汽车拖拉机学之行走系统

汽车拖拉机学（下册）第11章行走系统张黎骅AUTOMOBILEANDTRACTOR主要内容§2.1概述§2.2车架§2.3车桥§2.4车轮§2.5悬架§2.6履带拖拉机行走装置2.1概述（1）把来自于传动系的扭矩转化为地面对车辆的牵引力；承受汽车/拖拉机所受外界力和力矩，保证汽车正常行驶。（2）传递并承受路面作用于车轮上的各向反力及其所形成的力矩。（3）尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车/拖拉机行驶平顺性，且与汽车/拖拉机转向系很好的配合工作。（4）支承汽车/拖拉机的全部质量。一、行走系统的功用三、行驶系组成车架、车桥、车轮和悬架等组成了行驶系1-车架2-后悬架3-驱动桥4-后轮5-前轮6-从动桥7-前悬架

一、汽车车架2.2汽车车架汽车车架是整部汽车的基础，发动机、变速器总成，转向器、传动轴，前后桥等部件装在汽车车架上。通常车架由纵梁和横梁组成。一些客车和轿车的车身和车架制成一体称为“承载式”车身，不另设车架。目前，汽车车架按其结构型式主要可分为边梁式车架和中梁式车架两种。车架功用：支承车身，承受汽车载荷，固定汽车大部分部件和总成。1.边梁式车架边梁式车架由两根位于右左两侧的纵梁和若干根铆接或焊接在纵梁上的横梁而构成一刚体的桁架边梁式车架。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。2.纵梁式车架中梁式车架（又称脊梁式车架）

其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。3.中梁式车架1-连接桥2-中央脊梁3-分动器壳4-驾驶室后部及货箱副梁前部托架5-前悬架扭杆弹簧6-前脊梁7-发动机后部及驾驶室前托架8-前桥壳9-发动机前托架10-连接货箱副梁的托梁、11-中桥壳12-后悬架的钢板弹簧13-后桥壳14-连接货箱副梁的托架二、拖拉机车架1.全梁架式车架全梁架式车架是一个完整的框架，拖拉机所有部件都安装在这个框架上。一般履带式采用。一般由纵梁、前梁、后轴组成。2.半梁架式车架前半部采用专门梁架，后半部由离合器、变速箱、后桥三部分壳体组成。3.无梁式车架没有梁架而是由各部分壳体连成，2.3车桥车桥通过悬架与车架连接，支承着汽车大部份重量，并将车轮的牵引力或制动力，以及侧向力经悬架传给车架。为了便于与不同悬架相配合，汽车的车桥分为整体式和断开式两种。按使用功能划分，车桥又可分为转向桥、转向驱动桥、驱动桥和支持桥。

概述功用：传递车架与车轮之间的各个方向的作用力。分类： 整体式根据悬架不同 断开式根据车轮作用：转向桥、驱动桥、转向驱动桥、支持桥一、前桥功用：利用转向节的摆动使车轮偏转一定的角度以实现汽车的转向，且承受一定的载荷。性能要求：强度、刚度大；定位角、转向角正确；质量小。组成： 前轴、转向节、主销、轮毂安装转向轮的车桥叫转向桥。现代汽车一般都是前桥转向，也有少数是多桥转向的。1.结构结构二2.汽车前桥主要由前轴、转向节、轮毂组成（1）前轴经锻压成工字型断面，提高抗弯强度。中部位钢板弹簧座。两端翘起成拳形，有主销孔，安装转向节主销（2）转向节转向节用主销和前轴连接，可绕主销转动，达到前轮偏转的目的。（3）轮毂轮毂用两套圆锥滚子轴承支承于转向节轴颈上，外端安装车轮，内侧有油封。3.轮式拖拉机前桥轮式拖拉机前桥有双前轮分置式、并置式、单前轮式三种一、双前轮分置式形式稳定、轮距可调，一般均采用。二、双前轮并置式和单前轮式由于前轮位于中间，转弯半径小，仅后桥离地高度限制大，故适宜髙秆行间作业。二、前轮定位功用：转向轻便、行驶稳定、减少轮胎和机件的磨损等。内容：主销后倾、主销内倾、前轮外倾、前轮前束。1.转向节主销后倾装在前轴上的主销，上端向后倾斜的现象。主销后倾角主销后倾角有使车轮自动回正的作用2.主销后倾作用3.主销后倾装在前轴上的主销，上端略向内倾斜的现象。作用：1、保持汽车直线行驶的稳定性。2、使驾驶员转向轻便。使转向节与主销轴线距离扩大，从而增大转矩。主销内倾角有使车轮自动回正的作用车轮绕主销旋转180°后的状态4.主销内倾作用5.前轮外倾作用：当车空载时，轮胎外缘与路面接触，当车载货时，在车重的作用下车轮垂直于路面，使轮胎能够均匀磨损。

