《汽車構(gòu)造與保養(yǎng)：第5章 行駛系》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《汽車構(gòu)造與保養(yǎng)：第5章 行駛系（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第5章 行駛系 5.1 概述 汽車行駛系的功用是接受由發(fā)動機經(jīng)傳動系統(tǒng)傳來的轉(zhuǎn)矩，并通過驅(qū)動輪與路面附著作用，產(chǎn)生路面對汽車的牽引力，傳遞并承受路面作用于車輪上的各反力。行駛系統(tǒng)應(yīng)盡可能緩和不平路面對車身造成的沖擊和振動，保證汽車行駛平順性。行駛系與轉(zhuǎn)向系配合，實現(xiàn)汽車行駛方向的正確控制，保證汽車操縱穩(wěn)定性。 汽車行駛系由車橋、懸架、車輪軸承、車輪和輪胎等組成(圖5-1)。越野汽車?yán)密嚰?，轎車?yán)密嚿碜鳛樾旭傁档难b配基體。 圖5-1 行駛系 1－前懸架 2－后懸架 懸架將車橋與車架或車身相連，懸架功用是傳力、導(dǎo)向和緩沖減振。懸架分為兩大類：獨立懸架(圖5-2A)和非獨立懸

2、架(圖5-2B)。 圖5-2 懸架組成 A－獨立懸架 B－非獨立懸架 1－彈性元件 2－減振器 3－橫向穩(wěn)定桿 4－導(dǎo)向機構(gòu) 懸架由彈性元件(圖5-3)、減振器(圖5-4)、導(dǎo)向機構(gòu)(圖5-5)、橫向穩(wěn)定桿(圖5-6)等組成。 圖5-3 彈性元件 圖5-4 減振器 圖5-5 導(dǎo)向機構(gòu) 圖5-6 橫向穩(wěn)定桿 5.2 彈性元件 彈性元件的功用是緩沖路面沖擊力并減少傳遞到車身上的振動，常采用的彈性元件有螺旋彈簧、鋼板彈簧、扭桿彈簧(圖5-7)，高級轎車采用空氣彈簧、油氣彈簧。 圖5-7 彈性元件 1－螺旋彈簧 2－鋼板彈簧 3－扭桿彈簧

3、 (1)螺旋彈簧 螺旋彈簧廣泛用于前獨立懸架(圖5-8)，有些乘用車后輪非獨立懸架也采用。螺旋彈簧優(yōu)點是重量輕、抗沖擊能力優(yōu)越、乘坐舒適性好，它主要用于乘用車。 圖5-8 螺旋彈簧 (2)鋼板彈簧 鋼板除了彈簧功能外兼有導(dǎo)向機構(gòu)作用(圖5-9)，無需再設(shè)導(dǎo)向機構(gòu)。鋼板彈簧優(yōu)點是持久耐用，缺點是體積大、重量大、乘坐舒適性不好，它主要用于載貨汽車。 圖5-9 鋼板彈簧 (3)扭桿彈簧 扭桿彈簧利用桿件的扭轉(zhuǎn)彈性變形承載和吸收沖擊(圖5-10)。扭桿彈簧優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、維修簡便，它主要用于SUV車和載貨汽車。 圖5-10 扭桿彈簧 5.3 減振器 減振器作用是緩沖車

4、身的振動(圖5-11)，提供良好的行駛平順性。減振器工作原理是利用油液流過活塞通道的阻力，限制彈性元件移動。 圖5-11 減振器作用 1－活塞 2－單向閥 3－節(jié)流孔 4－彈簧 5－減振器 (1)按作用方式分類 減振器按作用方式分為：①單向作用筒式減振器(圖5-12A)，伸張行程，上室油液經(jīng)節(jié)流孔緩慢流入下室，產(chǎn)生對彈簧振動的阻尼力。壓縮行程，因單向閥孔徑很大，下室油液快速流回上室，不產(chǎn)生阻尼力。②雙向作用筒式減振器(圖5-12B)，伸張行程，上室油液經(jīng)節(jié)流孔緩慢流入下室，產(chǎn)生對彈簧振動的阻尼力。壓縮行程，因單向閥孔徑較小，下室油液緩慢流回上室，產(chǎn)生阻尼力。 圖5-1

