《汽车构造》教学课件-汽车构造-9

汽车构造汽车构造1底盘部分0102认识悬架认识车架、车桥和车轮总成项目九汽车行驶系底盘部分0102认识悬架认识车架、车桥和车轮总成项目九汽2一、汽车行驶系概述一、认识车架、车桥和车轮总成1．行驶系的类型汽车行驶系的基本类型主要有轮式、履带式、车轮—履带式和水陆两用式等。其中，轮式行驶系是汽车最常用的行驶系。一、汽车行驶系概述一、认识车架、车桥和车轮总成1．行驶系的类3轮式行驶系：直接与地面接触的是车轮。采用此行驶系的车称为轮式汽车，如图9-1所示。半履带式行驶系：前桥装有滑撬或车轮，用来实现转向；后桥装有履带，以减少对地面的单位压力。采用此行驶系的车称为半履带式汽车，如图9-2所示，主要在雪地或沼泽地带行驶。全履带式行驶系：前后桥上都装有履带。采用此行驶系的车称为全履带式汽车，主要在雪地或沼泽地带行驶。车轮—履带式行驶系：直接与路面接触部分有车轮和履带，车轮和履带可以互换使用。采用此行驶系的车称为车轮—履带式汽车。图9-1轮式汽车图9-2半履带式汽车轮式行驶系：直接与地面接触的是车轮。采用此行驶系的车称为轮式42．轮式汽车行驶系的结构图9-3轮式汽车行驶系的结构轮式汽车行驶系一般由车架、车桥、车轮和悬架等组成，如图9-3所示。车轮分别支承着车桥，车桥通过弹性悬架与车架相连接。车架是整个汽车的基体，它将汽车的各相关总成连接成一个整体，构成汽车的装配基础。2．轮式汽车行驶系的结构图9-3轮式汽车行驶系的结构轮式5二、车架汽车车架俗称“大梁”，它的作用是支承、连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。车架是汽车上各部件的安装基础，汽车的绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置。例如，发动机、变速器、车身或驾驶室通过弹性支承安装在车架上；前、后桥通过悬架连接在汽车车架上；转向器直接安装在车架上。车架一般由纵梁、横梁、发动机支架、离合器支架以及其他附件等组成。二、车架汽车车架俗称“大梁”，它的作用是支承、连接汽车的各零61．车架的要求1足够的强度和适合的刚度，以满足承受各种静、动载荷的要求。3车架结构形状尽可能有利于降低汽车重心和获得大的转向角，以提高汽车行驶的稳定性和机动性。2结构应简单，质量应尽可能轻，便于机件拆装、维修。1．车架的要求1足够的强度和适合的刚度，以满足承受各种静、动7图9-4边梁式车架a）货车边梁式车架b）轿车边梁式车架2．车架的类型1）边梁式车架边梁式车架由位于左右两侧的两根纵梁和若干横梁构成，如图9-4所示。横梁和纵梁一般由合金钢板冲压而成，两者之间采用铆接或焊接连接。图9-4边梁式车架a）货车边梁式车架b）轿车边梁式车架28图9-5承载式车身2）无梁式车架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。能完全起到车架作用的车身称为承载式车身，不另设车架，如图9-5所示。随着节能技术的发展，为了减轻自身质量，越来越多的轿车采用承载式车身。图9-5承载式车身2）无梁式车架在一些客车和轿车上，车身93）中梁式车架图9-6中梁式车架

