汽构产班第20章车架

1、第 章 行驶系统半履带式汽车半履带式汽车半履带是指汽车的后桥采用履带式，前桥用车轮半履带是指汽车的后桥采用履带式，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，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。提高通过性，主要用于在雪地或沼泽地带行驶的汽车。 全履带式汽车全履带式汽车前后桥都用履带称为全履带式前后桥都用履带称为全履带式。车轮车轮履带式汽车履带式汽车前后桥即可装车轮，也可装履带，称为车轮履带式。前后桥即可装车轮，也可装履带

2、，称为车轮履带式。 汽车行驶系统的功用汽车行驶系统的功用；驱动力对车轮中心造成的反力矩对车驱动力对车轮中心造成的反力矩对车轮前后载荷的影响轮前后载荷的影响。本章学习重点本章学习重点汽车行驶系统的功用是什么？它主要由那些部件和总成组汽车行驶系统的功用是什么？它主要由那些部件和总成组成？各起什么作用？成？各起什么作用？试分析整体式车桥和断开式车桥中主减速器壳上由地面驱试分析整体式车桥和断开式车桥中主减速器壳上由地面驱动力动力F Ft t对车轮中心造成的反力矩是如何传到车架上的对车轮中心造成的反力矩是如何传到车架上的? ?作业作业纵梁用低碳合金钢纵梁用低碳合金钢而成；而成；一般采用中间高、两端低不等

3、高断面形式，以保证应力分布均匀。一般采用中间高、两端低不等高断面形式，以保证应力分布均匀。纵梁纵梁纵梁的断面形状有开口形（槽形、纵梁的断面形状有开口形（槽形、Z Z形）、封闭形形）、封闭形（箱形）等。（箱形）等。纵梁纵梁横梁一般也用低合金钢冲压而成，为增强车架的抗扭强横梁一般也用低合金钢冲压而成，为增强车架的抗扭强度，纵梁的断面形状有管形和箱形；度，纵梁的断面形状有管形和箱形；一般有前横梁、发动机安装梁、驾驶室安装梁、悬架安一般有前横梁、发动机安装梁、驾驶室安装梁、悬架安装梁、后横梁等。装梁、后横梁等。前横梁前横梁发动机安装梁发动机安装梁驾驶室安装梁驾驶室安装梁后横梁后横梁悬架安装梁悬架安装梁

4、第四横梁第四横梁横梁横梁为了增加车架的刚度，在横梁和纵梁连接时经常采为了增加车架的刚度，在横梁和纵梁连接时经常采用斜支撑、角支撑、和连接板等加强措施。用斜支撑、角支撑、和连接板等加强措施。加强措施加强措施加强措施加强措施保险杠保险杠 ：一般安装在汽车的前、后横梁上，起到保护车：一般安装在汽车的前、后横梁上，起到保护车身、散热器的作用。身、散热器的作用。保险杠保险杠 挂钩挂钩拖钩拖钩 挂钩：一般安装在汽车前部，用来在必要时拖动汽车。挂钩：一般安装在汽车前部，用来在必要时拖动汽车。拖钩：在可拖挂车的车辆的尾横梁上安装拖钩。拖钩：在可拖挂车的车辆的尾横梁上安装拖钩。其它部件其它部件边梁式车架的结构形

5、式因车型而异。边梁式车架的结构形式因车型而异。边梁式车架的结构形式边梁式车架的结构形式边梁式车架的特点边梁式车架的特点优点优点结构简单、容易制造；结构简单、容易制造；有利于改装变型车或者多品有利于改装变型车或者多品种车辆；种车辆；便于布置和安装；便于布置和安装；具有较高的强度和刚度；具有较高的强度和刚度；车架与驾驶室分开，采用弹车架与驾驶室分开，采用弹性悬置安装，有利于隔振。性悬置安装，有利于隔振。缺点缺点重量较大；重量较大；车身不参加承载，对扭转车身不参加承载，对扭转刚度无贡献；刚度无贡献；正面碰撞事故中，车身易正面碰撞事故中，车身易相对车架向前运动，加剧碰相对车架向前运动，加剧碰撞程度；撞

