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这些信息资料包括车速、车身侧偏程度、方向盘及油门位置等。

液压悬挂现在几乎成了雪铁龙的“独门”技术,自然也成了雪铁龙的最大个性之一,现在几乎所有雪铁龙汽车都使用液压悬挂。

此外还有一种悬挂就是空气悬挂。

它是在夹有帘线的橡胶囊内充入压缩空气组成。

除具有减振功能和导向机构外还设有车身高度调节装置。

空气悬挂虽然储能量大,但因结构复杂、维修麻烦以及轮廓尺寸大不易布置等缺点,目前多用于大客车和无轨电车上。

至于哪种悬挂最好,其实这是一个很复杂的问题,每种悬挂各有利弊。

如果想提高舒适性而采用较软的悬挂,那么就会影响汽车行驶时的稳定性,尤其是在转弯时侧倾会加大,加速和刹车时会“前仰后合”;

反之,为了避免上述不利因素,增加悬挂的刚性,则必然要降低汽车的舒适性。

如何调整它们之间的关系,有时竟是进退两难,只能根据汽车的用途、车型来确定。

因此,只能说最适合的悬挂就是最好的悬挂。

二.汽车悬挂系统相关知识介绍

汽车悬挂系统与操纵性能之间有着密切的关系。

理想的悬挂不仅能使车随路面起伏而上下运动,并能借此使整个车身在前进过程中尽量保持水平,而且还能随车速、路况、运动方式的变化做出适当、灵敏的反应;

同时,它还能使轮胎与路面随时贴合,并使车轮保持适当的角度,从而使汽车的动力性能、制动性能以及转向性能得以充分体现。

汽车的车速越快,对操纵性能要求也就越高。

因此,现代汽车的悬挂系统越来越受到业内人士的重视。

悬挂系统的功能

悬挂系统作用是将车轮所受的各种力和力矩传递给车架和车身,并能吸收、缓和路面传来的振动和冲击,减少驾驶室内噪声,增加乘员的舒适性,以及保持汽车良好的操作性和平稳的行驶性。

另外,悬挂系统能配合汽车的运动产生适当的反应,当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时,能提供足够的安全性,保证操纵不失控。

车轮定位是悬挂系统中重要的一环。

正确的车轮定位,不仅能减少轮胎的磨损,延长零部件使用寿命,还能确保汽车直线行驶的稳定性。

因此,悬挂系统除使车轮与地面完全贴合外,还必须保证车轮的定位,从而使汽车操纵性能得以完全发挥。

悬挂系统的类型

不同的悬挂系统对汽车的操纵性能产生不同的影响。

一般悬挂系统有两种型式:

(1)非独立悬挂

这种悬挂以刚性梁横贯车体下方,其结构简单、工作可靠,但舒适性差、结构不紧凑,在现代汽车中往往只用于后轮。

(2)独立悬挂

这种悬挂中,车轮是以独立的连杆机构来控制,可以单独随路况变化运动而不影响整个车身,增加引行驶的平顺性、安全性。

前轮采用独立式悬挂,可以使发动机的位置降低和前移,整车重心得以下降,提高了汽车的行驶稳定性。

另外,独立式悬挂中广泛采用较软的螺旋弹簧来做缓冲元件,所以乘驾舒适性也比较好。

因此,独立式悬挂被广泛应用在现代汽车上。

独立悬架虽然优点很多,但由于车轮外倾角与轮距变化较大,轮胎磨损较严重,而非独立悬挂在行驶中始终保持贴地状态,轮胎的附着刀较强,磨损较均匀,而且成本也远远低于独立悬挂,因此许多车辆上仍还保持这种结构。