5、2 按工作原理分類 A－單向作用式 B－雙向作用式 1－節(jié)流孔 2－單向閥 3－油液 (2)按結(jié)構(gòu)分類 減振器按結(jié)構(gòu)分為：①單筒式減振器(圖5-13A)，只有一個工作缸。②雙筒式減振器(圖5-13B)，具有工作缸(內(nèi)缸)和儲液缸(外缸)，儲液缸需充氣。 圖5-13 按結(jié)構(gòu)分類 A－單筒式 B－雙筒式 1－儲液缸 2－工作缸 3－充氣 4－油液 5－單向阻尼閥 (3)按工作介質(zhì)分類 減振器按工作介質(zhì)分為：①液壓式減振器(圖5-14A)，用液體(減振液)作為介質(zhì)操作減振器。②液壓充氣式減振器(圖5-14B)，左為雙筒式，氮氣封閉在減振器內(nèi)，對液體加壓并防止氣體

6、溶解在液體中產(chǎn)生氣泡造成氣蝕。右為單筒式，有浮動活塞和高壓充氣室。 圖5-14 按工作介質(zhì)分類 A－液壓式 B－液壓充氣式 1－單向阻尼閥 2－低壓氣體 3－油液 4－浮動活塞 5－高壓氣體 5.4 橫向穩(wěn)定裝置 (1)橫向穩(wěn)定桿 當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時，因為離心力致使車輛向外側(cè)傾斜(圖5-15)，橫向穩(wěn)定桿功用是利用自身彈簧扭轉(zhuǎn)力減少車輛轉(zhuǎn)彎時傾斜，保持輪胎貼緊地面。如果兩前輪接觸的地面高度不同，橫向穩(wěn)定桿也會起工作；當(dāng)車子傾斜并且一側(cè)車輪下沉，穩(wěn)定桿扭曲像彈簧一樣工作，它將下沉一側(cè)的車輪向車身提升；如果是兩側(cè)等量下沉，穩(wěn)定桿不像彈簧那樣工作，因為它不作扭曲。 圖5-1

7、5 橫向穩(wěn)定桿 1－橫向穩(wěn)定桿 (2)球頭銷 麥弗遜式懸架的下控制臂(下擺臂)與轉(zhuǎn)向節(jié)之間采用球頭銷連接(圖5-16)，球頭銷承受垂直及水平載荷，在轉(zhuǎn)動方向盤時起著轉(zhuǎn)向節(jié)銷的作用。 圖5-16 球頭銷 1－球頭銷 2－防塵套 3－球座 4－殼 5－橡膠墊 5.5 非獨立懸架 根據(jù)支撐車輪的方式，懸架分為非獨立懸架和獨立懸架(圖5-17)。低級乘用車一般前橋采用獨立懸架，后橋采用非獨立懸架。高級乘用車一般前、后橋均采用獨立懸架。 圖5-17 兩種類型懸架 1－非獨立懸架 2－獨立懸架 非獨立式懸架的兩個車輪連接到一個車橋上，車橋通過彈簧固定到車身上。由于兩個

8、輪子和車橋的在垂直方向上運動步調(diào)一致，因此輪子的運動相互影響。這種懸架類型具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠的特點。非獨立懸架按安裝方法分為：拖臂式(圖5-18A)、多控制桿式(圖5-18B)、鋼板彈簧式(圖5-20C)。 圖5-18 非獨立懸架 A－拖臂式 B－多控制桿式 C－鋼板彈簧式 (1)拖臂式 兩個拖臂與車橋橫梁制成一體(圖5-19)，橫向推力桿對車橋橫梁負(fù)有橫向定位，螺旋彈簧只承受垂直方向的力，這種型式具有結(jié)構(gòu)簡單和乘坐舒適的特點，應(yīng)用在FF乘用車的后橋。 圖5-19 拖臂式 1－減振器 2－螺旋彈簧 3－橫梁 4－橫向推力桿 (2)多控制桿式 車橋的兩端由上、下

9、縱向控制桿連接到車身(圖5-20)，車橋一端由橫向控制桿連接到車身。這些控制桿承受作用在車橋上的縱向力和橫向力，而螺旋彈簧只承受垂直方向的力。這種懸架形式比鋼板彈簧式乘坐舒適，但它的結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，應(yīng)用在FR乘用車、單廂車、SUV(多功能運動車)和4WD(4輪驅(qū)動)車的后橋。 圖5-20 多控制桿式 1－螺旋彈簧 2－橫向控制桿 3－上縱向控制桿 4－減振器 5－下縱向控制桿 (3)鋼板彈簧式 車橋的兩端裝有鋼板彈簧(圖5-21)，彈簧的片與片之間是平行的，它縱向安裝在車身上，作用在車橋上的力由鋼板彈簧傳給車身。這種懸架形式由于結(jié)構(gòu)簡單、堅固，主要應(yīng)用在載貨汽車的前、后橋。