中梁式车架又称脊梁式车架，由一根贯穿汽车纵向的中央纵梁和若干根横向悬伸托架所构成，如图9-6所示。传动轴由中梁内孔通过，适用于闭式传动轴。纵梁的前端做成叉形支架，用来安装发动机。主减速器壳固定在中梁的尾端，形成断开式驱动桥。3）中梁式车架图9-6中梁式车架中梁式车架又称脊梁式车10图9-7综合式车架4）综合式车架综合式车架是中梁式车架的一种变形。纵梁前段是边梁式，用来安装发动机；中后部是中梁，悬伸出来的支架可以固定车身，如图9-7所示。图9-7综合式车架4）综合式车架综合式车架是中梁式车架的11车桥又称车轴，它通过悬架与车架（或承载式车身）相连接，它的两端安装汽车车轮。车桥的作用是安装车轮，传递车架与车轮之间各个方向的作用力及其所产生的弯矩和扭矩。三、车桥1．车桥的分类按悬架结构形式不同，车桥可分为断开式和整体式。其中，断开式车桥为活动关节式结构，它与独立悬架配合使用；整体式车桥的中部是一个整体刚性实心或空心梁（轴），多与非独立悬架配用。按车桥上车轮的运动方式和作用不同，车桥可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种。其中，转向桥和支持桥都属于从动桥。一般来说，汽车的前桥多为转向桥，后桥或中、后两桥多为驱动桥。车桥又称车轴，它通过悬架与车架（或承载式车身）相连接，它的两12图9-8转向桥2．转向桥转向桥是利用转向节使车轮偏转一定角度以实现汽车的转向。它除承受垂直载荷外，还承受纵向力和侧向力，及其力矩。转向桥通常位于汽车前部，因此也常称为前桥。转向桥主要由前轴（梁）、转向节、主销和轮毂等组成，如图9-8所示。图9-8转向桥2．转向桥转向桥是利用转向节使车轮偏转一定13图9-9转向驱动桥转向驱动桥主要由主减速器、差速器、半轴、转向节壳体、主销、轮毂等组成，如图9-9所示。3．转向驱动桥1）结构当前桥驱动时，转矩由主减速器、差速器传给内半轴、万向节、外半轴和半轴凸缘，最后传递给轮毂，驱使车轮旋转。2）工作原理图9-9转向驱动桥转向驱动桥主要由主减速器、差速器、半轴14图9-10车轮总成的组成如图9-10所示，车轮总成由车轮和轮胎两部分组成。其中，车轮是轮胎和车轴之间的旋转承载件，通常由轮辋和轮辐组成，轮辋是车轮上安装和支承轮胎的部件，轮辐是介于车轴和轮辋之间的支承部件，轮辋和轮辐可是整体的、永久连接的，也可是能拆卸的；轮胎是安装在轮辋上的触地滚动的圆环形弹性部件。四、车轮总成图9-10车轮总成的组成如图9-10所示，车轮总成由车轮151）车轮及其组成部件的作用1．车轮车轮的作用是安装轮胎，并承受轮胎与车桥之间各种载荷的作用。车轮各组成部件的作用如下。（1）轮毂的作用是连接车轮和车轴。（2）轮辐的作用是连接轮毂和轮辋。（3）轮辋的作用是安装和固定轮胎。1）车轮及其组成部件的作用1．车轮车轮的作用是安装轮胎，并承162）车轮的种类图9-11辐板式车轮图9-12辐条式车轮1—轮毂；2—挡圈；3—辐板4—轮辋；5—气门嘴伸出口1—轮辋；2—衬块；3—螺栓4—辐条；5—配合锥面；6—轮毂a）钢丝辐条式车轮b）铸造辐条式车轮按轮辐结构不同，车轮可分为辐板式车轮（图9-11所示）和辐条式车轮（图9-12所示）。2）车轮的种类图9-11辐板式车轮图9-12辐条式171）轮胎的作用现代汽车一般都采用充气式轮胎，它的主要作用如下。（1）支承整车质量，并承受路面传递的各种载荷作用。（2）缓和路面传递的冲击载荷，确保乘坐舒适性和行驶平顺性。（3）轮胎和路面之间的附着作用，为汽车提供驱动力和制动力。（4）轮胎会将外力传递到横轴上，从而产生制导效应，使车辆维持在驾驶者所希望的轨迹上。（5）胎面花纹可降低汽车行驶过程中产生的噪声。2．轮胎1）轮胎的作用现代汽车一般都采用充气式轮胎，它的主要作用如下18图9-13胎面花纹2）轮胎的分类1）按胎内空气压力分类2）按胎面花纹分类按轮胎内空气压力不同，轮胎可分为高压胎（～0.7MPa）、低压胎（～0.5MPa）和超低压胎（小于0.2MPa）三种。其中，低压胎具有弹性好、减振性好、散热性好、与地面附着性好等特点，广泛用于轿车；超低压胎在松软路面上具有良好的通过能力，主要用于越野车和某些高级轿车。按胎面花纹不同，轮胎可分为普通花纹轮胎、越野花纹轮胎和混合花纹轮胎，如图9-13所示。a）普通花纹b）混合花纹c）越野花纹图9-13胎面花纹2）轮胎的分类1）按胎内空气压力分类2193）按有无内胎分类4）按胎体帘布层结构分类按有无内胎，轮胎可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。其中，无内胎轮胎俗称真空胎，具有气密性好、散热性好、结构简单、质量轻等特点，是目前轿车上普遍采用的轮胎。无内胎轮胎中的空气被直接压入外胎中，因而要求轮胎具有良好的密封性，一般是在轮胎内壁上附加一层厚度为2～3mm橡胶密封层来封气。按胎体帘布层结构不同，轮胎可分为斜交线轮胎和子午线轮胎。其中，子午线轮胎是现代轿车常用的轮胎，它的胎体帘布方向与轮胎行驶方向一般成90°夹角，顶层由数层钢丝编成的钢丝帘布层组成，具有接地面积大、附着性能好、胎面滑移小、滚动阻力小、行驶变形小、缓冲性能好、不易刺穿、耐磨性好、使用寿命长等特点。3）按有无内胎分类4）按胎体帘布层结构分类按有无内胎，轮胎可20图9-14轮胎结构简图1—胎冠；2—胎肩；3—胎侧；4—胎圈5—胎面；6—缓冲层（带束层）；7—帘布层3）轮胎的结构轮胎一般由胎冠、胎侧、胎圈、胎面、缓冲层（或带束层）、帘布层等组成，如图9-14所示。图9-14轮胎结构简图3）轮胎的结构轮胎一般由胎冠、胎侧21为了使汽车直线稳定行驶，转向轻便，减少轮胎和转向机件的磨损，装配后的转向车轮、转向节主销应具有一定的相对位置。转向车轮、转向节及主销和转向轴之间安装的相对位置，称为转向轮定位，它包括主销后倾、主销内倾、转向轮外倾、转向轮前束。一般汽车多采用前轮转向，现代汽车也有后轮转向，或前、后轮转向，以适应高速行驶要求。以前轮转向为例，介绍转向轮定位。五、转向轮定位为了使汽车直线稳定行驶，转向轻便，减少轮胎和转向机件的磨损，22图9-15主销后倾角图9-16主销内倾角和前轮外倾角主销安装在前轴上，其上端略向后倾斜，称为主销后倾。它的作用是，当汽车直线行驶时保持其方向稳定性，当汽车转向时能使前轮自动回正。在纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角称为主销后倾角，用γ表示，如图9-15所示。主销安装在前轴上，其上端向内倾斜，称为主销内倾。它的作用是使转向轮自动回正，转向轻便。在横向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角，称为主销内倾角，用β表示，如图9-16所示。2．主销内倾1．主销后倾图9-15主销后倾角图9-16主销内倾角和前轮外倾角23

