汽车底盘构造与检修课件：课题六 行驶系 76页

课题六 行驶系 任务内容组成 6.1 　概述 一、行驶系的功能和组成 汽车行驶系的主要功能如下。 （ 1 ）支撑汽车的总质量。 （ 2 ）接受由发动机经传动系统传来的转矩，并通过驱动轮与地面之间的附着作用，产生驱动力，以保证整车正常行驶。 （ 3 ）传递并支撑路面作用于车轮上的各种反力及其所形成的力矩。 （ 4 ）尽可能地缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车平顺行驶。 汽车行驶系统一般由车架、车桥、车轮和悬架等部分组成。 图 6-1 　行驶系的组成和受力分析简图 1 —车架； 2 —后悬架； 3 —驱动桥； 4 —后轮； 5 —转向桥； 6 —前轮； 7 —前悬架 二、行驶系的受力分析 汽车行驶系支撑汽车的总重量 G a 及其在前后轮上引起的垂直反力 Z 1 和 Z 2 ，即路面对汽车总重力的支撑反力，如图 6-1 所示。 6 .2 　车架 车架的功能是支撑、连接汽车的各总成，使各总成保持相对正确的位置，并承受汽车内外的各种载荷。 一、边梁式车架 边梁式车架是由两根位于两边的纵梁和若干根横梁通过铆接或焊接而连成的坚固的刚性构架。 图 6-2 　东风 EQ1092 型汽车车架 1 —保险杠； 2 —挂钩； 3 —前横梁； 4 —发动机前悬置横梁； 5 —发动机后悬支架及横梁； 6 —纵梁； 7 —驾驶室后悬置横梁； 8 —第四横梁； 9 —后钢板弹簧前支架横梁； 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； 14 —蓄电池托架 二、无梁式车架 部分轿车和大型客车取消了车架，而以车身兼代车架的作用，即将所有部件固定在车身上，所有的力也由车身来承受，这种车架称为无梁式车架，也可称为承载式车身。 图 6-3 　承载式车身 6.3 　车桥 车桥（也称车轴）通过悬架与车架（或承载式车身）相连接，两端安装车轮。 根据悬架的结构形式，车桥可分为整体式和断开式两种。 按照车桥上车轮的运动方式和作用，车桥可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥 4 种类型。 一、转向桥 转向桥利用转向节使车轮偏转一定的角度以实现汽车的转向，同时还承受和传递车轮与车架之间的垂直载荷、纵向力和侧向力以及这些力形成的力矩。 转向桥主要由前轴（梁）、转向节、主销等组成。 图 6-4 　转向桥结构图 1 —转向节； 2 —转向节固定螺栓； 3 —转向节固定器； 4 —前轴； 5 —主销固定螺栓； 6 —螺塞； 7 —主销； 8 —衬套； 9 —轴承 1 ．前轴 作为主体零件的前轴 4 是用中碳钢经模锻和热处理而制成的。 2 ．转向节 转向节 1 是车轮转向的铰链，它是一个叉形件。 上下两叉有安装主销的两个同轴孔，转向节轴颈用来安装车轮。 3 ．主销 主销的作用是铰接前轴及转向节，使转向节绕着主销摆动以实现车轮的转向。 二、转向驱动桥 图 6-5 　上海桑塔纳轿车前桥（转向驱动桥） 三、支持桥 图 6-6 　上海桑塔纳轿车后桥与后悬架 四、转向轮定位 前轮定位包括主销后倾、主销内倾、前轮外倾及前轮前束。 1 ．主销后倾 主销后倾的作用是保持汽车直线行驶的稳定性，并力图使转弯后的前轮自动回正。 图 6-7 　主销后倾角示意图 2 ．主销内倾 主 销内倾的作用是使前轮自动回正，转向轻便。 图 6-8 　主销内倾角和前轮外倾角示意图 3 ．前轮外倾 为了使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外轴承的负荷，安装车轮时预先使车轮有一定的外倾角，以防止车轮出现内倾。 4 ．前轮前束 前轮前束的作用是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不利影响。 前轮前束可通过改变横拉杆的长度来调整。 