汽车在行驶中,随着路况和车速的变化,车身会发生不同程度侧倾斜,如转弯时侧倾、制动时车尾上扬等。

好的悬挂系统能够使车身发生倾斜的幅度减小,增大轮胎的附着力,从而增强汽车的操纵性能。

但是实践证明,比较硬的悬挂系统对车身倾斜的控制较佳,但也因为如此,在乘坐舒适方面就有所欠缺。

正所谓鱼和熊掌不可兼得,许多看上去非常气派的高级跑车,坐上去反不如一些中高档轿车舒适。

为了使这二者之间能够相容,现代一些高级轿车上采用了主动悬挂设计。

这种悬挂系统能够根据路况及车身的变化,自动调节悬挂的高度、弹性及硬度,使整个车身不论在何种状况下,能始终平稳地高速前进,提高了汽车行驶平顺性;

而且,主动悬挂还能提高汽车的抗侧倾、抗纵倾的能力,大大加强了汽车的操纵性能。

悬挂系统还有待于开发

轮胎的附着力越强,汽车才更容易操纵;

对于驾乘者,安全性也越好。

以现在的悬挂系统来说,要提高轮胎附着力,只能从悬挂结构本身及轮胎来着手。

只不过这样一来,乘坐舒适性将大打折扣。

采用主动悬挂也是一个解决办法,但主动悬挂结构复杂,成本高,技术上还不是很完善,普及率也不是很高。

因此,既要使汽车的操纵性能更加提高,又要使乘坐更为舒适,这还有待于更新的悬挂系统开发。

三.汽车自动变速器的类型及其分析比较

1汽车自动变速器(AT)的主要类型及目前的使用情况

AT有以下几种形式:

(1)液力机械AT—HMT(HydrodynamicMechanicalTransmission)广泛应用于轿车、公共汽车、重型车辆、商用车和工程车辆上,它是目前AT的主流。

(2)机械式AT—AMT(AutomatedMechanicalTransmission)在通常机械式变速器基础上加上微机控制电液伺服操纵自动换档机构组成,目前它应用于部分低档轿车上和局部卡车和商用车上。

(3)无级式AT—CVT(ContinuouslyVariableTransmission)有以下几种形式:

●机械式:

有不少形式,目前主要的是推块金属V型带式传动,在轿车上已开始批量试用。

●液压传动式(HSThydrostatictransmission):

在工程车辆和农业机械上已应用。

虽本田公司最近开发了泵和马达制成一体的液压和机械双流传动的AT,用于微型多功能车上,但存在转速限制、效率、噪声、重量和尺寸等问题,在汽车上基本没有应用。

●电力式:

用于电动汽车(EVelectricvehicle)。

下面对HMT、AMT和CVT3种AT的结构特点和性能特点加以说明,并进行分析对比。

2AMT的结构和性能特点分析

AMT是在普通人工换档机械式变速器基础上加上替代人工换档的电子控制操纵机构组成,此自动换档机构有人称为换档机械手。

AMT是在普通机械变速器上进行改造而成的,仅改变其中手动换挡操纵部分,生产制造继承性好,改造投入费用少,技术难度似乎不大,可以先局部自动化。

例如:

先离合器自动操纵、局部档位间实现自动操纵等,然后再实现全面自动化。

这对资金缺乏、制造能力低、技术力量薄弱的我国汽车工业来说,具有一定的吸引力。

已有几家国内单位进行了研究开发,取得了可喜的成绩。

AMT保留原来的机械变速器,因此其传动性能基本上和机械变速器相同。

除了齿轮传动外,主要特点是具有以下两大机构:

起步装置,带扭矩减振器的主离合器;

换档装置,带同步器的换档啮合套。

这种纯机械传动,具有传动效率高,结构简单等优点,但是换档过程不可避免存在动力中断。

只有一个结合元件脱开后,另一个结合元件才能结合的缺点,不能实现换档过程结合元件转换时的搭接控制。

因此起步和换档必然不够平稳和冲击较大。

同时机械传动很难阻隔发动机扭矩不均匀引起的震动。

AMT车振动和噪声较大,乘坐舒适性差,对高级豪华车不太合适。

实际上,要搞高水平微机控制自动换档机构在技术上是很难的,除了需高水平的电液比例控制技术外,还要满足驾驶员的驾驶愿望和适应各种行驶工况来进行换档,另外换档过程是复杂的综合操纵过程,除了要操纵主离合器和变速器外,还涉及到发动机油门和制动操纵。