图9-17前轮前束3．前轮外倾前轮安装后，其上端略向外倾斜，称为前轮外倾。它的作用是提高前轮工作安全性和转向轻便。前轮旋转平面与纵向垂直平面之间的夹角称为前轮外倾角，用α表示，如图9-16所示。

4．前轮前束图9-17前轮前束3．前轮外倾前轮安装后，其上端略向外24一、概述二、认识悬架1．悬架的作用悬架是汽车的车架（或车身）与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称。它的作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，缓冲不平路面对车架和车身的冲击力，并衰减由此引起的振动，使汽车平顺地行驶。一、概述二、认识悬架1．悬架的作用悬架是汽车的车架（或车身）25图9-18悬架类型示意图2．悬架的类型汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类，如图9-18所示。a）非独立悬架b）独立悬架图9-18悬架类型示意图2．悬架的类型汽车悬架可分为非独26图9-19汽车悬架结构示意图二、悬架的组成现代汽车悬架一般由弹性元件、减振器、导向机构等组成，如图9-19所示。其中，弹性元件的作用是支承垂直荷载，缓和或抑制不平路面引起的振动和冲击；减振器的作用是迅速衰减汽车的振动，改善汽车行驶平顺性；导向机构的作用是使车轮按一定运动轨迹相对车身运动，同时传递力。图9-19汽车悬架结构示意图二、悬架的组成现代汽车悬架一27图9-20钢板弹簧1．弹性元件1）钢板弹簧a）对称式钢板弹簧b）非对称式钢板弹簧钢板弹簧是由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的，它主要用于汽车非独立悬架中，如图9-20所示。图9-20钢板弹簧1．弹性元件1）钢板弹簧a）对称式钢板282）螺旋弹簧螺旋弹簧是用弹簧钢棒料卷制而成的，可做成等螺距或变螺距。等螺距的刚度是不变的，变螺距的刚度是可变的。与钢板弹簧相比，螺旋弹簧具有无需润滑、防污性强、占用纵向空间小、质量轻等优点，因而在现代轿车中应用广泛。螺旋弹簧主要用于独立悬架，尤其是前轮独立悬架中。2）螺旋弹簧螺旋弹簧是用弹簧钢棒料卷制而成的，可做成等螺距或29图9-22横向布置的扭杆弹簧3）扭杆弹簧扭杆弹簧（简称扭杆）是一根由弹簧钢制成的杆，如图9-22所示，其断面通常为圆形，少数为矩形或管形。图9-22横向布置的扭杆弹簧3）扭杆弹簧扭杆弹簧（简称扭30图9-23油气弹簧

4）气体弹簧气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体（气压为～1.0MPa），利用气体的可压缩性实现弹簧作用。气体弹簧分为空气弹簧和油气弹簧（图9-23所示）两种。5）橡胶弹簧橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性来缓冲和减振，它可以承受压缩载荷与扭转载荷。橡胶弹簧可以制成任何形状，具有隔音性能好、工作无噪声、不需要润滑等优点，多用作悬架的副簧和缓冲块。图9-23油气弹簧4）气体弹簧气体弹簧是在一个密封的容31

图9-24减振器的安装示意图2．减振器大多数汽车的悬架系统内部都装有减振器，它和弹性元件是并联安装的，如图9-24所示。目前汽车上广泛采用的是双向作用筒式减振器，近年来，高级轿车开始采用充气式减振器。图9-24减振器的安装示意图2．减振器大多数汽车的悬架32图9-25双向作用筒式减振器结构1-油封；2-防尘罩；3-导向座；4-流通阀5-补偿阀；6-压缩阀；7-储油缸筒；8-伸张阀9-活塞；10-工作缸筒；11-活塞杆1）双向作用筒式减振器（1）结构如图9-25所示，双向作用筒式减振器有三个同心钢筒，即防尘罩、储油缸筒和工作缸筒。防尘罩与活塞杆和连接车架的上吊环焊接在一起；工作缸筒安装在储油缸筒内；储油缸筒的下端焊有连接车桥的下吊环。（2）工作原理双向作用筒式减振器在压缩和伸张两个行程都能起到减振作用，具体工作原理如下。图9-25双向作用筒式减振器结构1-油封；2-防尘罩；333