6、程度；不利于降低底板高度。不利于降低底板高度。中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，横梁焊接在中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，横梁焊接在纵梁的两侧，亦称脊梁式车架。纵梁的两侧，亦称脊梁式车架。中梁式车架中梁式车架车架的扭转刚度大；车架的扭转刚度大；质量轻，减少了整车的重量；质量轻，减少了整车的重量；中梁可以封闭传动轴，起到防尘隔振的作用；中梁可以封闭传动轴，起到防尘隔振的作用；可以降低底板高度和整车的重心高度；可以降低底板高度和整车的重心高度；零部件布置安装不便、工艺复杂，精度要求高、维护和修理不便。零部件布置安装不便、工艺复杂，精度要求高、维护和修理不便。中梁（脊梁）式车架中梁

7、（脊梁）式车架中梁中梁+ +边梁的综合车架边梁的综合车架边梁式边梁式中梁式中梁式 综合式车架综合式车架车架前部是边梁式，而后部是中梁式，这种车架称为车架前部是边梁式，而后部是中梁式，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。边梁式车架的特点。 车架的功用车架的功用；几种车架的结构特点。几种车架的结构特点。本章学习重点本章学习重点车架的功用式什么？车架的功用式什么？车架有几种结构形式，各有何特点？车架有几种结构形式，各有何特点？边梁式车架一般采取何种措施降低底板高度？边梁式车架一般采取何种措施降低底板高度？作业作

8、业2.2 2.2 车桥和车轮车桥和车轮主要内容主要内容车轮的分类、结构特点及表示方法；车轮的分类、结构特点及表示方法；轮胎的分类、结构特点及表示方法。轮胎的分类、结构特点及表示方法。主要内容主要内容多轴汽车的平衡悬架。多轴汽车的平衡悬架。悬架的主要部件：汽车悬架一般都由悬架的主要部件：汽车悬架一般都由、三部分组成。在三部分组成。在一些车辆上还要加一些车辆上还要加。悬架的功用和组成悬架的功用和组成弹性元件弹性元件阻尼元件阻尼元件横向稳定杆横向稳定杆纵向推力杆纵向推力杆横向推力杆横向推力杆双向筒式减振器双向筒式减振器减振器由活塞杆、活塞、储油缸筒、减振器由活塞杆、活塞、储油缸筒、工作缸筒、工作缸筒

9、、导向座、防尘罩等组成。、导向座、防尘罩等组成。定义：在压缩和伸张两行程内均能起定义：在压缩和伸张两行程内均能起减振作用的减振器。减振作用的减振器。双向筒式减振器双向筒式减振器伸张阀和压缩阀分别是卸载阀，弹簧伸张阀和压缩阀分别是卸载阀，弹簧较强，预紧力大，只有当油压升高到一较强，预紧力大，只有当油压升高到一定高度时，才能开启，而当油压降低到定高度时，才能开启，而当油压降低到一定程度时，阀将自行关闭。一定程度时，阀将自行关闭。补偿阀和流通阀是单向阀，弹簧较弱，补偿阀和流通阀是单向阀，弹簧较弱，当油压作用力与弹簧同向时，阀处于关当油压作用力与弹簧同向时，阀处于关闭状态，而当油压作用力与弹簧力反向闭

10、状态，而当油压作用力与弹簧力反向时，很小的油压便能将阀开启。时，很小的油压便能将阀开启。其作用是分别在拉伸和压缩行程中补其作用是分别在拉伸和压缩行程中补偿油液，避免上下腔中出现真空。偿油液，避免上下腔中出现真空。双向筒式减振器的工作过程双向筒式减振器的工作过程连杆和活塞一起向下运动连杆和活塞一起向下运动工作缸下腔油液压力增高工作缸下腔油液压力增高伸张阀和补偿阀关闭伸张阀和补偿阀关闭下腔的高压打开流通阀下腔的高压打开流通阀液体自压缩阀的常通孔流出到储油缸筒液体自压缩阀的常通孔流出到储油缸筒阻尼力逐渐增大阻尼力逐渐增大压缩行程压缩行程当活塞运动速度很快，下腔油压很大，当活塞运动速度很快，下腔油压很