从目前来看AMT还比较难达到这个水平,而且这套换档机械手系统的制造成本是不低的,AMT与HMT相比没有价格优势。

另外AMT自动换档机构需要动力,因此或多或少也得降低传动效率。

基于以上分析,我们认为AMT适用于商用车和卡车,这些车档位较多,采用HMT困难,需要自动操纵,减轻驾驶员劳动,而且换档过程动力切断影响不大,对乘坐舒适性要求也不高。

AMT也可用于低档轿车上,且不一定搞全自动,搞局部自动操纵和换档也可以,解决人工换档机械变速器起步换档操纵复杂、劳动强度大的问题,作为简化驾驶操纵的具体技术措施。

3HMT的结构和性能特点分析

HMT是由液力变矩器和液压操纵换档变速器组成。

HMT和AMT对比主要差异是:

3.1起步装置以液力变矩器代替主离合器

变矩器传递扭矩与泵轮转速成平方关系,在发动机低转速时传递力矩小,它解决了内燃机不能有载启动问题,具有不需操纵,只需加油门就能自动起步的功能。

通过长期使用证明液力变矩器对汽车来说是一个有效的部件,它具有以下优点:

●自动变矩,起步时扭矩自动增加,提高起步性能,行驶时能自动适应外界阻力的变化。

扭矩和牵引力随油门踏板变化很容易操纵调节,特别是低速起动或爬坡时,使得驾驶容易方便。

●起步加速和换档平稳,降低传动系统动载荷,延长传动系统寿命。

●阻隔发动机扭矩不均匀性引起的振动,降低噪声,提高乘坐舒适性给人以驾驶平稳高级的感觉。

●防止发动机因过载而突然熄火,提高车辆的通过性。

变矩器主要缺点是传动效率低,增加油耗。

在变矩器应用的初期,人们存在着一种错误认识,认为变矩器能起自动变矩作用,因此最初的HMT变矩器的失速比很大,变矩主要靠变矩器来实现,而变速器是辅助的,因此档位很少,最初只有两档,后来才逐渐明白,要靠变矩器提高变矩比,必然会导致变矩器油耗增大,是行不通的。

HMT适应外界阻力的变化变速变矩主要还得依靠变速器。

因此HMT的变速器档位数在不断增加,从2档发展到3、4档,目前高档轿车采用5档,并有可能发展到6档。

而变矩器的失速变矩比降低到2以下,以提高其最高效率。

同时对变矩器的作用也有了进一步的明确,它仅在起步加速和换档过程中起有效作用,在稳定行驶时不起什么作用,反而使油耗增加。

因此采用闭锁离合器,将变矩器闭锁成机械传动,以提高效率。

刚开始采用闭锁离合器,其闭锁区域仅限于高档位、高车速和低油门较狭窄的区域。

因为在低档区域变矩器闭锁后,发动机转矩不均匀产生的振动没有经过液力传动减振直接传给机械传动系,会产生振动和噪音,影响乘坐的舒适性。

为了解决燃油经济性和驾驶平稳性之间的矛盾,使得闭锁区域向低速档、低车速和大油门开度领域扩展。

最近在轿车上大多采用了闭锁离合器微小打滑控制,使得油耗稍有增加,但驾驶平稳性大大改善。

从上面分析可知在汽车上使用液力变矩器已经日趋成熟,尽量解决其传动效率低的缺点,发挥其传动平稳、自动增扭的优点。

在变矩器的设计上采用了先进的三维叶栅理论,对循环园形状、各叶轮的叶片和形状进行优化设计,合理确定变矩器力矩系数,使变矩器和发动机匹配优化,改善其共同工作的经济性和动力性。

从制造角度来看,变矩器制造不算复杂,成本不高,从使用角度看,变矩器工作可靠,使用寿命长。

3.2从整体控制系统来看

●AMT:

机械变速器换档是同步器+杆杠拨叉+电液操纵机构。

操纵过程由电信号→液压信号→再通过机械机构(杆杠和同步器)来换档

●HMT:

动力换档变速器换档过程由电信号→液压信号,直接控制换档结合元件的结合与分离。

3.3从AMT和HMT换档操纵方式来看

(1)HMT换档操纵方式比较简单直接,电信号转换至液压信号直接去控制结合元件换档,而AMT转换至液压信号后,再需要通过机械机构去控制换档,显然比较麻烦。

(2)AMT是开关型操纵(分离和结合);

HMT是比例型的操纵,可控制一个结合元件的逐渐分离,另一个结合元件的逐渐结合。

这样就可以控制换档过程的搭接和平稳过渡。

如果AMT和HMT都采用定轴式变速器(本田HMT就采用定轴式)从结构复杂程度和制造难易程度来说,HMT并不比AMT差。

应该说HMT采用油压控制结合元件换档要比AMT采用液压机构同步器换档性能要好,而且结构并不复杂。

目前不少HMT具有手动模式,在手动模式下HMT相当于动力换档变速器,即所谓手动与自动一体的变速器。

它具有普通机械变速器的效率高、人工选择换档等特点,但换档操纵却大大简化了。

从以上分析可知,HMT在性能上优于AMT,这也就说明了为什么HMT是AT的主流。

我们认为HMT可选择的多种工作模式,操纵驾驶容易方便,起步换档无冲击,驾驶平稳,振动噪声低,给人以舒服和高档的感觉,它特别适用于高档轿车。

随着HMT的不断改进和完善,对一般驾驶者来说,其动力性能和经济性能也不比AMT差。

4CVT的结构和性能特点分析

CVT有多种形式,这里仅对具有代表性的推块式V型金属带式来进行分析

4.1CVT的结构组成

(1)起步装置,有以下3种形式:

●电磁离合器:

重量尺寸大,热负荷能力低,一般仅用于微型车辆上;

●电子控制式湿式摩擦离合器:

结构尺寸小,响应快,能量损失小,在有些轿车上采用;

●液力变矩器:

起步扭矩大,坡道起步性能好,驾驶容易方便,微动性能好(进出车库),而且能阻隔发动机扭矩不均匀所引起的振动和冲击。

因此,目前CVT也比较倾向于采用变矩器。

(2)推块式金属V型带无级变速装置。

(3)前进后退换向机构,有行星式和定轴式两种。

4.2CVT和HMT的比较

从性能上看,CVT是无级传动,能最大限度地利用发动机特性,提高动力性和经济性,同时变速平稳,行驶性能和驾驶感觉都好,HMT是有级传动,为了改善性能必须增加档位数,目前已增加至5档,与CVT性能较接近,但仍稍有差距。

(2)从结构制造上看,CVT上仍采用变矩器,还需要前进后退转向机构和液压操纵摩擦结合元件。

从结构制造复杂程度上看两者差距不大,目前来看CVT制造成本稍高。

(3)CVT作为新产品,从诞生、发展到成熟需要经历充分时间考验和使用证实;

对用户来说要有一个认识、信任和接受的过程。

目前CVT产品尚有不成熟尚需改进的地方。

●金属带的结构形状和参数还在不断改进和完善,其传递扭矩的能力在进一步提高。

●在变速过程中,带的轴向偏移会造成主从动轮的带平面中心线不在同一平面上的现象。

此现象会使带在运转过程中发生扭曲,在带轮的入端和出端造成冲击,使噪声增大,传动变的不平稳,并会使带的寿命急剧下降。

为解决此问题,目前采用与金属带相接触的带轮的锥面形状进行修正设计。

但是最好能使主从带轮两侧对称轴向移动,使两轮带平面中心线不产生偏移。

●在使用上曾出现不够理想的地方,例如起步和低速行驶时会感到有种CVT独特的滞涩不圆滑的感觉,在紧急停车后再起步时,偶尔会发生低速无法起步的现象。

●从控制系统来看,包括变速控制,带夹紧力控制和起步控制等都有不够完善的地方。

从目前来看,CVT尚未替代HMT大规模使用,主要是因为与HMT相比,性能没有明显突出的优越地方,尚存在不够成熟的地方,而HMT已有60多年的生产制造使用历史,性能相当完善,产品相当成熟。