10、 圖5-21 鋼板彈簧式 1－后橋殼 2－減振器 3－鋼板板簧 5.6 獨立懸架 獨立懸架的每個車輪都有單獨的控制臂支撐，控制臂通過彈簧安裝在車身上。這種懸架因為每個車輪相對于其它車輪都做到獨立的上下運動，能有效地減振并提供極好的乘坐舒適性。獨立懸架類型有：麥弗遜式(圖5-22A)、雙橫臂式(圖5-22B)、單臂斜置式(圖5-22C)。 圖5-22 獨立懸架 A－麥弗遜式 B－雙橫臂式 C－單臂斜置式 (1)麥弗遜式 這是一種免去上控制臂的懸架形式(圖5-23)，使得結(jié)構(gòu)比雙橫臂式簡單，由于零部件較少，因此較易保養(yǎng)，主要應(yīng)用在FF乘用車的前橋。 圖5-23 麥

11、弗遜式 1－橫向穩(wěn)定桿 2－控制臂 3－螺旋彈簧 4－減振器 (2)雙橫臂式 具有支撐車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)的上、下控制臂(圖5-24)，轉(zhuǎn)向節(jié)將上、下控制臂連接起來，控制臂承受縱向和橫向力，螺旋彈簧只承受垂直力。這種結(jié)構(gòu)因零部件多而變得復(fù)雜，但是由于剛性好而能穩(wěn)固地支撐車輪，故能提供極好的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性，應(yīng)用在FR乘用車的前橋。 圖5-24 雙橫臂式 1－上臂 2－減振器 3－螺旋彈簧 4－下臂 5－穩(wěn)定桿 (3)單臂斜置式 控制臂以規(guī)定的角度裝在后懸架部件上(圖5-25)，以便承受較大的側(cè)向力。這種設(shè)計剛性好，應(yīng)用在FR乘用車的后橋。 圖5-25 單臂斜

12、置式 1－減振器 2－橫向穩(wěn)定桿 3－螺旋彈簧 4－后懸架部件 5－控制臂 5.7 電子控制空氣懸架 現(xiàn)代汽車的懸架有兩種：從動懸架、主動懸架。從動懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼是按經(jīng)驗或優(yōu)化設(shè)計的方法確定的，在汽車行駛過程中其性能是不變的。主動懸架的剛度、阻尼及車身高度，由電子控制空氣懸架ECU按照行駛狀態(tài)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，使懸架始終處于最佳減振狀態(tài)。電子控制空氣懸架一般采用空氣彈簧(圖5-26)，利用壓縮空氣的彈性，取代金屬彈簧，可以緩沖小振動并提供更好的行駛平順性。ECU根據(jù)行駛條件，利用空氣空壓機調(diào)整主空氣室的壓力、體積，以改變彈簧的彈性和車身高度。 圖5-26 空氣彈簧 1

13、－空氣彈簧 2－副空氣室 3－主空氣室 4－橡膠氣囊 5－空氣壓縮機 ECU根據(jù)行駛情況改變減振器的阻尼力(圖5-27)，確保良好的舒適和操縱穩(wěn)定性，保持車輛處于水平。起步時，強阻尼力使車輛行駛穩(wěn)定；正常行駛時，弱阻尼力使行駛舒服；轉(zhuǎn)向，較強阻尼力使車輛運行平穩(wěn)；高速駕駛，中等阻尼力使駕駛舒適而平穩(wěn)；制動，較強阻尼力使車輛平穩(wěn)行駛。 圖5-27 電子控制減振器阻尼力 1－電子控制空氣懸架ECU 2－減振器控制開關(guān) 3－傳感器 4－減振器執(zhí)行器 5－減振器 5.8 車輪定位 車輛必須具有穩(wěn)定的直線行駛性能和轉(zhuǎn)彎性能，因此，通過將車輪以特定的角度與地面定位來實現(xiàn)各個定

14、位角度，這就就是所謂的車輪定位。主要包括：車輪外傾(圖5-28A)、主銷內(nèi)傾(圖5-28B)、主銷后傾(圖5-28C)、前束(圖5-28D)。 圖5-28 車輪定位 A－車輪外傾 B－主銷內(nèi)傾 C－主銷后傾 D－前束 (1)主銷后傾 當(dāng)從車輛側(cè)面看時，主銷軸線向后傾斜角度γ(圖5-29)。主銷后傾角是主銷軸線和地面垂直線之間的角度，該角度產(chǎn)生一個使車輪返回直線行駛的力，這樣就使車輛保持直線行駛。L是主銷后傾拖距，這是輪胎的接地中心與主銷軸延長線與路面交點之間的距離，車輛沿直線行駛的能力隨主銷后傾拖距而提高。 圖5-29 主銷后傾 (2)主銷內(nèi)傾 當(dāng)從車輛前方看時，主