图 6-9 　前束示意图 6.4 　悬架 悬架的主要作用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支撑力）、纵向反力（驱动力和制动力）和侧向反力以及这些反力所形成的力矩传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶。 悬架主要由弹性元件 1 、减振器 3 和导向装置 2 、 5 组成，有的还装有横向稳定器 4 ，如图 6-10 所示。 图 6-10 　悬架组成示意图 1 —弹性元件； 2 、 5 —导向装置； 3 —减振器； 4 —横向稳定器 根据汽车两侧车轮运动是否相互关联，汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两种形式。 非独立悬架的结构特点是汽车两侧车轮分别安装在一根整体式的车轴两端，这种悬架当一侧车轮因道路不平而跳动时，将会影响另一侧车轮的工作 。 独立悬架则是两侧车轮分别安装在断开式的车轴两端，这样当一侧车轮跳动时，对另一侧车轮不产生影响 。 图 6-11 　非独立悬架 图 6-12 　独立悬架 一、弹性元件 汽车悬架所用的弹性元件可分为钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧等。 1 ．钢板弹簧 多片式钢板弹簧可以同时起到缓冲、减振、导向和传力的作用，用于货车后悬架可以不装减振器。 图 6-13 　钢板弹簧 2 ．螺旋弹簧 图 6-14 　螺旋弹簧 螺旋弹簧本身没有减振作用，因此在螺旋弹簧悬架中必须另装减振器。 3 ．扭杆弹簧 扭杆弹簧是一根具有扭转弹性的直线金属杆件 2 。 图 6-15 　扭杆弹簧 1 —摆臂； 2 —杆； 3 —车架 二、减振器 汽车悬架系统中广泛采用液力减振器，其基本工作原理是利用液体流动的摩擦阻力来消耗冲击振动的能量。 为解决弹性组件与减振器之间的这一矛盾，对减振器提出如下要求。 （ 1 ）在悬架压缩行程（车桥与车架相互移近的行程）内，减振器阻尼力应较小，以便充分利用弹性组件的弹性，以缓冲冲击。 （ 2 ）在悬架伸张行程（车桥与车架相对远离的行程）内，减振器的阻尼力应尽量大，以求迅速减振。 （ 3 ）当车桥（或车轮）与车架的相对速度过快时，减振器应当能自动加大液流通道截面积，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。 图 6-16 所示为双向作用筒式减振器结构示意图。 它一般都具有压缩阀、伸张阀、流通阀和补偿阀。 （ 1 ）压缩行程。 （ 2 ）伸张行程。 图 6-16 　双作用筒式减振器 三、非独立悬架 非独立悬架结构简单，工作可靠，广泛应用于货车的前后悬架。 图 6-17 　钢板弹簧非独立悬架示意图 四、独立悬架 1 ．麦弗逊式悬架 麦弗逊式悬架是当今世界用得最广泛的轿车前悬架之一。 图 6-18 　麦弗逊式悬架结构 麦弗逊式悬架主要特点如下。 主要优点：结构简单、占用空间小、响应较快、制造成本低。 主要缺点：横向刚度小、稳定性不佳、转弯侧倾较大。 适用车型：中小型轿车、中低端 SUV 前悬架。 2 ．拖曳臂式悬架 拖曳臂式悬架特点如下所述。 主要优点：结构简单实用、占用空间最小、制造成本低。 主要缺点：承载性能差、抗侧倾能力较弱、减震性能差、舒适性有限。 适用车型：中小型汽车、低端 SUV 后悬架。 3 ．双叉臂式独立悬架 图 6-19 　双叉臂式悬架结构 双叉臂式悬架特点如下所述。 主要优点：横向刚度大、抗侧倾性能优异、抓地性能好、路感清晰。 主要缺点：制造成本高、悬架定位参数设定复杂。 适用车型：运动型轿车、超级跑车以及高档 SUV 前后悬架。 4 ．多连杆独立悬架 多连杆独立悬挂可分为多连杆前悬挂和多连杆后悬挂系统。 