11、大，克服压缩阀压紧弹簧，压缩阀完全打开，克服压缩阀压紧弹簧，压缩阀完全打开，阻尼力不再增加，起到卸载作用。阻尼力不再增加，起到卸载作用。双向筒式减振器的工作过程双向筒式减振器的工作过程连杆和活塞一起向上运动连杆和活塞一起向上运动工作缸上腔油液压力增高工作缸上腔油液压力增高流通阀和压缩阀关闭流通阀和压缩阀关闭油液自伸张阀上的常通孔流向下腔油液自伸张阀上的常通孔流向下腔补偿阀打开，储油筒中油液流入到下腔补偿阀打开，储油筒中油液流入到下腔阻尼力逐渐增大阻尼力逐渐增大拉伸行程拉伸行程当活塞运动速度很快，上腔油压很大，当活塞运动速度很快，上腔油压很大，克服伸张阀的压紧弹簧，伸张阀完全打开，克服伸张阀的压

12、紧弹簧，伸张阀完全打开，阻尼力不再增加，起到卸载作用。阻尼力不再增加，起到卸载作用。压缩阀和伸张阀上有常通小压缩阀和伸张阀上有常通小孔隙。当振动速度较小时，只孔隙。当振动速度较小时，只靠这些小孔工作。当振动速度靠这些小孔工作。当振动速度较大时，才打开阀门工作。阻较大时，才打开阀门工作。阻尼力随振动速度变化。尼力随振动速度变化。双向筒式减振器的工作过程双向筒式减振器的工作过程由于伸张阀弹簧刚度比压缩由于伸张阀弹簧刚度比压缩阀的大，而且伸张阀上的常通阀的大，而且伸张阀上的常通孔隙的直径也比压缩阀的小，孔隙的直径也比压缩阀的小，就保证了减振器在伸张行程内就保证了减振器在伸张行程内产生的阻尼力比在压缩

13、行程内产生的阻尼力比在压缩行程内产生的大。产生的大。双向筒式减振器的工作过程双向筒式减振器的工作过程双向筒式减振器双向筒式减振器充气式减振器充气式减振器结构特点：在缸筒的下部装有一个结构特点：在缸筒的下部装有一个，浮动活塞与缸筒形成的密闭气室中，充，浮动活塞与缸筒形成的密闭气室中，充有高压氮气，浮动活塞之上是减振器油液，有高压氮气，浮动活塞之上是减振器油液，浮动活塞上装有大断面的浮动活塞上装有大断面的O O形密封圈，把油和形密封圈，把油和气完全分开，此活塞亦称封气活塞。气完全分开，此活塞亦称封气活塞。 由于活塞杆进出而引起的缸筒容积的变化由于活塞杆进出而引起的缸筒容积的变化由浮动活塞的上下运动

14、来补偿由浮动活塞的上下运动来补偿。不需储液缸筒，所以亦称不需储液缸筒，所以亦称。 充气式减振器与双向作用筒式减振器比较充气式减振器与双向作用筒式减振器比较由于采用浮动活塞，减少了阀门系统，结构得以简化，零由于采用浮动活塞，减少了阀门系统，结构得以简化，零件数得以减少；件数得以减少；减振器内充有高压气体，能有效减少车轮受到突然冲击时减振器内充有高压气体，能有效减少车轮受到突然冲击时产生的高频振动；产生的高频振动；防尘罩直径相同的条件下，工作缸筒和活塞直径大，更能防尘罩直径相同的条件下，工作缸筒和活塞直径大，更能可靠地保证产生足够的阻尼力；可靠地保证产生足够的阻尼力；高压气体和油气被浮动活塞隔开，

