠轮辋散热,使用寿命长;结构简单,质量小等特点。缺点:途中修理困难;有自粘层的轮胎,天气炎热时自粘层脱落,影响车轮动平衡。(6)活胎面轮胎优点:可以在胎面磨损或者不同的使用条件下更换胎面;缺点:质量大;胎面环与胎体之间有磨损;胎面环橡胶与钢丝体脱层。(7)轮胎表示方法断面宽度(mm)/高宽比 轮胎结构代号(R子午线 D斜交) 轮辋直径(in) 负荷指数 速度符号第二十章 悬架第一节 概述l 悬架定义:车架和车桥之间一切传力连接装置的总称。l 作用:将地面作用于车轮的垂直反力,纵向反力,侧向反力及这些形成的力矩传递给车架,保证汽车正常行驶。l 组成:弹性元件:缓和路面冲击 减振器:减振作用,

39、衰减振动 导向机构:确保车轮相对车身按一定轨迹振动,保证汽车行驶性能 (横向稳定器:防止车身在转弯时发生过大的横向倾斜)l 自然振动频率:由悬架刚度(不一定是弹性元件刚度)和簧载质量决定的车身自然振动频率。控制在11.6Hz,这是人习惯的垂直振动频率。 簧载质量一定,悬架刚度越小,自然振动频率越小(但会造成变形量增加); 悬架刚度一定,簧载质量越大,自然振动频率越大。 因此:悬架刚度要可变l 类型:按性能,被动悬架,刚度、阻尼都不可调;主动悬架,刚度、阻尼可根据行驶状况自动调整;半主动悬架,只有阻尼可自动调整; 按结构,非独立悬架、独立悬架第二节 弹性元件1. 钢板弹簧最长的弹簧片是主片,两端

40、制成卷耳,内有衬套,通过弹簧销与车架上的支架或吊耳连接U形螺栓:在钢板弹簧中部与车桥连接。U形螺栓将钢板弹簧固定在车桥上减振:通过各弹簧片间的相对滑动产生摩擦减振, 2. 螺旋弹簧优点:无需润滑,不怕污染,纵向空间小,质量小;缺点:没有减振作用,要装减振器,只能承受垂向载荷,要装导向结构。3 . 扭杆弹簧4. 气体弹簧利用气体的可压缩形实现弹簧作用,刚度可变5. 橡胶弹簧利用橡胶本身的弹性来起弹性元件的作用。第三节 减振器作用:加速车架与车身振动的衰减,改善汽车的行驶平顺性类型:单筒式和双筒式减振器;单向和双向作用式减振器;阻尼是否可调式减振器;油液、气体减振器;是否充气式减振器。注意:减振器

41、和弹性元件并联关系;要求:压缩行程阻尼力要小,充分利用弹性元件弹性缓和冲击;伸张行程阻尼力要大,尽快衰减振动;车桥、车架相对运动速度大时,增大油液流通面积,使阻尼力保持在一定范围内,避免承受过大冲击载荷。1. 双向作用筒式减振器在压缩和伸张行程均起作用主要组成:活塞杆,工作缸筒,储液筒,防尘罩筒,伸张阀,压缩阀,流通阀,补偿阀结构:伸张阀和流通阀装在一起,和补偿阀一起工作;压缩阀和补偿阀装在一起,和流通阀一起工作。 流通阀和补偿阀是一般的单向阀,弹簧弹力小工作过程: 2. 新型减振器(1)充气式减振器(2)阻尼可调式减振器第四节 非独立悬架特点:结构简单,工作可靠,用于货车前后悬架和轿车的后桥

42、,采用钢板弹簧的非独立悬架,由于钢板的导向作用,省去导向机构,方便布置。类型:钢板弹簧非独立悬架,螺旋弹簧非独立悬架,空气弹簧非独立悬架1. 纵置板簧式非独立悬架(钢板弹簧非独立悬架)特点:钢板弹簧纵向布置; 钢板弹簧一端为固定铰链连接,另一端为活动铰链连接; 钢板弹簧中部通过U形螺栓固定在车桥上。2. 螺旋弹簧非独立悬架一般用于轿车后桥,纵向布置方便,便于维护和保养。横向推力杆和纵向推力杆为导向杆系。第五节 独立悬架优点:两车轮可以独立地跳动,减少车身振动,消除车轮的偏摆; 降低非簧载质量,提高车速; 采用断开式车桥,降低车声质心,提高行驶的稳定性; 车轮跳动的空间大,可减小悬架刚度,降低汽

