6第六章++轮式车辆行驶系统yao改1.ppt

1、2020/8/7,车架 车桥 车轮和轮胎 悬架,第六章 轮式车辆行驶系统,2020/8/7,第一节 行驶系统的功用与组成,轮式行驶系由车架1、车桥2、车轮4和悬架3等组成。,行驶系统的主要功用是：支持整车的重量和载荷，并保证车辆行驶和进行各种作业。,2020/8/7,第二节 车架 车架是车辆的骨架，车辆的所有总成和部件（发动机等动力装置、传动系、行驶系、转向系、制动系、车身及驾驶室，以及工作装置等）都固定在车架上，并使所有组成部分保持一定的相互位置。所以车架除具有足够的强度外，还必须具备足够的刚度。 车架是支承车辆各个部件并传递工作载荷的承载结构。其构造根据机种不同、要求不同，其型形式也不同。

2、一般可分为铰接式和整体式两大类。 一、铰接式车架 大多数轮式装载机和一些轮式推土机采用铰接式车架。它通常由前、后两段车架组成，两车架之间用铰链连接，故称铰接式车架。,2020/8/7,2020/8/7,一、铰接式车架,2020/8/7,2020/8/7,1前车架,2动臂铰点,3上铰销,4后车架,5螺拴,6副车架,7水平销轴,8下铰销,9动臂油缸铰销,10转向油缸前铰点,11限位块,12转向油缸后铰点,13横梁,2020/8/7,二、铰接车架铰点结构,1、销套式,销套式的特点是：结构简单，工作可靠。但上、下铰点销孔的同轴度要求较高，所以上、下铰点距离不宜太大。目前中、小型装载机广泛采用这种结构。

3、,1铰销； 2锁板； 3铜垫圈； 4后车架； 5销套； 6前车架,2020/8/7,2、球铰式,1销套；2铰销；3锁板；4后车架；5油嘴；6球头；7球碗；8前车架；9调整垫片；10压盖；11螺钉,采用关节轴承可使铰销受力情况得到改善，同时上、下铰点销孔的同轴度要求也比销套式低，因此可增大上、下铰点之间的距离，从而减小铰销的受力。所以大型装载机多采用这种结构型式。,2020/8/7,3、滚锥轴承式,1前车架； 2铰销； 3盖； 4垫圈； 5螺母； 6开口销； 7滚锥轴承； 8弹性销； 9后车架,由于采用了滚锥轴承使前后车架偏转更为灵活，但这种结构形式较为复杂，成本较高。,2020/8/7,二、整

4、体式车架,1保险杠；2挂钩；3前横梁；4发动机前悬置横梁；5发动机后悬置右（左）支架和横梁；6纵梁；7驾驶室后悬置横梁；8第四横梁；9后钢板弹簧前支架衡量；10后钢板弹簧后支架横梁；11角撑横梁组件；12后横梁；13拖钩部件；14蓄电池托架；15螺母；16、18衬套；17弹簧；19拖钩；20锁块；21锁扣,2020/8/7,二、整体式车架,2020/8/7,二、整体式车架,2020/8/7,第三节 车桥 对于一般车辆而言，车桥有转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥等四种。 一、转向桥的功用： 通过操纵机构使转向车轮可以偏转一定角度，以实现转向；除承受垂直反力外，还承受制动力和侧向力以及这些力引起

5、的力矩。,二、转向桥构造 转向桥一般由前梁（前轴）、转向节、主销与轮毂等部分组成。,2020/8/7,2020/8/7,10主销,11滚子推力轴承 12前梁（工字梁）,1制动鼓,2轮毂,3轮毂轴承,5转向节,7衬套 8调整垫片 9转向节臂,6油封,4轮毂轴承,2020/8/7,2020/8/7,三、转向轮定位 为了保证车辆行驶的直线性、转向轮偶遇外力时的自动回正性以及操纵的轻便性，一般载重汽车都具有主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角以及车轮前束，这种转向车轮、转向节和轴之间的相对位置，称为转向轮定位。,1、主销后倾角在纵向垂直平面内，主销上部向后倾斜一个角度叫做主销后倾角。,稳定力矩 自动回正