图9-26充气式减振器结构

1-密封气室；2-浮动活塞3-O形密封圈4-压缩阀；5-工作缸6-活塞杆；7-工作活塞2）充气式减振器（1）结构如图9-26所示，缸筒的下部装有一个浮动活塞，在浮动活塞与缸筒一端形成的密闭气室中，充有高压（2～3MPa）氮气。浮动活塞的上面是减振器油液；浮动活塞上装有O形密封圈，它将油和气完全分开，故此活塞又称封气活塞。工作活塞上装有压缩阀和伸张阀，这两个阀均由一组厚度相同、直径不等、由大到小而排列的弹簧钢片组成。（2）工作原理当车轮上下跳动时，减振器的工作活塞在油液中作往复运动，使工作活塞上腔和下腔之间产生油压差，压力油便推开压缩阀或伸张阀来回流动。由于阀孔对压力油产生较大的阻尼力，消耗了振动能量，使振动衰减。图9-26充气式减振器结构1-密封气室；2-浮动活塞34三、典型悬架系统1．非独立悬架非独立悬架广泛用于货车的前、后悬架和轿车的后悬架。按采用弹性元件不同，非独立悬架可分为钢板弹簧式非独立悬架、螺旋弹簧式非独立悬架、空气弹簧式非独立悬架等。三、典型悬架系统1．非独立悬架非独立悬架广泛用于货车的前、后35图9-27钢板弹簧式非独立悬架1）钢板弹簧式非独立悬架图9-27为某中型货车前悬架，它是钢板弹簧式非独立悬架。钢板弹簧中部用两个U形螺栓固定在前桥上。钢板弹簧的前端卷耳用弹簧销与钢板弹簧前支架相连，形成固定的铰链支点，起传力和导向作用；后端卷耳用吊耳销与可自由摆动的吊耳相连接，形成摆动式铰链支点，以适应弹簧变形时两卷耳中心线间距离的改变。图9-27钢板弹簧式非独立悬架1）钢板弹簧式非独立悬架图36图9-28螺旋弹簧式非独立悬架2）螺旋弹簧式非独立悬架螺旋弹簧式非独立悬架一般只用作轿车的后悬架。如图9-28所示，纵、横向推力杆是悬架的导向机构，是用来承受和传递车轮和车身之间的纵向和横向作用力及其力矩。加强杆的作用是加强横向推力杆的安装强度，并可使车身受力均匀。图9-28螺旋弹簧式非独立悬架2）螺旋弹簧式非独立悬架37图9-29空气弹簧式非独立悬架示意图3）空气弹簧式非独立悬架如图9-29所示，囊式空气弹簧的上下端分别固定在车架和车桥上，从压气机产生的压缩空气经油水分离器和压力调节器进入储气筒。压力调节器可使储气筒中的压缩空气保持一定的压力。储气罐通过管路与囊式空气弹簧相通。储气罐和囊式空气弹簧中的空气压力由车身高度调节阀控制。囊式空气弹簧只能传递垂直力，其纵向力和横向力及其力矩由纵向推力杆和横向推力杆来传递。图9-29空气弹簧式非独立悬架示意图3）空气弹簧式非独立38图9-30独立悬架示意图2．独立悬架a）横臂式独立悬架b）纵臂式独立悬架c）烛式独立悬架d）麦弗逊式独立悬架独立悬架广泛用于轿车和越野汽车。按车轮运动方式不同，独立悬架可分为横臂式、纵臂式、车轮沿主销移动式三类。车轮沿主销移动式独立悬架包括烛式独立悬架和麦弗逊式独立悬架，如图9-30所示。图9-30独立悬架示意图2．独立悬架a）横臂式独立悬架b39图9-31双横臂式独立悬架示意图横臂式独立悬架分为单横臂式和双横臂式两种。目前，单横臂式独立悬架在前悬架中已很少采用。双横臂式独立悬架可分为摆臂等长独立悬架和摆臂不等长独立悬架两种，如图9-31所示。1）横臂式独立悬架a）摆臂等长独立悬架b）摆臂不等长独立悬架图9-31双横臂式独立悬架示意图横臂式独立悬架分为单横臂40图9-34双纵臂式独立悬架图9-32单纵臂式独立悬架纵臂式独立悬架分为单纵臂式（图9-32所示）和双纵臂式（图9-34所示）两种。2）纵臂式独立悬架图9-34双纵臂式独立悬架图9-32单纵臂式独立悬架41图9-35烛式独立悬架