15、消除了乳化现象。高压气体和油气被浮动活塞隔开，消除了乳化现象。 对油封要求高，充气工艺复杂，不能修理；对油封要求高，充气工艺复杂，不能修理；工作缸筒受外界冲击时容易变形，影响减振器可靠工作工作缸筒受外界冲击时容易变形，影响减振器可靠工作。阻尼力可调式减振器阻尼力可调式减振器悬架系统中理想的阻力特性应该是随悬架系统中理想的阻力特性应该是随着使用因素的变化而改变。着使用因素的变化而改变。 阻力可调式减振器的工作过程是，当阻力可调式减振器的工作过程是，当载荷增加时，气室内气压随之升高，使载荷增加时，气室内气压随之升高，使膜片向下移动与弹簧压力平衡。膜片向下移动与弹簧压力平衡。膜片带动柱塞杆和柱塞下移

16、，使得柱膜片带动柱塞杆和柱塞下移，使得柱塞相对空心连杆上的节流孔的位置发生塞相对空心连杆上的节流孔的位置发生变化，从而减小了节流孔的通道截面积，变化，从而减小了节流孔的通道截面积，增加了油液流动阻力。增加了油液流动阻力。 钢板弹簧的第一片最长，称为钢板弹簧的第一片最长，称为。主片的两端弯成卷耳，内装青。主片的两端弯成卷耳，内装青铜或塑料、橡胶、粉末冶金制成的衬套，并通过弹簧销与车架或者吊铜或塑料、橡胶、粉末冶金制成的衬套，并通过弹簧销与车架或者吊耳作铰链连接。耳作铰链连接。钢板弹簧的中部一般用钢板弹簧的中部一般用U形螺栓固定在车桥上。形螺栓固定在车桥上。钢板弹簧钢板弹簧中心螺栓的作用是连接各中

17、心螺栓的作用是连接各弹簧片，保证各片的装配位弹簧片，保证各片的装配位置。置。按其距两耳的距离分为按其距两耳的距离分为和和。主片卷耳受力大，为改善其受理情况，第二片末端也弯成主片卷耳受力大，为改善其受理情况，第二片末端也弯成卷耳，称为卷耳，称为。二者留有间隙，以便相对滑动。二者留有间隙，以便相对滑动。钢板弹簧钢板弹簧钢板弹簧钢板弹簧弹簧夹保证在钢板弹簧反向变形时各片不致相互分开，保证共同承载，弹簧夹保证在钢板弹簧反向变形时各片不致相互分开，保证共同承载，且防止弹簧片横向错动。且防止弹簧片横向错动。螺栓上的套管顶在弹簧夹之螺栓上的套管顶在弹簧夹之间，以免弹簧片夹得过紧。间，以免弹簧片夹得过紧。螺栓

18、套管与弹簧片之间留有螺栓套管与弹簧片之间留有间隙（间隙（1-1.5mm1-1.5mm），以便各片），以便各片之间的相对滑动。之间的相对滑动。钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片之间相对滑动而产生摩擦，促钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片之间相对滑动而产生摩擦，促进车架的振动衰减。进车架的振动衰减。但这种干摩擦也降低了悬架的缓和冲击作用，加速磨损的问题，一但这种干摩擦也降低了悬架的缓和冲击作用，加速磨损的问题，一般需要装配时各片之间涂上较稠的润滑剂，并定期的保养。般需要装配时各片之间涂上较稠的润滑剂，并定期的保养。钢板弹簧本身能起到导向钢板弹簧本身能起到导向的作用，同时各片之间的摩的作用，同时各片之间

19、的摩擦还起到一定的减振作用。擦还起到一定的减振作用。一般在弹簧片之间夹入塑料一般在弹簧片之间夹入塑料垫片，以产生定值的摩擦力垫片，以产生定值的摩擦力和消除噪音。和消除噪音。钢板弹簧钢板弹簧钢板弹簧钢板弹簧目前的汽车大量采用了，变截面的少片钢板弹簧。目前的汽车大量采用了，变截面的少片钢板弹簧。少片钢板弹簧具有质量轻、结构简单、摩擦小、节省少片钢板弹簧具有质量轻、结构简单、摩擦小、节省材料的特点。材料的特点。非独立悬架的特点：结构简单，工作可靠，采用钢板弹非独立悬架的特点：结构简单，工作可靠，采用钢板弹簧的非独立悬架中，省却了导向结构，方便布置。簧的非独立悬架中，省却了导向结构，方便布置。因此广泛