43、车的自然振动频率,提高行驶的平顺性。缺点:结构复杂,制造成本高,维修不便; 车轮外倾角和轮距经常变化,加速轮胎的磨损。类型:车轮在汽车横向平面内摆动横臂式独立悬架; 车轮在汽车纵向平面内摆动纵臂式独立悬架; 车轮沿主销移动烛式悬架和麦弗逊式悬架其他:独立悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧;用于汽车特别是轿车的前桥。1. 横臂式独立悬架A. 单横臂式独立悬架(重型越野汽车)B. 双横臂式独立悬架2. 纵臂式独立悬架A. 单纵臂式独立悬架:多用于后轮。D. 双纵臂式独立悬架:两纵臂长度相等,车轮上下跳动时,主销后倾角不变,可用于转向轮。3. 车轮沿主销移动的悬架A. 烛式独立悬架车轮沿固定不动的主销轴线

44、移动的独立悬架B. 麦弗逊式独立悬架车轮沿摆动的主销轴线移动的独立悬架,也叫摆动连杆式独立悬架² 主销轴线是变化的,车轮定位参数变化小² 增大了车轮内侧布置空间,方便布置发动机及其部件,适用于前置前驱。4. 横向稳定器轿车独立悬架较软,高速行驶转向时车身会有较大的横向倾斜和横向角振动,为减小这些影响,通过横向稳定杆的扭转变形,妨碍悬架弹簧的变形,从而减小横向倾斜和横向角振动。第二十三章 汽车转向系统第一节 概述转向系统:改变或恢复汽车行驶方向的一套专属机构1. 类型:机械转向系统仅以驾驶员肌体能量作为能量源 动力转向系统兼用驾驶员肌体和发动机能量作为能量源A. 机械转向系统

45、组成:转向操纵机构、转向传动机构、转向器B. 动力转向系统组成:在机械转向系统基础上增加一套转向加力装置2. 两侧转向轮偏转角之间的理想关系要求:转向时,避免路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损,所有车轮要作纯滚动;只有在所有车轮的轴线交于一点时才能实现关系:cot-cot=B / L3. 转向系统的传动比转向器角传动比iw1:转向盘的转角与转向摇臂转角之比,货车16-32,轿车12-20转向传动机构角传动比iw2:转向摇臂的转角与转向盘所在一侧的转向节转角之比,大约为1转向系角传动比iw=iw1iw2:转向盘的转角与同侧的转向节转角之比4. 转向盘自由行程传动部件之间的装配间隙,反应到转向

46、盘上会产生空转角度,对应的角行程即;能够缓和路面冲击和减轻驾驶员的紧张;自由行程1015度,过大降低转向灵敏度;调整转向器传动副的啮合间隙和轴承间隙实现;第二节 转向操作机构组成:转向盘,转向柱管,转向轴,上下万向节,转向传动轴等1. 转向盘组成:轮缘,轮辐,轮毂(轮毂孔细牙内花键与转向轴连接)要求:在撞车时,转向盘的骨架能够变形,吸收碰撞能量,减轻驾驶员伤害2. 转向轴、转向柱管、吸能装置转向轴:连接转向盘和转向器的传动件,传递转矩;转向柱管:支承作用,要求具有能够缓和冲击的吸能装置(当转向轴受到很大的轴向冲击时,支架或支承件可以产生塑性形变,吸收能量)一些吸能装置:转向轴分段、转向传动轴分

47、段、网格状转向柱管、波纹管式转向柱管第三节 转向器Ø 转向器:增大驾驶员作用在转向盘上的力并改变力的传递方向,一般有12个减速传动副Ø 传动效率:转向器输出功率与输入功率之比成为转向器传动效率Ø 正、逆效率:功率由转向轴输入,转向器摇臂输出的传动效率为正效率;反之为逆效率Ø 类型:可逆式转向器逆效率很高;不可逆式转向器逆效率很低;极限可逆式转向器逆效率比不可逆式转向器略高Ø 比较:² 可逆式转向器可以将路面阻力完全反馈到转向盘,驾驶员路感好,可以自动回正,但容易发生打手现象;² 不可逆式转向器没有路感,驾驶员无法根据路面阻力