6、 不宜太大转向沉重，操纵力增大，一般不超过23 。采用低压轮胎 或前进倒退机会相等的车辆，=0,2020/8/7,2、主销内倾角 主销内倾角是指在横向垂直平面内，主销轴线上端向车辆内侧倾斜角。,减小操纵力；减少转向轮传到方向盘的冲击力；自动回正。 一般内倾角不大于8，L1为4060mm。,2020/8/7,3、转向轮外倾角 是指车轮的纵向滚动中心平面相对于纵向垂直平面上部外倾一个角,减轻了外端小轴承及轮毂锁紧螺母的负荷 ；可防止车轮从轴上脱出 ；可避免满载时转向从动桥的变形而导致车轮出现严重的内倾现象 ； 使转向操纵轻便 。 一般外倾角为1左右,负作用：车轮有绕O 点作陀螺运动的趋势。,202

7、0/8/7,外倾的车轮其轴线延长线与地面的交点为O，车轮滚动时将绕O在地面上滚动，使转向轮前端有向外张开的趋势。这又增加了轮毂外轴承的压力。由于车桥的约束使车轮不能向外滚开，车轮将在地面上边滚边滑，从而增加了轮胎的磨损。为了避免上述现象可调节横拉杆的长度，使转向轮前端距离B略小于后端距离A，A-B=的长度称为转向轮前束。通常取在212mm范围内。转向轮前束一般通过改变转向横拉杆长度的方法调整。,4、转向轮前束,2020/8/7,第四节 车轮和轮胎 车辆车轮由金属车轮和橡胶充气轮胎两部分组成。,一、车轮 由轮毂、轮辐和轮辋三部分组成,1轮辋；2椭圆孔；3安装孔；4圆盘；5螺孔,盘式车轮,辐式车轮

8、,2020/8/7,货车后轴负荷比前轴大很多，为使后轮胎不致过载，后桥车轮一般安装双式车轮，在同一轮毂上安装两副相同的辐板和轮辋，为方便互换，辐板的螺栓也两端面做成锥形，便于安装。,2020/8/7,装载机车轮,1、轮毂； 2、轮辋； 3、轮毂螺栓； 4、轮边减速器行星架； 5、轮盘； 6、斜底垫圈； 7、挡圈； 8、锁圈,2020/8/7,1、轮辋,2锁圈,1挡圈,d）带有整体挡圈和开口弹性锁圈的轮辋,a）深式轮辋,b）平式对开轮辋,c）带有弹性开口挡圈的轮辋,2020/8/7,轮辋的规格表示： 国产轮辋规格用数字、符号和拉丁字母表示，轮辋断面宽度、轮辋名义直径均以英寸为单位以数字表示，轮缘

9、高度是以拉丁字母表示，在轮辋直径之前，用不同符号表示结构形式，“”表示两件以上组成的平式轮辋。“”表示为一件式的深式轮辋。 b d 或 b d 例如8.00V20轮辋，就是轮辋宽度为8英寸，轮缘高度为44.45MM，平底轮辋，轮辋名义直径为20英寸。 又如4.50E16轮辋中的“”表示为深式轮辋。,2020/8/7,用拉丁字母代表的轮缘高度,2020/8/7,1调节螺母；2轴承；3车轮螺栓；4轮毂；5油封；6半轴,2、轮毂,2020/8/7,轮盘与轮毂的连接方法,1外轮盘；2内轮盘；3螺栓；4轮毂；5螺母；6特制螺母,为防止螺母自动松脱，一般左侧车轮采用左螺纹，右侧车轮采用右螺纹。如果采用其它

10、防松措施，左侧车轮也可不采用左螺纹，全部采用右螺纹。,2020/8/7,轮胎的功用,轮胎安装在汽车轮辋上，直接与路面接触，它的作用是： 1和悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，并衰减由此而产生的振动；提高舒适性和平顺性。 2保证车轮和路面有良好的附着性，以提高汽车的牵引性、制动性和通过性； 3承受汽车的重力。 因此轮胎必须具有适宜的弹性和承受载荷的能力。同时，在其与路面直接接触的胎面部分，应具有用以增强附着作用的花纹。,2020/8/7,轮胎分类,汽车轮胎按结构可分为充气轮胎和实心轮胎； 充气轮胎按结构可分为有内胎和无内胎轮胎； 按胎体帘布层的结构不同，可分为斜交轮胎和 子午线轮胎； 按充气