20、应用于货车的前、后悬架和轿车的后悬架。因此广泛应用于货车的前、后悬架和轿车的后悬架。非独立悬架的分类非独立悬架的分类螺旋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空气弹簧非独立悬架油气弹簧非独立悬架油气弹簧非独立悬架非独立悬架的特点及分类非独立悬架的特点及分类纵置钢板弹簧非独立悬架的特点纵置钢板弹簧非独立悬架的特点钢板弹簧通常纵向安置；钢板弹簧通常纵向安置；钢板弹簧一端为固定铰链，另一端为活动铰链；钢板弹簧一端为固定铰链，另一端为活动铰链；钢板弹簧中部用钢板弹簧中部用U U型螺栓与车桥连接。型螺栓与车桥连接。几种常用结构形式的钢板弹簧非独立悬架几种常用结构形式的钢板弹簧非独立悬架弹簧前

21、端卷耳用钢板弹簧销与前支架相连，形成固定铰链支点；弹簧前端卷耳用钢板弹簧销与前支架相连，形成固定铰链支点；后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与吊耳相连接；后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与吊耳相连接；由于吊耳可以前后摆动，保证了弹簧变形时两卷耳中心线间的距离由于吊耳可以前后摆动，保证了弹簧变形时两卷耳中心线间的距离可以改变。可以改变。橡胶缓冲块用来限制弹橡胶缓冲块用来限制弹簧的最大变形，防止弹簧的最大变形，防止弹簧直接撞击车架。簧直接撞击车架。为改善舒适性，前悬架为改善舒适性，前悬架中一般装有减振器。中一般装有减振器。钢板弹簧销轴向和径向钢板弹簧销轴向和径向钻有油道，用来润滑铰钻有油道，用来润滑铰链的运动部

22、分。链的运动部分。几种常用结构形式的钢板弹簧非独立悬架几种常用结构形式的钢板弹簧非独立悬架钢板弹簧的后端采用滑板式支承，前端为固定铰链连接；钢板弹簧的后端采用滑板式支承，前端为固定铰链连接；第二片钢板弹簧的后端做成折角，避免钢板弹簧脱落；第二片钢板弹簧的后端做成折角，避免钢板弹簧脱落；钢板弹簧采用了单面双槽的结构，提高疲劳寿命并节省材料钢板弹簧采用了单面双槽的结构，提高疲劳寿命并节省材料。 优点：结构简单，拆卸优点：结构简单，拆卸方便，不用需要润滑。方便，不用需要润滑。缺点：钢板弹簧采用滑缺点：钢板弹簧采用滑板式支承将引起钢板弹簧板式支承将引起钢板弹簧工作长度的变化，进而引工作长度的变化，进而

23、引起刚度的变化；起刚度的变化；主片不易损坏，不用润滑吊耳处，橡胶具有吸振降噪的作用；主片不易损坏，不用润滑吊耳处，橡胶具有吸振降噪的作用；钢板弹簧的移动量受到限制。钢板弹簧的移动量受到限制。几种常用结构形式的钢板弹簧非独立悬架几种常用结构形式的钢板弹簧非独立悬架钢板弹簧两端采用橡胶块支承的悬架钢板弹簧两端采用橡胶块支承的悬架钢板弹簧为少片变截面弹簧，用夹箍将各片连接在一起。钢板弹簧为少片变截面弹簧，用夹箍将各片连接在一起。几种常用结构形式的钢板弹簧非独立悬架几种常用结构形式的钢板弹簧非独立悬架采用主副簧结构的钢板弹簧悬架采用主副簧结构的钢板弹簧悬架目的：通过主副簧先后起作用，得目的：通过主副簧

