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汽车底盘论文

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汽车底盘构造概论

汽车主要由发动机、底盘、汽车车身、汽车电器组成。

底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。

底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。

一、传动系统

传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。

汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。

传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶。

传动系可按能量传递方式的不同，划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。

机械式传动系常见布置型式主要与发动机的位置及汽车的驱动型式有关。

可分为以下几种：

1.前置后驱—FR：

即发动机前置、后轮驱动

载货汽车，部分轿车和客车。

优点：

附着力大，发动机散热好，离合器，变速器操纵方便，操纵机构简单，维修方便。

行李箱内较宽敞。

缺点：

噪音大，驾驶空间小，影响踏板的布置和乘坐舒适性。

传动轴长，增加整车质量，影响传动系统的效率。

2.前置前驱—FF：

发动机前置、前轮驱动

现在大多数轿车采取这种布置型式。

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优点：

结构十分紧凑，车身底盘高度降低，有助于提高汽车的乘坐舒服性和高速行驶的稳定性。

操纵简便，发动机散热条件好。

缺点：

坡道行驶性能差，（货车不用）。

前轮既是驱动轮，又是转向轮，需要使用等速万向节，使结构较为复杂；且前轮的轮胎寿命较短。

3.后置后驱—RR：

即发动机后置、后轮驱动

在大型客车上多采用这种布置型式，少量微型、轻型轿车也采用这种型式。

优点：

传动系统结构紧凑，后轮附着力大，车内噪声低，车厢面积利用率高，驾驶员工作条件好。

缺点：

发动机冷却条件差，发动机和离合器、变速器的操纵机构都较复杂、微笑调整不便。

4.中置后轮驱动—MR

有利于实现前、后轴较为理想的轴荷分配，是赛车和部分大、中型客车采用的方案。

客车采用这种方案布置时，能得到车厢有效面积的最高利用。

5.越野汽车的传动系

越野汽车一般为全轮驱动，发动机前置，在变速箱后装有分动器将动力传递到全部车轮上。

目前，轻型越野汽车普遍采用4×4驱动型式，中型越野汽车采用4×4或6×6驱动型式；重型越野汽车一般采用6×6或8×8驱动型式。

二、行驶系统

汽车行驶系统的功用：

1）接受由发动机经传动系传来的转矩，并通过驱动轮与路面间的附着作用，产生路面对驱动轮的牵引力，以保证汽车正常行驶。

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）缓和不平路面对车身造成的冲击，并衰减其振动，保证汽车行驶平顺性。

4）与汽车转向系统协调地配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。

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行驶系一般由汽车的车架、车桥、车轮和悬架等组成。

除轮式以外，还有半履带式、全

履带式、车轮履带式等几种。

其中半履带式汽车具有很高的通过能力，主要用于雪地或沼泽地带行驶，前桥（从动桥）上装有滑橇式车轮，用来实现转向，后桥（驱动桥）上装有履带。

而全履带式汽车前、后桥上都装有履带。

可以互换使用的车轮和履带。

适合在滑雪场、沼泽地、果园或多土丘地带行驶作业。

1、车架

车架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，是汽车各部分的安装基础。

车架要有足够的强度，合适的刚度，尽量减轻重量。

布置得离地面近一些，使汽车重心降低。

车架的类型包括以下三种：

1）边梁式车架

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成坚固的刚性构架。

车架的中部较平低，以降低汽车的重心，满足行驶稳定性和乘坐舒适的要求。

车架前端做得较窄，以允许转向轮有较大的偏转角度。

车架后端向上弯曲，保证了悬架变形时车轮的跳动空间。

应用较为广泛。

2）中梁式车架

中梁式车架（脊骨式车架）只有一根位于中央贯穿前后的纵梁。

有较大的扭转刚度，使车轮有较大的运动空间。

脊骨式车架的优点:

能使车轮有较大的运动空间，便于采用独立悬架，提高汽车的越野性；与同吨位货车相比，其车架较轻，减少了整车质量；重心较低，行驶稳定性好；车架的强度和刚度较大；脊梁还能起封闭传动轴的防尘套作用。

脊骨式车架的缺点:

制造工艺复杂，精度要求高，为保养和修理造成诸多不便。

3）综合式车架（复合式车架）

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综合式车架（复合式车架）是指前部是边粱式，后部是中梁式的车架。

同时具有中梁式和边梁式车架的特点。

包括桁架式车架、平台式车架、ISR型车架、半车架（或短车架）、承载式车身、大客车整体承载式车身骨架。

2、车桥

车桥（也称车轴）通过悬架和车架（或承载式车身）相连，它的两端安装车轮。

是用来传递车架（或承载式车身）与车轮之间各方向的作用力及其力矩。

1）根据悬架结构的不同，车桥分：

整体式，即采用非独立悬架，车桥中部是刚性的实心或空心梁。

断开式，即活动关节式结构，与独立悬架配用，主要应用于轿车和微型客车。

2）根据车桥上车轮的作用，车桥分：

转向桥、驱动桥、转向驱动桥、支持桥。

3、车轮与轮胎

车轮与轮胎主要是为了支承整车；缓和由路面传来的冲击力；接受和传递制动力和驱动力；轮胎具有抵抗侧滑的能力，轮胎具有自动回正的能力，使汽车正常转向，保持汽车直线驶；承担越障提高通过性等。