11、压力可分为超低压胎(02 MPa以下)、 低压胎(0205 MPa)、 高压胎(0507 MPa)。 因低压胎具有弹性好、断面宽、接地面积大 和壁薄散热好等优点，提高了轮胎的使用寿命。 目前，轿车、货车几乎全都采用低压胎。 在汽车上得到广泛应用的是普通斜交胎 和子午线胎。,2020/8/7,二、轮胎,1、轮胎的组成,1外胎； 2内胎； 3衬带； 4气门嘴,2020/8/7,1胎冠； 2缓冲层； 3帘布层； 4胶层； 5胎圈； 6胎侧,外胎构造,胎体由帘布层3和缓冲层2组成,胎面包括胎冠1、胎侧6和两者之间的胎肩三部分,胎圈5，由钢丝圈、帘布层包边和胎圈包布组成,2020/8/7,2020/8/

12、7,1普通斜交轮胎,普通斜交轮胎-帘布层和缓冲层相邻层各帘线交叉，且与胎面中心线呈小于90度角排列的充气轮胎为普通斜交轮胎，常称斜交轮胎。,2020/8/7,2.子午线轮胎,胎体帘布层线与胎面中心线呈90度或接近90度角排列，以带束层箍紧胎体的充气轮胎。,2020/8/7,斜交胎,子午胎,子午线轮胎与普通斜交胎相比有许多特性：（1）滚动阻力小，节约燃料；（2）耐磨性好，寿命长；（3）安全性能好；（4）减振性好，附着性能高；（5）胎侧薄，变形大，易在胎侧和与轮辋接触处发生裂纹。,2020/8/7,3无内胎的充气轮胎,无内胎充气轮胎-没有内胎，空气直接压人外胎中，因此要求外胎和轮辋之间有很好的密封

13、性。,2020/8/7,轮胎型号规格标记,高压轮胎一般用DB表示其尺寸规格,单位：英寸,低压轮胎常用B-d表示其尺寸规格,拱形轮胎、椭圆形轮胎及某些轿车的超低压轮胎也用DB表示，但以mm为单位,9.00-20,2020/8/7,轮胎胎冠用耐磨橡胶制成，它直接与路面接触，承受全部载荷，减少冲击载荷，保护帘布层免受损伤。为使轮胎与地面具有良好附着性能，防止纵向和横向滑移，在胎面上制有各种花纹。,2020/8/7,第五节 悬架,悬架的功用是：连接车桥和车架； 传递二者之间的各种作用力和力矩； 吸收和缓冲由于地面不平而引起的冲击和振动，保持车身和车轮之间正确的运动关系。 对于行驶速度较高的汽车，其悬架

14、的性能对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有很大的影响。,悬架一般由弹性元件、导向装置和减振器等组成,悬架按导向装置的型式可分为非独立悬架和独立悬架两大类,2020/8/7,非独立悬架,非独立悬架的特点是两侧车轮安装于一整体式车桥上，车轮连同车桥一起通过弹性元件悬 挂在车架或车身上。当一侧车轮受到冲击时会直接影响到另一侧车轮。非独立悬架由于簧载质量比较大，特别是车辆高速行驶、悬架受到较大的冲击载荷时，车辆平顺性较差。 非独立悬架因其结构简单，工作可靠，而被广泛应用于货车和客车的前、后悬架。在轿车中，非独立悬架多用于后桥。 采用螺旋弹簧、气体弹簧时需要有较复杂的导向机构。而采用钢板弹簧时，由于钢板弹簧

15、本身可兼起导向机构的作用，并有一定的减振作用，使得悬架结构大为简化。因而在非独立悬架中大多数采用钢板弹簧作为弹性元件。在非独立悬架中大多数采用钢板弹簧作为弹性元件。,2020/8/7,1纵置板簧式非独立悬架,2020/8/7,2螺旋弹簧非独立悬架,螺旋弹簧非独立悬架常用于轿车的后悬架。用螺旋弹簧作为弹性元件时，必须在悬架系统中安装导向装置和减振器。,2020/8/7,奥迪轿车后悬架装置。这种后悬架装置主要由后滑柱总成11、后轴总成1、纵臂2和横向推力杆12等部件组成。减振器内安装有上下缓冲块，当车轮在不平路面行驶上下跳动时，缓冲块可减小车身所受冲击并有助于车身振动衰减。,2020/8/7,3空