因此虽然很多厂家都在研究、试验、试用CVT,并进行了批量生产,但仍对CVT抱谨慎态度,从目前来看,HMT的主流地位尚未动摇。

四.全面了解底盘

底盘的作用是接受发动机的动力,使车轮转动,并保证汽车按驾驶员的操纵正常行驶。

底盘包括传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统这四大部分,通常,这四大系统也简称为传动系、行驶系、转向系和制动系。

传动系我们应该不会感到陌生。

大家都知道离合器和变速器吧,它们就是传动系里面的重要部件,驾驶员和它们打的交道都是相当多的(仅次于方向盘了),一趟车跑下来,谁能记得消自己到底踩了多少下离合、换了多少次挡?

从动力的传输过程来看,传动系是连接发动机和车轮的纽带,包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥等。

汽车传动系按照结构和传动介质可以分为机械式、液力机械式、静液式、电力式等四种型式,对于绝大部分汽车来说,目的最常见的是机械式和液力机械式这两种。

传动系有多种布置方式,轿车常用FF方式(即发动机前置、前轮驱动);

载货车、大部分客车和少部分豪华轿车常用FR方式(即发动机前置、后轮驱动);

豪华客车一般采用RR方式(即发机机后置、后轮驱动);

越野车多用nWD分式(即全轮驱劝,n表示车轮数量);

而赛车一般是采用MR方式(即发动机中置、后轮驱动)。

此外,发动机是采取横置还是纵置也都会影响到传动系的布置。

传动系的首要任务就是与发动机协调工作,以保证汽车能在不问的使用条件下正常行驶。

并具有良好的动力性和燃油经济性。

出此,无论是什么型式的传动系,至少都应该具备以卜四种基本功能:

1.减速和变速

我们知道,只有当作用在驱动轮上的牵引力足以克服外界对汽车的阻力时,汽车方能起步和正常行驶。

我们不妨以普通型桑塔纳轿车为例,桑塔纳轿车自重1070kg,发动机排量1.8升,最大扭矩为150N•m/3100rpm,最大功率为72kw/5200rpm,车轮规格为195/60R14。

假设它在水平干燥的水泥路面上以90km/h的速度匀速行驶,这时,它受到的阻力可以用简化公式来计算:

F=mgf十CdAua2/21.15(m也就是汽车的自重,前面我们说了为1070kg;

g为重力加速度,也就是9.8m/s2;

f为轮胎的滚动阻力系数,对于水泥路面,f=0.014x(1十ua2/19440);

Cd为空气阻力系数、约为0.32;

A为汽车迎风面积,桑塔纳的为1.89m2;

ua为车速,我们已经定为90km/h),计算的结果为440N。

接下来,我们再来计算它的驱动力,驱动力计算公式为Ft=Ttqigi0nT/r(Ttq为发动机扭矩,本例中的最大扭矩为150N•m/3100rpm;

ig和i0分别为变速器传动比和主减速器传动比;

nT为传动系的机械效率;

r为轮胎半径,r=14x0.0251十0.195x60%=0.47m),如果将发动机的扭矩直接作用于驱动轮(也就是说发动机的动力不经过传动系而直接作用于车轮,此时,ig和i。

均为1,nT为1)。

则驱动轮能够得到的最大牵引力约为319N。

很显然,牵引力还没有行驶阻力大,这种情况下汽车是无法起步或继续行驶的,它会逐渐减速直至停下。

同时,我们还可以看一下,如果将发动机直接与轮胎相连,当发动机以5000rpm的转速运转时,根据ua=0.377r•n/igi。

(参数同上,n为发动机转速),车速将达到惊人的886km/h,这样的速度既不实用,也是不可能达到的(因为这时候的阻力非常大,牵引力又小,车子根本就没办法前进)。

为了解决上述矛盾,我们就要求传动系必须具备减速增扭的作用(简称减速作用),而主减速器就是起着这样的作用。

还有,汽车的使用条件(比如实际装载质量、道路坡度、路面状况,以及道路的宽度和曲率,交通状况所允许的车速等等)由于很多因素的影响而不断变化,这就要求汽车的牵引力和速度要有相当大的变化范围。