图9-36麦弗逊式独立悬架1—主销；2，4—防尘罩；3—套筒5—减振器；6—通气管3）车轮沿主销移动式独立悬架（1）烛式独立悬架在烛式独立悬架中，车轮沿固定不动的主销轴线移动，如图9-35所示。（2）麦弗逊式独立悬架如图9-36所示，麦弗逊式独立悬架一般由减振器、螺旋弹簧、摆臂、横向稳定杆等组成。图9-35烛式独立悬架图9-36麦弗逊式独立悬架42任务实训—轿车悬架的拆装（1）拆下车轮装饰外罩。（2）车轮着地时旋下轮毂传动轴紧固螺母，取下车轮。（3）拆下制动钳固定螺栓，取下制动盘，把带制动软管的制动钳总成挂在车身上。（4）拆掉减振器支柱外壳与轮毂的紧固螺栓。（5）用顶拔器从减振器支柱外壳上压出横拉杆接头。（6）从下摆臂下方拆下稳定杆的螺母和传动轴与轮毂上的紧固螺母，向下压前悬架摆臂，从车轮轴承壳内拉出传动轴。（7）取下盖子，顶住减振器支柱下部，用内六角扳手固定滑柱，拆下减振器活塞杆上的螺母。螺母旋出后，减振器带弹簧总成即可从车上拆下。（8）在台虎钳上轻轻夹住转向节臂处，拆下减振器固定螺母，抽出前减振器。（9）压出轮毂轴承（需要换轴承时）。首先压下制动盘，拆掉挡泥板，用专用工具压轮毂；然后从支柱外壳中取下挡圈，向挡圈方向压出轮毂轴承；最后用顶拔器拉出轴承内座圈。（10）安装顺序与拆卸顺序相反。1．前悬架的拆装任务实训—轿车悬架的拆装（1）拆下车轮装饰外罩。1．前悬架的431旋下副车架与车身固定的前悬置螺栓（力矩为70N·m），拆下副车架下摆臂与稳定杆组合件。3旋松稳定杆与下摆臂连接螺栓的紧固螺母，并拆下固定在副车架处的支架螺栓（力矩为25N·m），拆下稳定杆。2旋松下摆臂与副车架连接橡胶袖套的螺栓、螺母（70N·m），拆下下摆臂。4用专用工具压出副车架前后四个橡胶支承。5用专用工具压出下摆臂两端橡胶轴承。6副车架、下摆臂和稳定杆的装配按与拆卸相反顺序进行。2．副车架、下摆臂与稳定杆的拆装1旋下副车架与车身固定的前悬置螺栓（力矩为70N·m），拆44（1）将手制动拉索从支架中吊出，必要时脱开制动蹄。（2）分开桥架上的制动管和制动软管。（3）松开车身的支承座，仅留一只螺母。（4）拆下排气管吊环。（5）用专用工具撑住后桥U形横梁。（6）取下车厢内减振器盖板。（7）从车身上旋下螺旋弹簧支柱。（8）拆卸车身上整个支承座。（9）慢慢升起车辆，将手制动拉索从排气管上方拉出。（10）将后桥和后悬架从车身底下取出。（11）安装时按与拆卸相反的顺序进行。3．后桥及后悬架的整体拆装（1）将手制动拉索从支架中吊出，必要时脱开制动蹄。3．后桥及45（1）将车辆停稳在硬实的地面，用千斤顶或垫块支承住后桥。（2）向上弯起车厢内减振器上方配有的一条断边三角区域底搁板。（3）用专用工具拆去减振器上端与车身的固定螺母及下端与后桥的固定螺母。（4）慢慢抬高车辆，从后轴上拆下弹簧支柱。（5）从下支架上取出弹簧支柱，同时将轮胎下压。（6）小心地将支架从车轮与轮罩之间移出，不要破坏弹簧和轮罩上的油漆。（7）安装时按与拆卸相反的顺序进行。4．减振器和弹簧的拆装（1）将车辆停稳在硬实的地面，用千斤顶或垫块支承住后桥。4．46作业工单步骤作业记录作业内容1

前悬架的拆装2

副车架、下摆臂与稳定杆的拆装3

后桥及后悬架的整体拆装4

减振器和弹簧的拆装作业工单步骤作业记录作业内容1

前悬架的拆装2

副车架、下摆47ThankYou!ThankYou!48汽车构造汽车构造49底盘部分0102认识悬架认识车架、车桥和车轮总成项目九汽车行驶系底盘部分0102认识悬架认识车架、车桥和车轮总成项目九汽50一、汽车行驶系概述一、认识车架、车桥和车轮总成1．行驶系的类型汽车行驶系的基本类型主要有轮式、履带式、车轮—履带式和水陆两用式等。其中，轮式行驶系是汽车最常用的行驶系。一、汽车行驶系概述一、认识车架、车桥和车轮总成1．行驶系的类51轮式行驶系：直接与地面接触的是车轮。采用此行驶系的车称为轮式汽车，如图9-1所示。半履带式行驶系：前桥装有滑撬或车轮，用来实现转向；后桥装有履带，以减少对地面的单位压力。采用此行驶系的车称为半履带式汽车，如图9-2所示，主要在雪地或沼泽地带行驶。全履带式行驶系：前后桥上都装有履带。采用此行驶系的车称为全履带式汽车，主要在雪地或沼泽地带行驶。车轮—履带式行驶系：直接与路面接触部分有车轮和履带，车轮和履带可以互换使用。采用此行驶系的车称为车轮—履带式汽车。图9-1轮式汽车图9-2半履带式汽车轮式行驶系：直接与地面接触的是车轮。采用此行驶系的车称为轮式522．轮式汽车行驶系的结构图9-3轮式汽车行驶系的结构轮式汽车行驶系一般由车架、车桥、车轮和悬架等组成，如图9-3所示。车轮分别支承着车桥，车桥通过弹性悬架与车架相连接。车架是整个汽车的基体，它将汽车的各相关总成连接成一个整体，构成汽车的装配基础。2．轮式汽车行驶系的结构图9-3轮式汽车行驶系的结构轮式53二、车架汽车车架俗称“大梁”，它的作用是支承、连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。车架是汽车上各部件的安装基础，汽车的绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置。例如，发动机、变速器、车身或驾驶室通过弹性支承安装在车架上；前、后桥通过悬架连接在汽车车架上；转向器直接安装在车架上。车架一般由纵梁、横梁、发动机支架、离合器支架以及其他附件等组成。二、车架汽车车架俗称“大梁”，它的作用是支承、连接汽车的各零541．车架的要求1足够的强度和适合的刚度，以满足承受各种静、动载荷的要求。3车架结构形状尽可能有利于降低汽车重心和获得大的转向角，以提高汽车行驶的稳定性和机动性。2结构应简单，质量应尽可能轻，便于机件拆装、维修。1．车架的要求1足够的强度和适合的刚度，以满足承受各种静、动55图9-4边梁式车架a）货车边梁式车架b）轿车边梁式车架2．车架的类型1）边梁式车架边梁式车架由位于左右两侧的两根纵梁和若干横梁构成，如图9-4所示。横梁和纵梁一般由合金钢板冲压而成，两者之间采用铆接或焊接连接。图9-4边梁式车架a）货车边梁式车架b）轿车边梁式车架256图9-5承载式车身2）无梁式车架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。能完全起到车架作用的车身称为承载式车身，不另设车架，如图9-5所示。随着节能技术的发展，为了减轻自身质量，越来越多的轿车采用承载式车身。图9-5承载式车身2）无梁式车架在一些客车和轿车上，车身573）中梁式车架图9-6中梁式车架