16、气弹簧非独立悬架,采用空气弹簧悬架时，容易实现车身高度的自动调节。在装有压气机的汽车上，一般用随载荷的不同而改变空气弹簧内的空气压力的方法来达到这个目的。 油气悬挂可以在不同吨位的汽车上通用。,2020/8/7,独立悬架,独立悬架的两侧车轮分别独立地与车架或车身弹性地连接，当一侧车轮受到冲击时，基本不会直接影响到另一侧车轮。独立悬架所采用的车桥是断开式的，这样可使发动机降低安装位置，有利于降低车辆重心，并使结构紧凑。独立悬架允许前轮有较大的跳动空间，这样便 于选择较软的弹性元件使平顺性得到改善。同时，独立悬架簧载质量小，可提高车轮的附着性能。 独立悬架中多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧作为弹性元件。其

17、结构特点是两侧的车轮各自独立地与车架或车身弹性连接以提高汽车的平均行驶速度。 采用独立悬架时车轮有较大的上下运动空间，可使悬架刚度设计得较小，从而降低汽车振动频率，改善行驶平顺性。,2020/8/7,独立悬架的类型,a)横臂式独立悬架; b)纵臂式独立悬架; c)车轮沿主销移动的悬架 (烛式悬架) , d)车轮沿主销移动的悬架 (麦弗逊式悬架式悬架) ;,2020/8/7,AUDI A4,2020/8/7,2020/8/7,2020/8/7,2020/8/7,二、弹性元件,钢板弹簧外，车辆中使用的弹性元件还有螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧和橡胶弹簧等,2020/8/7,2020/8/7

18、,目前，在汽车上采用了一种由单片或23片变厚度断面的弹簧片构成的少片变截面钢板弹簧，其弹簧片的断面尺寸沿长度方向是变化的，片宽保持不变，如图所示。这种少片变截面钢板弹簧克服了多片钢板弹簧质量大、性能差(由于片间摩擦的存在，影响了汽车的行驶平顺性)的缺点。在两种弹簧寿命相等的情况下，少片变截面钢板弹簧可减少质量4050。因此，这种弹簧对实现车辆的轻量化，节约能源和合金弹簧钢材大为有利，故应用日渐广泛。,2020/8/7,钢板弹簧的平衡悬架,多轴的驱动(多于两桥)车辆的全部车轮如果都是单独地刚性悬挂在车架上，则在不平道路上行驶时将不能保证所有车轮同时接触地面(图a)。为了保证所有车轮与地面的良好接

19、触，通常采用平衡悬架。 平衡悬架的原理是将两个车桥(如三轴汽车的中桥与后桥)装在平衡杆的两端，而将平衡杆中部与车架作铰链式的连接(图b)。这样，一个车桥抬高将使另一车桥下降。而且，由于平衡杆两臂等长，则两个车桥上的垂直载荷在任何情况下都相等，不会产生如图216a所示的情况。这种能保证中后桥车轮垂直载荷相等的悬架称为平衡悬架。,2020/8/7,螺旋弹簧,2020/8/7,扭杆弹簧,扭杆一端固定在车架上，一端固定在悬架的摆臂上，摆臂连接的车轮跳动时摆臂便绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转弹性变形。,2020/8/7,气体弹簧,空气弹簧有囊式、膜式和复合式三种,气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种,2020/8/7,油气弹簧一般是由气体弹簧和相当于液力减振器的液力减振器的液压缸组成。 图中为单气室油气弹簧，油气分隔式和油气不分隔式。,2020/8/7,橡胶弹簧,橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性来起弹性元件的作用。它可以承受压缩载荷与扭转载荷。其优点是单位质量的储能量较金属弹簧多，隔音性能好，橡胶弹簧多用作悬架的副簧和缓冲块。在有些汽车的悬架中也有用它做主簧的。,2020/8/7,汽车在不平道路上行驶时，车身将产生振动。为此在大多数汽车的悬架系统内都装有减振器。减振器是产生阻尼力的主要元件，其作用是迅速衰减汽车振动，改善汽车行驶平顺