6.前轮前束安装前轮时，在同一轴上的两端车轮旋转平面不平行，前端略向内束的现象。7.前轮前束的作用消除汽车行驶过程中因前轮外倾而使两前轮前端向外张开的影响。（A—B）称为前束值一般前束值为0~12mm调节横拉杆来调节车轮前束三、转向驱动桥功用：驱动汽车行驶，并在转向时，引导车轮偏转，完成转向。2.4车轮把车轮与轮胎放于行驶系，说明它对汽车行驶性能有很重要的作用。车轮与轮胎的功用：1.支承汽车车体重量2.缓和由于路角不平引起的冲击力3.接受和传递制动力和驱动力4.轮胎具有抵抗侧滑的能力5.轮胎具有自动回下正的能力，使汽车正常转向，保持汽车直线驶。一、车轮的构造轮辐轮辋轮毂1.车轮组成轮毂轮辋轮辐辐板式、辐条式车轮辐板式车轮是目前汽车上使用最多的车轮辐板式由挡圈，轮辋，辐板和气门嘴伸出口组成。辐条式轮辐是钢丝辐条或是和轮辋铸造成一体的铸造辐条；用于赛车和高级轿车。辐板式车轮辐板3为钢质圆板，它将轮毂和轮辋连接为一体，大多是冲压制成的，少数是与轮毂铸成一体。后者多用于重型汽车上。辐板与轮辋是铆接或焊接在一起的，对于采用无内胎轮胎的车轮，宜采用焊接法可提高轮辋的密闭性。轿车的辐板采用材料较薄，常冲压成起伏各样形状，以提高刚度。辐板上开有若干孔，用以减轻质量，同时有利于制动器散热，安装时可作把手。1.档圈2.轮辋3.辐板4.气门嘴伸出口辐条式车轮1.轮辋2.衬块3.螺栓4.辐条5.配合锥面6.轮毂2.轮辋用于安装轮胎深槽式：用于轿车和轻型越野汽车，易安装小尺寸、弹性较大的轮胎。平底式：适用于较硬的轮胎，应用较多。可拆式：适用于宽胎，可拆卸。3.轮胎（一）轮胎的作用：承受汽车的重力；当汽车行驶中，路面不平引起冲击和振动要求轮胎与悬架一齐起缓和冲击的作用；保证车轮和路面接触具有良好的附着性，传递驱动力和制动力，保持汽车行驶稳定性。（二）轮胎的分类：按结构分：有内胎、无内胎两种按充气气压分：超低压、低压、高压三种按胎体帘布层结构分：普通斜交胎、子午线胎两种（三）有内胎的轮胎

充气轮胎内胎中充满压缩空气，外胎用来保护内胎不受损伤且具有一定弹性；垫带放在内胎下面，防止内胎与轮辋硬性接触受损伤。1外胎2.内胎3.垫带轮胎的结构：外胎、内胎、垫带1.普通斜线外胎普通斜交轮胎的特点是帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉排列，各层帘线与胎冠中心线成350~400的交角，因而叫斜交轮胎。在帘布层与胎面之间为缓冲层。轮胎花纹A.普通花纹B.越野花纹C.混合花纹D.低压特种花纹