48、调整转向盘转矩,不能自动回正;² 极限可逆式转向器有一定路感,可以自动回正。现代汽车多采用可逆式转向器,极限可逆式转向器多用于中型以上越野车和矿用自卸车。1. 齿轮齿条式转向器特点:结构简单,紧凑,质量轻,刚性大,正逆效率都较高,转向灵敏,制造简单,成本低,省去转向摇臂和转向直拉杆,简化转向传动机构。结构:齿轮、齿条;齿条通过压紧弹簧压紧在齿轮上;转向齿轮和转向轴、转向盘连接2. 循环球式转向器两级传动副:第一级为螺杆螺母传动副(螺母不能转动,只能轴向移动);第二级为齿条齿扇传动副(螺母下平面制成齿条)结构:螺母、螺杆上有螺旋槽,形成螺旋管状通道,装入钢球形成滚动摩擦,并结合两根导管

49、形成两条独立的钢球流道。螺杆转动,通过钢球传力给螺母,使螺母轴向移动。齿扇的齿厚沿轴向线性变化,从而通过调整螺钉调整齿扇和齿条的啮合间隙。特点:正效率很高,达9095%,操作轻便;使用寿命长,工作平稳;逆效率也很高,容易发生打手现象。第五节 转向传动机构作用:将转向器输出的力和运动传到两侧转向节;并使两侧转向轮偏转角按一定关系变化,保证车轮相对路面的滑动尽可能小。1. 与非独立悬架配合的转向传动机构组成:转向摇臂,转向直拉杆,转向节臂,转向梯形(转向横拉杆+两转向梯形臂)布置:横拉杆后置前桥为转向桥,与梯形臂交角大于90度; 横拉杆前置前桥为转向驱动桥,与梯形臂交角小于90度; 直拉杆横向布置

50、转向摇臂在汽车横向平面内摆动的情况2. 与独立悬架配合的转向传动机构转向梯形需要断开;转向梯形也可前置或后置;转向梯形保证转向时转向轮的偏摆和转向盘的转动方向相统一。第五节 动力转向系统1. 液压动力转向系统A. 常压式液压动力转向系统组成:油罐,油泵,控制阀,动力缸,储能器特点:系统中保持限定压力,只要转向,系统就提供压力,响应迅速。不转向时控制阀关闭。B. 常流式液压动力转向系统组成:油罐,油泵,控制阀,动力缸特点:不转向时,系统中没有压力,只有在转向时,系统中才建立并提供压力。不转向时,控制阀保持开启。2. 整体式动力转向器作用过程:直线行驶时,动力缸左右两腔相通,系统中只有极小克服流动

51、阻力的油液压力;转向时,方向盘转动转动轴带动阀芯转动路面阻力使动力缸、转向齿条和齿轮不动扭杆扭转转阀偏转动力缸两腔分别接高压和回油管路转向路偏转转向齿条和齿轮同向运动。第二十四章 制动系统第一节 概述l 作用:汽车行驶时降低车速或停车;下坡时保持车速稳定;已停止的汽车保持静止不动。l 制动力:由驾驶员操作产生,并由驾驶员控制使汽车以一定强度制动的力,称为制动力(注意:空气阻力,滚动阻力,上坡阻力等有制动效果但不是制动力)l 工作原理:在车轮上产生一个与汽车行驶方向或趋势相反的力矩,从而使路面产生阻碍车轮转动和汽车行驶的阻力。制动力的大小事受到制动力矩和路面附着作用的影响。l 组成:供能装置,控

52、制装置,传动装置,制动器。l 传力过程:供能装置的能量铜鼓传动装置传给制动器,通过摩擦使车轮制动l 类型:按功用,行车制动系统(渐进式),驻车制动系统(非渐进式),第二制动系统(现规定为渐进式),辅助制动系统(下坡稳定车速);u 按制动能源,人力制动系统,动力制动系统,伺服制动系统;u 按制动力变化,渐进式制动系统,非渐进式制动系统;u 能量传输:机械式,液压式,气压式,电磁式;u 按回路:单回路制动系统,双回路制动系统(必须用之)第二节 制动器作用:产生阻碍汽车的运动或运动趋势的力的部件摩擦制动器:通过固定元件与运动元件工作表面之间的摩擦而产生制动力矩的制动器分类:鼓式制动器和盘式制动器;车轮制动器和中央制动器1. 鼓式制动器之轮缸式制动器简单平衡式(领从蹄式)、平衡式(双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式)、自行增力式A. 领从蹄式制动器n 定义:在制动鼓正向旋转和反向旋转时,都有一个领蹄和一个从蹄的制动器即称为领从蹄式制动器。n 组成:领从蹄式制动器主要由制动鼓、制动底板、两个制动蹄、两个制动蹄支承销、制动蹄回位弹簧及一个双活塞式轮缸组

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