15、銷軸線向內(nèi)傾斜角度β(圖5-30)，主銷內(nèi)傾角是主銷軸線和地面垂直線之間的角度。L是主銷偏置距，這是沿路面測量的輪胎中心線和主銷軸線延伸線與路面交點之間的距離。 圖5-30 主銷內(nèi)傾 1－上球節(jié) 2－下球節(jié) (3)車輪外傾 當(dāng)從車輛前方看時，車輪的傾斜角度α(圖5-31)，向內(nèi)傾斜是負(fù)外傾。外傾角是由車輪中心線和地面垂直線形成的，它可使輪胎緊緊附著在地面上，這就增強了車輛的轉(zhuǎn)彎性能。 圖5-31 車輪外傾 (4)前束 從車輛上方向下看時，車輪一般都朝向內(nèi)側(cè)，這種情況稱為前束(圖5-32)，它有助于保持車輛直線行使。車輪朝向內(nèi)側(cè)，即b＞a稱為正前束，車輪朝向外側(cè)，

16、即a＞b稱負(fù)前束。當(dāng)斜交線和子午線輪胎的外傾角相同，轉(zhuǎn)彎時斜交線輪胎的胎面和胎肩產(chǎn)生較大的變形，為彌補變形而規(guī)定較大的前束值，子午線輪胎規(guī)定前束值較小或為零。 圖5-32 前束 1－正前束 2－負(fù)后束 5.9 車輪與輪胎 車輪由輪輞和輪胎組成，輪胎裝在輪輞上，車輪通過軸承裝在車橋上。車輪作用是支承汽車的質(zhì)量，緩和不平路面所造成的沖擊和振動，并通過輪胎與路面間存在的附著力來產(chǎn)生驅(qū)動力和制動力。 (1)輪輞 有鋼制和鋁合金兩種輪輞，鋼制輪輞(圖5-33A)用鋼板壓制而成，其重量較重，但是抗沖擊強度高。鋁合金輪輞(圖5-33B)用加入合金的鋁鑄造制成，其重量較輕，具有極佳的設(shè)計造型

17、，但與鋼制輪輞相比抗沖擊強度較低。 圖5-33 輪輞種類 A－鋼制輪輞 B－鋁合金輪輞 輪輞具有不同尺寸，鋼制輪輞(圖5-34A)、鋁合金輪輞(圖5-34B)的規(guī)格均標(biāo)示在輪輞上。 圖5-34 輪輞尺寸 A－鋼制輪輞 B－鋁合金輪輞 1－輪輞寬度 2－輪圈法蘭形狀 3－偏置距 4－輪輞直徑 5－輪輞中心 6－節(jié)圓直徑 7－安裝表面 輪輞規(guī)格代號的各部分意義如圖5-35所示，其中代碼“J”和“JJ”表示輪圈法蘭(或稱輪緣輪廓)形狀，“JJ”比“J”稍高一些，使輪胎不易松動。 圖5-35 輪輞規(guī)格示例 (2)輪胎分類 1)有內(nèi)胎輪胎(圖5-36A)，

18、輪臺內(nèi)有一個充了氣的內(nèi)胎。 2)無內(nèi)胎輪胎(圖5-36B)，輪臺內(nèi)有一密封層。 3)小高寬比輪胎(圖5-36C)，高寬比小于60％，因輪胎高度較小，在小轉(zhuǎn)彎時會出現(xiàn)胎面變形，可以提高轉(zhuǎn)彎性能。 4)胎側(cè)強化輪胎(圖5-36D)，胎側(cè)有加強橡膠，車輛行駛中有可能輪胎被扎破，扎破后輪胎內(nèi)氣壓為零，但車輛仍能以60km/h的車速再行駛100km。 5)小型備用(T型)輪胎(圖5-36E)，寬度較小，節(jié)省體積，作為備胎臨時使用，它是高氣壓、斜交線輪胎。 6)子午線輪胎，與斜交線輪胎相比，胎面變形較小，具有較好的附著力和轉(zhuǎn)彎性能。由于輪胎有較高的硬度，因此較容易感受到路面的顛簸，故乘坐時稍感不