轮胎花纹主要分为普通花纹、越野花纹和混合花纹。普通花纹细而浅，适用于比较好的硬路面。越野花纹凹部深而且粗，在软路面上与地面附着性好，越野能力强，适用于矿山、建筑工地等地面情况。混合花纹介于普通花纹和越野花纹之间，中部为菱形、纵向锯齿形或烟斗形花纹，两边为横向越野花纹，适于城市、乡村之间的路面行驶的汽车。2.子午线轮胎此种轮胎的帘线与胎面中心线呈90°或接近90°角排列，帘线分布如地球的子午线，因而称为子午线轮胎。在帘布层与胎面之间为带束层。带束层内各层帘线与胎面中心线夹角为10°～20°（a）普通斜线外胎（b）子午线轮胎1.帘布层2.缓冲层（四）无内胎的轮胎这种轮胎外观上与普通轮胎相似，但胎圈外侧上有若干道同心环形槽纹，在轮胎内空气压力作用下，槽纹能使胎圈紧贴在轮辋边缘上，使之与轮辋保证良好气密性。1.橡胶密封层2.自粘层3.槽纹4.轮辋5.气门嘴（五）轮胎规格的表示方法高压胎D×B（少用）低压胎的表示方法B-d子午线轮胎的表示方法斜交轮胎的表示方法轮胎型号195/60R1485H轮胎截面宽度轮胎截面高宽比子午线轮胎标志轮辋直径负载系数车速级别标志四、水田轮装有水田轮的拖拉机在水中作业，其轮齿或轮胎要抓着硬底层才能发挥一定的驱动力。目前，我国使用的水田轮主要有高花纹轮胎、塑料镶齿铁轮塑料镶齿铁轮：轮缘窄，抓土能力强高花纹轮胎：胎纹高度间距大、布置角小2.5悬架概述悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。组成减震器—加快振动的衰弱。弹性元件—承受和传递垂直载荷，减小路面的冲击导向装置—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。一、悬架的作用是弹性地连接车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力。保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。悬架的分类独立悬架：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。非独立悬架：左右车轮安装在一根整体车桥两端，车桥则通过弹性元件与车架相连。车桥断开式车桥弹性元件车架车桥优点：形式平顺、操纵稳定类型：1.双叉式独立悬架2.撑杆式独立悬架3.摇臂式独立悬架按目前采用较多的有以下三种形式：(1)双横臂式，(2)滑柱连杆式，(3)斜置单臂式。按弹性元件采用不同分为：螺旋弹簧式，钢板弹簧式，扭杆弹簧式，气体弹簧式。采用更多的是螺旋弹簧。1.独立悬架2.非独立悬架平行钢板弹簧式非独立式悬架连杆螺旋弹簧式非独立式悬架非独立悬架特点：结构简单、工作可靠应用：货车、客车的前后悬架，轿车后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。三、拖拉机悬架拖拉机悬架仅在前桥设置弹性悬架。有的拖拉机没有刚性前轴，前部质量通过弹簧传给前轮采用弹簧悬架可改善劳动条件、机体寿命，但会影响作业质量有的拖拉机前轴不与机体铰接，而是通过钢板弹簧轮式拖拉机前桥弹性悬架有螺旋弹簧式、钢板弹簧式四、悬架主要零件1.减震器原理当汽车振动时，减振器壳体内的油液反复从一个内腔通过一些窄小的空隙流入另一内腔，同时，摩擦力便把振动能量转化为热能，被油液、减振器吸收后散失到大气中。加速车架与车身振动的衰减，改善汽车行驶的平顺性。减震器车架半轴弹性元件2.减震器作用（一）减震器充气式减震器液压减震器3.减震器构造伸张阀流通阀压缩阀补偿阀活塞杆防尘罩活塞储油钢桶导向座双向作用筒式减振器容积减少，油压升高，油液打开流通阀，经过流通阀流入上腔。由于上腔容积被活塞杆用去部分空间，所以油液一部分油液打开压缩阀流入储油缸由于各阀门的节流作用，便造成对悬架压缩运动的阻力，使振动能量衰减。压缩行程在压缩行程时，指汽车车轮移近车身，减振器受压缩，此时减振器内活塞向下移动。活塞下腔室的容积减少，油压升高，油液流经流通阀8流到活塞上面的腔室（上腔）。上腔被活塞杆1占去了一部分空间，因而上腔增加的容积小于下腔减小的容积，一部分油液于是就推开压缩阀6，流回贮油缸5。这些阀对油的节约形成悬架受压缩运动的阻尼力。4.减震器的工作过程伸张行程上腔容积减少，油压升高，油液推开伸张阀，流入下腔。由于活塞杆占去一定空间，所以自上腔流入的油液不足以充满下腔容积的增加。储油缸中油液推开补偿阀流入下腔补充。由于各阀门的节流作用，便造成对悬架伸张运动的阻力，使振动能量衰减。车轮下跳，减振器受拉伸活塞上移（二）弹性元件弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等。1.钢板弹簧作用：既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振作用。钢板弹簧套管螺栓螺母中心螺栓卷耳弹簧夹2.螺旋弹簧特点：用弹簧钢钢棒料卷制而成，它与钢板弹簧相比具有不需润滑，防污性强，占用纵向空间小，弹簧本身质量小的特点。3.扭杆弹簧功用：当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转变形，以保证车轮与车架弹性连接。特点：质量小、不需润滑、保养维修简便安装：左右不可装反。摆臂扭杆4.气体弹簧特点：体积小、寿命长、弹簧刚性可变；结构复杂，制造成本高气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧两种。气体弹簧是以空气做弹性介质，即在一个密闭的容器内装入压缩空气（气压为0.5～1MPa），利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。这种弹性元件叫空气弹簧，它分为囊式和膜式空气弹簧。囊式气体弹簧膜式气体弹簧5.油气弹簧特点：以空气和油液作为工作介质。具有可变刚度特性，需加装导向装置和减振器油气不分割式油气分隔式6.橡胶弹簧利用橡胶本身的弹性来起弹性元件的作用。特点：储能较金属弹簧大隔音好多用于悬架副簧和缓冲快，也有作主簧承受压缩和扭转的作