车轮通常由轮毂、轮辋、轮辐组成。

轮辋是在车轮上安装和支承轮胎的部件。

轮辋和轮辐可以是整体式的、永久连接式的或可拆卸式的。

车轮按照轮辐的结构车轮可分为辐板式和辐条式。

根据轮辋形式不同又可分为组装轮辋式，可调式车轮，对开式，可反装式车轮。

根据车轮材质不同又有铝合金、镁合金、钢车轮之分。

轮胎作为汽车与道路之间力的支承和传递部分，它的性能对汽车行驶性能影响很大。

轮胎的性能与其结构，材料、气压、花纹等因素有关。

轮胎按帘布材料可分为棉帘布轮胎、人造线轮胎、尼龙轮胎、钢丝轮胎、聚酯轮胎，玻璃纤维轮胎、无帘布轮胎。

按胎面花纹可分为普通花纹轮胎、越野花纹轮胎，混合花纹轮。

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按气压可分为高压轮胎、低压轮胎、超低压轮胎。

按帘布层结构可分为斜交轮胎、带束斜交

轮胎和子午线轮胎。

3、悬架

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。

其功用是传递车桥（车轮）与车架（车身）之间的一切力和力矩，并且起缓冲、减振、导向作用。

以保证汽车的正常行驶。

1）悬架包括以下几个部分：

弹性元件--承受并传递垂直载荷，缓和冲击。

减振器--衰减车身的振动。

导向机构--传递车轮与车身间的力和力矩，保持车轮的运动轨迹。

横向稳定杆--提高横向刚度，改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。

缓冲块--限制弹簧的最大变形并防止弹簧直接撞击车架（货车），限制悬架的最大变形（轿车）。

2）悬架的类型

非独立悬架：

左右车轮安装在一根整体车桥两端，车桥通过弹性元件与车架相连。

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。

3）多轴汽车的平衡悬架

等臂式平衡悬架三轴和四轴越野汽车上普遍采用的一种平衡悬架的结构形式。

摆臂式平衡悬架悬架主要用于6×2型载货汽车上。

前桥为转向桥，中桥为驱动桥，后桥为支持桥（可设计成举升式）。

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三、转向系

汽车转向系统是用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构。

转向系统的基本组成：

（1）转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。

作用:

将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。

（2）转向器将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动（改变传动方向），并对转向操纵力进行放大的机构。

（3）转向传动机构将转向器输出的力和运动传给车轮（转向节），并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。

按转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统两大类。

机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构（方向盘）、转向器、转向传动机构三大部分组成。

其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动（严格讲是近似直线运动）的机构，是转向系的核心部件。

动力转向系除具有以上三大部件外，其最主要的动力来源是转向助力装置，包括转向油罐、转向液压泵、转向控制阀和转向动力缸。

四、制动系统

制动系统是汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。

它是利用与车身（或车架）相连的非旋转元件和与车轮（或传动轴）相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。

1、制动系统的作用：

（1）使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；

（2）使已停驶的汽车在各种道路条件下（包括在坡道上）稳定驻车；

（3）使下坡行驶的汽车速度保持稳定。

2．制动系统的组成

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（1）制动操纵（驱动）机构

产生制动动作、控制制动效果并将制动能量传输到制动器的各个部件

（2）制动器

产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件。

3．制动系统的类型

（l）按制动系统的功用分类

1）行车制动系统，使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。

在行车过程中经常使用。

2）驻车制动系统，使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。

3）第二制动系统（应急制动系统），在行车制动系失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。

在许多国家的制动法规中规定，第二制动系统是汽车必须具备的。

（2）按照制动管路的布置方式分类

1）单回路制动系统—传动装置采用单一的气压或液压回路的制动系。

2）双回路制动系统—所有行车制动器的气压或液压管路分属于两个彼此隔绝的回路。

即使其中一个回路失效，还能利用另一回路获得较原先为小的制动力。

（3）按制动能量的传输方式

制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。

同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。

4、制动器

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产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件。

汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩，称为摩擦制动器。

它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。

5、制动防抱死系统（ABS）

制动防抱死装置（ABS）的工作原理：

四个轮速传感器分别将各车轮的信号传给电子控制器，经电子控制器运算得出各车轮的滑移率，并根据滑移率控制各轮缸的油压。

当滑移率在8％～35％时，车辆的纵向附着力和侧向附着力都较高。

将这一附着区域内汽车制动的有关参数预先输入到制动防抱死装置（ABS）的控制系统，控制器可随机地根据实际制动工况进行判断，给执行机构发出动作指令，使车轮的滑移率控制在这一最佳工作范围内，即各车轮制动到不抱死的极限状态。

汽车制动时，既不“跑偏”又不“甩尾”。