中梁式车架又称脊梁式车架，由一根贯穿汽车纵向的中央纵梁和若干根横向悬伸托架所构成，如图9-6所示。传动轴由中梁内孔通过，适用于闭式传动轴。纵梁的前端做成叉形支架，用来安装发动机。主减速器壳固定在中梁的尾端，形成断开式驱动桥。3）中梁式车架图9-6中梁式车架中梁式车架又称脊梁式车58图9-7综合式车架4）综合式车架综合式车架是中梁式车架的一种变形。纵梁前段是边梁式，用来安装发动机；中后部是中梁，悬伸出来的支架可以固定车身，如图9-7所示。图9-7综合式车架4）综合式车架综合式车架是中梁式车架的59车桥又称车轴，它通过悬架与车架（或承载式车身）相连接，它的两端安装汽车车轮。车桥的作用是安装车轮，传递车架与车轮之间各个方向的作用力及其所产生的弯矩和扭矩。三、车桥1．车桥的分类按悬架结构形式不同，车桥可分为断开式和整体式。其中，断开式车桥为活动关节式结构，它与独立悬架配合使用；整体式车桥的中部是一个整体刚性实心或空心梁（轴），多与非独立悬架配用。按车桥上车轮的运动方式和作用不同，车桥可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种。其中，转向桥和支持桥都属于从动桥。一般来说，汽车的前桥多为转向桥，后桥或中、后两桥多为驱动桥。车桥又称车轴，它通过悬架与车架（或承载式车身）相连接，它的两60图9-8转向桥2．转向桥转向桥是利用转向节使车轮偏转一定角度以实现汽车的转向。它除承受垂直载荷外，还承受纵向力和侧向力，及其力矩。转向桥通常位于汽车前部，因此也常称为前桥。转向桥主要由前轴（梁）、转向节、主销和轮毂等组成，如图9-8所示。图9-8转向桥2．转向桥转向桥是利用转向节使车轮偏转一定61图9-9转向驱动桥转向驱动桥主要由主减速器、差速器、半轴、转向节壳体、主销、轮毂等组成，如图9-9所示。3．转向驱动桥1）结构当前桥驱动时，转矩由主减速器、差速器传给内半轴、万向节、外半轴和半轴凸缘，最后传递给轮毂，驱使车轮旋转。2）工作原理图9-9转向驱动桥转向驱动桥主要由主减速器、差速器、半轴62图9-10车轮总成的组成如图9-10所示，车轮总成由车轮和轮胎两部分组成。其中，车轮是轮胎和车轴之间的旋转承载件，通常由轮辋和轮辐组成，轮辋是车轮上安装和支承轮胎的部件，轮辐是介于车轴和轮辋之间的支承部件，轮辋和轮辐可是整体的、永久连接的，也可是能拆卸的；轮胎是安装在轮辋上的触地滚动的圆环形弹性部件。四、车轮总成图9-10车轮总成的组成如图9-10所示，车轮总成由车轮631）车轮及其组成部件的作用1．车轮车轮的作用是安装轮胎，并承受轮胎与车桥之间各种载荷的作用。车轮各组成部件的作用如下。（1）轮毂的作用是连接车轮和车轴。（2）轮辐的作用是连接轮毂和轮辋。（3）轮辋的作用是安装和固定轮胎。1）车轮及其组成部件的作用1．车轮车轮的作用是安装轮胎，并承642）车轮的种类图9-11辐板式车轮图9-12辐条式车轮1—轮毂；2—挡圈；3—辐板4—轮辋；5—气门嘴伸出口1—轮辋；2—衬块；3—螺栓4—辐条；5—配合锥面；6—轮毂a）钢丝辐条式车轮b）铸造辐条式车轮按轮辐结构不同，车轮可分为辐板式车轮（图9-11所示）和辐条式车轮（图9-12所示）。2）车轮的种类图9-11辐板式车轮图9-12辐条式651）轮胎的作用现代汽车一般都采用充气式轮胎，它的主要作用如下。（1）支承整车质量，并承受路面传递的各种载荷作用。（2）缓和路面传递的冲击载荷，确保乘坐舒适性和行驶平顺性。（3）轮胎和路面之间的附着作用，为汽车提供驱动力和制动力。（4）轮胎会将外力传递到横轴上，从而产生制导效应，使车辆维持在驾驶者所希望的轨迹上。（5）胎面花纹可降低汽车行驶过程中产生的噪声。2．轮胎1）轮胎的作用现代汽车一般都采用充气式轮胎，它的主要作用如下66图9-13胎面花纹2）轮胎的分类1）按胎内空气压力分类2）按胎面花纹分类按轮胎内空气压力不同，轮胎可分为高压胎（～0.7MPa）、低压胎（～0.5MPa）和超低压胎（小于0.2MPa）三种。其中，低压胎具有弹性好、减振性好、散热性好、与地面附着性好等特点，广泛用于轿车；超低压胎在松软路面上具有良好的通过能力，主要用于越野车和某些高级轿车。按胎面花纹不同，轮胎可分为普通花纹轮胎、越野花纹轮胎和混合花纹轮胎，如图9-13所示。a）普通花纹b）混合花纹c）越野花纹图9-13胎面花纹2）轮胎的分类1）按胎内空气压力分类2673）按有无内胎分类4）按胎体帘布层结构分类按有无内胎，轮胎可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。其中，无内胎轮胎俗称真空胎，具有气密性好、散热性好、结构简单、质量轻等特点，是目前轿车上普遍采用的轮胎。无内胎轮胎中的空气被直接压入外胎中，因而要求轮胎具有良好的密封性，一般是在轮胎内壁上附加一层厚度为2～3mm橡胶密封层来封气。按胎体帘布层结构不同，轮胎可分为斜交线轮胎和子午线轮胎。其中，子午线轮胎是现代轿车常用的轮胎，它的胎体帘布方向与轮胎行驶方向一般成90°夹角，顶层由数层钢丝编成的钢丝帘布层组成，具有接地面积大、附着性能好、胎面滑移小、滚动阻力小、行驶变形小、缓冲性能好、不易刺穿、耐磨性好、使用寿命长等特点。3）按有无内胎分类4）按胎体帘布层结构分类按有无内胎，轮胎可68图9-14轮胎结构简图1—胎冠；2—胎肩；3—胎侧；4—胎圈5—胎面；6—缓冲层（带束层）；7—帘布层3）轮胎的结构轮胎一般由胎冠、胎侧、胎圈、胎面、缓冲层（或带束层）、帘布层等组成，如图9-14所示。图9-14轮胎结构简图3）轮胎的结构轮胎一般由胎冠、胎侧69为了使汽车直线稳定行驶，转向轻便，减少轮胎和转向机件的磨损，装配后的转向车轮、转向节主销应具有一定的相对位置。转向车轮、转向节及主销和转向轴之间安装的相对位置，称为转向轮定位，它包括主销后倾、主销内倾、转向轮外倾、转向轮前束。一般汽车多采用前轮转向，现代汽车也有后轮转向，或前、后轮转向，以适应高速行驶要求。以前轮转向为例，介绍转向轮定位。五、转向轮定位为了使汽车直线稳定行驶，转向轻便，减少轮胎和转向机件的磨损，70图9-15主销后倾角图9-16主销内倾角和前轮外倾角主销安装在前轴上，其上端略向后倾斜，称为主销后倾。它的作用是，当汽车直线行驶时保持其方向稳定性，当汽车转向时能使前轮自动回正。在纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角称为主销后倾角，用γ表示，如图9-15所示。主销安装在前轴上，其上端向内倾斜，称为主销内倾。它的作用是使转向轮自动回正，转向轻便。在横向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角，称为主销内倾角，用β表示，如图9-16所示。2．主销内倾1．主销后倾图9-15主销后倾角图9-16主销内倾角和前轮外倾角71