另一方面,由于发动机在整个转速范围内扭矩变化不大,功率和燃油消耗曲线变化却相当大,这就使得发动机保持高功率低油耗的转速范围(我们可以称之为有利转速范围)是很窄的、为了使发动机能保持在有利的转速范围内工作,传动系的传动比就需要在一定范围内变化。

所以,从这个角度来说,传动系还必须具备受速作用,变速器也就应运而生。

实现汽车倒驶

如果汽车连这个功能都不具备的话,很难想象人们怎样进出停东场、车库等,当然在那些狭窄的路而上想倒车也是不可能的了。

也许你会说让发动机反着转,不要说目前没有这样的发动机,就是在未来相当长的一段时间内。

我们都不可能看到这样的发动机、所以,传动系能够在保持发动机旋转方向不变的情况下使汽车实现反向行驶,这个功能就是通过变速器的例挡来实现的。

3.必要时中断传动

有过驾驶经验的人都知道。

发动机必须是在踩下离合器以后才能启动(踩下离合器就使得发动机不会承受地面的阻力,也就是说让发动机空载,这和汽车空载可是两码事),启动后的发动机也必须保持在最低稳定转速以上才能保证不熄火。

除了汽车起步的时候,中断发动机对驱动轮的动力输出也是常有的事,比如换挡、减速停车、遇红灯时等等,所有这些都要求传动系能够在必要的时候切断动力输出,而离合器和变速器的空挡就承担了这个任务。

4.差速作用

汽车转弯是最平常不过的事,但是大家有没有注意到汽车转弯时车轮是怎样运动的呢?

也许你从没注意过这些芝麻蒜皮的小事,那么你到大街上随便找个弯道仔细看一看就会发现:

转弯时,汽车的左右车轮转速不一样,弯内侧的车轮比外侧的车轮转得慢些。

这个现象并不难理解,因为左右车轮在转弯时通过的距离是不同的。

请不要小看这样一个简单的现象,对于非驱动轮来说,这根本就不是问题,可对驱动轮来说就不一样了,如果左右驱动轮在转向时转速一样,必然会使车轮产生相对于地面滑动的现象,这不仅会造成转向困难,还会增加汽车的动力消耗,加速轮胎和传动系零部件磨损,为了避免这些问题的发生,我们就使用了差速器。

行驶系的功用是接受由发动机经传动系传来的扭矩,并通过驱动轮与路面的附着作用,产生路而对汽车的牵引力,以保证汽车正常行驶;

传递并承受路面作用于车轮上的各向反作用力及其所形成的力矩;

此外,它应尽可能地缓和不平路面对车身造成的冲击和振动,保证汽车行驶平顺,并且与汽车转向系很好地配合工作,实现汽车行驶方向的控制,以保证汽车的操纵稳定性。

行驶系包括车架、车桥、车轮、悬架等,有的车还包括桥壳(比如载货车、客车、越野车等等)。

车架可以说是汽车的骨架,它的作用是支撑并连接汽车的各个总成和零部件,并承受来自车内外的各种载荷。

车桥也称为车轴、它通过悬架和车架(或车身)相连,两端安装车轮,其功用也就是传递车架(或车身)与车轮之间各个方向的作用力,承受车架和车身的重量。

桥壳和车桥—样,都能承受车架和车身重量,承受由车轮传来的路面反作用力和力矩,除此以外。

还能保护主减速器、差速器、驱动轴等部件。

车轮与轮胎是行驶系中的重要部件,它们的作用很多:

支撑整车的重量;

缓和由路面传来的冲占力;

通过轮胎同路面间存在的附着力来产生驱动力和制动力等等。

悬架是车架(或车身)与车桥(或伞轮)之间的传力连接

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