19、適。 7)斜交線輪胎，與子午線輪胎相比，輪胎彈性好，但是轉(zhuǎn)彎性能稍差。 圖5-36 輪胎類型 A－有內(nèi)胎 B－無內(nèi)胎 C－小高寬比 D－胎側(cè)強化 E－備用胎 1－內(nèi)胎 2－氣門 3－密封層 4－胎側(cè)加強橡膠 (3)輪胎構(gòu)造 輪胎一般由簾布層、帶束層、胎面、胎側(cè)和胎圈組成(圖5-37)。 1)簾布層。簾布層是輪胎骨架，也稱胎體，主要作用是承受負(fù)荷、保持輪胎形狀和尺寸。通常由多層掛膠簾線用橡膠黏合而成，簾布層的簾線按一定角度交叉排列。斜交線輪胎的簾線與輪胎橫斷面有一定的夾角。子午線輪胎用鋼絲或纖維織物作簾布層，簾布層的簾線排列方向與斷面一致，從一側(cè)胎邊穿過胎面到另一

20、側(cè)胎邊，簾線這樣的分布就像地球上的子午線，故稱子午線輪胎。 2) 帶束層。子午線輪胎起緩沖作用的是帶束層，用來承受輪胎胎面大部分內(nèi)壓力和地面沖擊力，同時能阻止胎面周向伸長和壓縮變形，帶束層由鋼絲或纖維織物制成。斜交線輪胎具有緩沖層，緩沖層位于胎面和簾布層之間，作用是加強胎面和簾布層的結(jié)合，緩和路面對輪胎的沖擊和振動，緩沖層一般由稀疏的簾線和富有彈性的橡膠制成。 3)胎面。是輪胎的外表面，包括胎冠、胎肩和胎側(cè)，胎冠與路面接觸，直接承受沖擊和磨損，保護(hù)簾布層免受機械損傷。為使輪胎與路面之間有良好的附著性能，胎面上制有各種凹凸花紋。 4)胎圈。胎圈的作用是使輪胎牢固地裝在輪輞上，有較大的剛度與

21、強度，由鋼絲、簾布層包邊和胎圈包布組成。 圖5-37 輪胎構(gòu)造 A－子午線 B－斜交線 1－胎面 2－帶束層 3－簾布層 4－胎側(cè) 5－胎圈 (4)輪胎規(guī)格 輪胎規(guī)格、性能和構(gòu)造均標(biāo)示在輪胎的側(cè)壁上(圖5-38)。有4種方法編制型號：ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)輪胎型號、斜交線輪胎型號、小型備用輪胎型號。 圖5-38 輪胎規(guī)格 H－輪胎高度 W－輪胎寬度 D1－輪輞直徑 D2－輪胎外徑 1)ISO輪胎型號(圖5-39)，型號的各部分表示：輪胎斷面寬度/mm、高寬比/％、 輪胎結(jié)構(gòu)、輪輞直徑/英寸、載荷指數(shù)、速度代碼，前4項為結(jié)構(gòu)尺寸，后2項為使用條件。我國

22、乘用車輪胎規(guī)格依照ISO規(guī)定。舉例：195/60 R 14 86 H，輪胎斷面寬度195mm，高寬比60％，子午線輪胎，輪輞直徑14英寸，單只輪胎最大載荷530kg，允許最高車速210km/h。 圖5-39 ISO輪胎型號 輪胎斷面高度與寬度之比的百分率稱高寬比(圖5-40)，高寬比＝H(高度)/W(寬度)×100％。高寬比大的輪胎具有較好的乘坐舒適性，但轉(zhuǎn)彎性能稍差，適用家庭用車。高寬比小的輪胎具有較差的乘坐舒適性，但轉(zhuǎn)彎性能好，適用運動型車。 圖5-40 高寬比 W－寬度 H－高度 2)斜交線輪胎型號(圖5-41)，型號的各部分表示：輪胎斷面寬度/英寸、 輪輞直徑/英寸、可承受載荷?？沙惺茌d荷不是指實際棉簾線層數(shù)，而是指可承受相當(dāng)于若干層棉簾線的載荷。舉例：6.45-14-4PR，輪胎寬度6.45英寸，輪輞直徑14英寸，可承受相當(dāng)于4層棉簾線的載荷。 圖5-41 斜交線輪胎型號 3)小型備用輪胎型號(圖5-42)。型號的各部分表示：臨時使用、輪胎寬度/mm、高寬比/％、斜交線輪胎、輪輞直徑/英寸。舉例：T 115/70 D 14，臨時使用輪胎，輪輞寬度115mm，高寬比70％，斜交線輪胎，輪輞直徑14英寸。 圖5-42 小型備用輪胎型號