24、先后起作用，得到变刚度特性提高汽车平顺性。到变刚度特性提高汽车平顺性。有副簧在上和主簧在下两种结构。有副簧在上和主簧在下两种结构。FS副簧在下的刚度特性副簧在下的刚度特性副簧逐渐起作用，具有副簧逐渐起作用，具有刚度渐变的特点，有利于刚度渐变的特点，有利于汽车平顺性。汽车平顺性。FS副簧在上的刚度特性副簧在上的刚度特性刚度突变，不利于汽刚度突变，不利于汽车平顺性。车平顺性。采用主副簧结构的钢板弹簧悬架采用主副簧结构的钢板弹簧悬架缺点：主簧与副簧之间容易积存污泥，影响刚度特性。缺点：主簧与副簧之间容易积存污泥，影响刚度特性。采用主副簧结构的钢板弹簧悬架采用主副簧结构的钢板弹簧悬架螺旋弹簧非独立悬架

25、螺旋弹簧非独立悬架一般只用作轿车的后悬架，具有纵向布置方便，便于维护和保养一般只用作轿车的后悬架，具有纵向布置方便，便于维护和保养的特点。的特点。由于螺旋弹簧只能承由于螺旋弹簧只能承受较小侧向力，因此需受较小侧向力，因此需要加装横向推力杆和纵要加装横向推力杆和纵向推力杆。向推力杆。加强杆用以加强横向加强杆用以加强横向推力杆安装强度推力杆安装强度, ,将横将横向载荷均匀分布于车身向载荷均匀分布于车身左右。左右。空气弹簧非独立悬架空气弹簧非独立悬架空气弹簧非独立悬架主要由囊式空气弹簧、压气机、车身高度调空气弹簧非独立悬架主要由囊式空气弹簧、压气机、车身高度调节控制阀、控制杆等组成。节控制阀、控制杆

26、等组成。 采用空气弹簧悬架容采用空气弹簧悬架容易实现车身高度的自动易实现车身高度的自动调节。调节。 空气弹簧只能传递垂空气弹簧只能传递垂直力，故其纵向力和横直力，故其纵向力和横向力以及其力矩也必须向力以及其力矩也必须由纵向推力杆和横向推由纵向推力杆和横向推力杆来传递。力杆来传递。油气弹簧非独立悬架油气弹簧非独立悬架油气弹簧非独立悬架主要由油气弹簧（兼起减振器作用）、横向油气弹簧非独立悬架主要由油气弹簧（兼起减振器作用）、横向推力杆、纵向推力杆等组成，推力杆起导向和传力的作用。推力杆、纵向推力杆等组成，推力杆起导向和传力的作用。 油气弹簧具有变刚度特性，被广泛地采用在大型矿用自卸车上。油气弹簧具

27、有变刚度特性，被广泛地采用在大型矿用自卸车上。3.5 3.5 多轴汽车的平衡悬架多轴汽车的平衡悬架多轴车辆的全部车轮都是单多轴车辆的全部车轮都是单独地刚性悬挂在车架上，在不独地刚性悬挂在车架上，在不平道路上行驶时将不能保证所平道路上行驶时将不能保证所有车轮同时接触地面。有车轮同时接触地面。当使用弹性悬架而道路不平度较小时，虽然不一定会出现车轮当使用弹性悬架而道路不平度较小时，虽然不一定会出现车轮悬空现象，但各个车轮间垂直载荷的分配比例会有很大改变。悬空现象，但各个车轮间垂直载荷的分配比例会有很大改变。全部车轮采用独立悬架，可以保证所有车轮与地面的良好接触，全部车轮采用独立悬架，可以保证所有车轮与地面的良好接触，但将使汽车结构变得复杂，特别是对全轮驱动的多轴汽车。但将使汽车结构变得复杂，特别是对全轮驱动的多轴汽车。如果将两个车桥（如三轴汽车的中桥与后桥）装在平衡杆如果将两个车桥（如三轴汽车的中桥与后桥）装在平衡杆的两端，而将平衡杆的中部与车架作铰链式连接，一个车桥的两端，而将平衡杆的中部与车架作铰链式连接，一个车桥抬高将使另一车桥下降。由于平衡杆两臂等长，使两个车桥抬高将使另一车桥下降。由于平衡杆两臂等长，使两个车桥上的垂