图9-17前轮前束3．前轮外倾前轮安装后，其上端略向外倾斜，称为前轮外倾。它的作用是提高前轮工作安全性和转向轻便。前轮旋转平面与纵向垂直平面之间的夹角称为前轮外倾角，用α表示，如图9-16所示。

4．前轮前束图9-17前轮前束3．前轮外倾前轮安装后，其上端略向外72一、概述二、认识悬架1．悬架的作用悬架是汽车的车架（或车身）与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称。它的作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，缓冲不平路面对车架和车身的冲击力，并衰减由此引起的振动，使汽车平顺地行驶。一、概述二、认识悬架1．悬架的作用悬架是汽车的车架（或车身）73图9-18悬架类型示意图2．悬架的类型汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类，如图9-18所示。a）非独立悬架b）独立悬架图9-18悬架类型示意图2．悬架的类型汽车悬架可分为非独74图9-19汽车悬架结构示意图二、悬架的组成现代汽车悬架一般由弹性元件、减振器、导向机构等组成，如图9-19所示。其中，弹性元件的作用是支承垂直荷载，缓和或抑制不平路面引起的振动和冲击；减振器的作用是迅速衰减汽车的振动，改善汽车行驶平顺性；导向机构的作用是使车轮按一定运动轨迹相对车身运动，同时传递力。图9-19汽车悬架结构示意图二、悬架的组成现代汽车悬架一75图9-20钢板弹簧1．弹性元件1）钢板弹簧a）对称式钢板弹簧b）非对称式钢板弹簧钢板弹簧是由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的，它主要用于汽车非独立悬架中，如图9-20所示。图9-20钢板弹簧1．弹性元件1）钢板弹簧a）对称式钢板762）螺旋弹簧螺旋弹簧是用弹簧钢棒料卷制而成的，可做成等螺距或变螺距。等螺距的刚度是不变的，变螺距的刚度是可变的。与钢板弹簧相比，螺旋弹簧具有无需润滑、防污性强、占用纵向空间小、质量轻等优点，因而在现代轿车中应用广泛。螺旋弹簧主要用于独立悬架，尤其是前轮独立悬架中。2）螺旋弹簧螺旋弹簧是用弹簧钢棒料卷制而成的，可做成等螺距或77图9-22横向布置的扭杆弹簧3）扭杆弹簧扭杆弹簧（简称扭杆）是一根由弹簧钢制成的杆，如图9-22所示，其断面通常为圆形，少数为矩形或管形。图9-22横向布置的扭杆弹簧3）扭杆弹簧扭杆弹簧（简称扭78图9-23油气弹簧

4）气体弹簧气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体（气压为～1.0MPa），利用气体的可压缩性实现弹簧作用。气体弹簧分为空气弹簧和油气弹簧（图9-23所示）两种。5）橡胶弹簧橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性来缓冲和减振，它可以承受压缩载荷与扭转载荷。橡胶弹簧可以制成任何形状，具有隔音性能好、工作无噪声、不需要润滑等优点，多用作悬架的副簧和缓冲块。图9-23油气弹簧4）气体弹簧气体弹簧是在一个密封的容79

图9-24减振器的安装示意图2．减振器大多数汽车的悬架系统内部都装有减振器，它和弹性元件是并联安装的，如图9-24所示。目前汽车上广泛采用的是双向作用筒式减振器，近年来，高级轿车开始采用充气式减振器。图9-24减振器的安装示意图2．减振器大多数汽车的悬架80图9-25双向作用筒式减振器结构1-油封；2-防尘罩；3-导向座；4-流通阀5-补偿阀；6-压缩阀；7-储油缸筒；8-伸张阀9-活塞；10-工作缸筒；11-活塞杆1）双向作用筒式减振器（1）结构如图9-25所示，双向作用筒式减振器有三个同心钢筒，即防尘罩、储油缸筒和工作缸筒。防尘罩与活塞杆和连接车架的上吊环焊接在一起；工作缸筒安装在储油缸筒内；储油缸筒的下端焊有连接车桥的下吊环。（2）工作原理双向作用筒式减振器在压缩和伸张两个行程都能起到减振作用，具体工作原理如下。图9-25双向作用筒式减振器结构1-油封；2-防尘罩；381

图9-26充气式减振器结构

1-密封气室；2-浮动活塞3-O形密封圈4-压缩阀；5-工作缸6-活塞杆；7-工作活塞2）充气式减振器（1）结构如图9-26所示，缸筒的下部装有一个浮动活塞，在浮动活塞与缸筒一端形成的密闭气室中，充有高压（2～3MPa）氮气。浮动活塞的上面是减振器油液；浮动活塞上装有O形密封圈，它将油和气完全分开，故此活塞又称封气活塞。工作活塞上装有压缩阀和伸张阀，这两个阀均由一组厚度相同、直径不等、由大到小而排列的弹簧钢片组成。（2）工作原理当车轮上下跳动时，减振器的工作活塞在油液中作往复运动，使工作活塞上腔和下腔之间产生油压差，压力油便推开压缩阀或伸张阀来回流动。由于阀孔对压力油产生较大的阻尼力，消耗了振动能量，使振动衰减。图9-26充气式减振器结构1-密封气室；2-浮动活塞82三、典型悬架系统1．非独立悬架非独立悬架广泛用于货车的前、后悬架和轿车的后悬架。按采用弹性元件不同，非独立悬架可分为钢板弹簧式非独立悬架、螺旋弹簧式非独立悬架、空气弹簧式非独立悬架等。三、典型悬架系统1．非独立悬架非独立悬架广泛用于货车的前、后83图9-27钢板弹簧式非独立悬架1）钢板弹簧式非独立悬架图9-27为某中型货车前悬架，它是钢板弹簧式非独立悬架。钢板弹簧中部用两个U形螺栓固定在前桥上。钢板弹簧的前端卷耳用弹簧销与钢板弹簧前支架相连，形成固定的铰链支点，起传力和导向作用；后端卷耳用吊耳销与可自由摆动的吊耳相连接，形成摆动式铰链支点，以适应弹簧变形时两卷耳中心线间距离的改变。图9-27钢板弹簧式非独立悬架1）钢板弹簧式非独立悬架图84图9-28螺旋弹簧式非独立悬架2）螺旋弹簧式非独立悬架螺旋弹簧式非独立悬架一般只用作轿车的后悬架。如图9-28所示，纵、横向推力杆是悬架的导向机构，是用来承受和传递车轮和车身之间的纵向和横向作用力及其力矩。加强杆的作用是加强横向推力杆的安装强度，并可使车身受力均匀。图9-28螺旋弹簧式非独立悬架2）螺旋弹簧式非独立悬架85图9-29空气弹簧式非独立悬架示意图3）空气弹簧式非独立悬架如图9-29所示，囊式空气弹簧的上下端分别固定在车架和车桥上，从压气机产生的压缩空气经油水分离器和压力调节器进入储气筒。压力调节器可使储气筒中的压缩空气保持一定的压力。储气罐通过管路与囊式空气弹簧相通。储气罐和囊式空气弹簧中的空气压力由车身高度调节阀控制。囊式空气弹簧只能传递垂直力，其纵向力和横向力及其力矩由纵向推力杆和横向推力杆来传递。图9-29空气弹簧式非独立悬架示意图3）空气弹簧式非独立86图9-30独立悬架示意图2．独立悬架a）横臂式独立悬架b）纵臂式独立悬架c）烛式独立悬架d）麦弗逊式独立悬架独立悬架广泛用于轿车和越野汽车。按车轮运动方式不同，独立悬架可分为横臂式、纵臂式、车轮沿主销移动式三类。车轮沿主销移动式独立悬架包括烛式独立悬架和麦弗逊式独立悬架，如图9-30所示。图9-30独立悬架示意图2．独立悬架a）横臂式独立悬架b87图9-31双横臂式独立悬架示意图横臂式独立悬架分为单横臂式和双横臂式两种。目前，单横臂式独立悬架在