多连杆悬挂能实现主销后倾角的最佳位置，大幅度减少来自路面的前后方向力，从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性，同时也保证了直线行驶的稳定性，因为由螺旋弹簧拉伸或压缩导致的车轮横向偏移量很小，所以不易造成非直线行驶。 图 6-20 　多连杆悬架 6.5 　车轮 （ 1 ）支撑汽车总质量。 （ 2 ）吸收和缓和汽车行驶时所受到的路面冲击和振动。 （ 3 ）保证轮胎与路面的良好附着性能，以提高汽车的动力性、制动性和通过性。 （ 4 ）产生平衡汽车转向行驶时离心力的侧向力，在保证汽车正常转向行驶的同时，通过轮胎产生的自动回正力矩，使汽车保持直线行驶。 一、车轮 车轮是介于轮胎和车桥之间承受负荷的旋转组件，一般由轮毂、轮辐和轮辋组成。 按轮辐的构造，车轮可分为辐板式和辐条式两种。 图 6-21 　载货汽车辐板式车轮 1 —挡圈； 2 —轮辐； 3 —轮辋； 4 —气门嘴伸出孔； 5 —螺栓； 6 —凸缘； 7 —轮毂 图 6-22 　奔驰轿车的五幅轮辐 轮辋的类型按照轮辋结构特点的不同， 可分为深槽式、平底式和对开式（可拆式） 3 种形式，如图 6-23 所示。 图 6-23 　轮辋断面型式 1 —轮辐； 2 、 5 —挡圈； 3 —锁圈； 4 —轮辋； 6 —螺栓 二、轮胎 1 ．子午线轮胎 子午线轮胎与普通斜交胎相比，具有耐磨性好、弹性大、行驶里程长（比普通胎长 50% 以上）；滚动阻力小、节约燃料（滚动阻力可减小 25% ～ 30% ，油耗降低 8% 左右）；承载能力大、减振性能和附着性能好、胎面耐刺穿和自重轻等优点。但其胎侧易裂口，胎圈易损坏，且侧向稳定性差，成本高。 图 6-24 　子午线轮胎 1 —胎圈； 2 —帘布层； 3 —带束层； 4 —胎冠 2 ．无内胎轮胎 无内胎轮胎在外观和结构上与有内胎轮胎相似，所不同的是它没有内胎和垫带，空气直接压入外胎中，其密封性是由外胎和轮辋来保证的。 无内胎轮胎的优点是：只在爆破时才会失效，而穿孔时漏气缓慢，胎压不会急剧下降仍能继续行驶；同时因无内胎，故摩擦生热少，散热快，适于高速行驶；此外，它结构简单，质量较小。 无内胎轮胎的缺点是：密封层和自粘层易漏气，途中修理较为困难。 图 6-25 　无内胎轮胎 1 —橡胶密封层； 2 —胎圈橡胶密封层； 3 —气门嘴； 4 —橡胶密封垫； 5 —气门嘴帽； 6 —轮辋 3 ．轮胎规格与标记 ISO 轮胎规格标志由以下内容组成。 ①轮胎名义断面宽度，单位为 mm ； ②轮胎名义高宽比； ③轮胎结构标志； ④轮辋名义直径；单位为（ in ）； ⑤负荷指数； ⑥速度符号。 图 6-26 　轮胎尺寸标记 D —轮胎外径； d —轮胎内径； H —轮胎断面高度； B —轮胎断面宽度 6.6 　行驶系的常见故障与维修 一、汽车方向跑偏故障 1 ．汽车方向跑偏故障的现象 汽车不能持续直线行驶，在不受外力作用的情况下，自动偏离居中行驶方向的现象称为汽车方向跑偏。 2 ．汽车产生方向跑偏故障的原因 （ 1 ）四轮定位参数失准。 （ 2 ）轮胎气压不一致，轮胎大小不相同，轮胎 花纹不同和轮胎的磨损程度不同。 （ 3 ）汽车两侧悬架配置不一致，车架变形，左、 右轴距相差过大，左、右减振器有操作，减振 器弹簧的强度不一致和转向节的操作程度不相 同等。 二、汽车摆振故障 1 ．低速摆振故障 原因通常是转向系或传动系产生了故障，另外，前束过大或过小，主销后倾角过小，在一定的低速区域内汽车也会摆振。 2 ．高速摆振故障 汽车调整摆振故障通常发生在一定的高速区域内，此时，整车前部跳抖严重，有严重的转向盘抖动和加速踏板振动感。 三、轮胎异常磨损故障 1 ．轮胎的磨损形式 胎肩磨损，胎冠中部磨损，胎冠外侧磨损，胎冠内侧磨损，胎冠由外侧向内侧或由内侧向外侧的锯齿形磨损，胎侧的锯齿形磨损，胎冠的波浪形或碟边形磨损，胎冠的菱形磨损。 2 ．轮胎磨损的原因 在超负荷下运行，会加速轮胎的磨损，轮胎气压不足使轮胎在汽车行驶中剧烈变形，胎肩严重磨损，轮胎气压过高，则会使胎冠中间严重磨损 。 四轮定位参数失准也会使轮胎严重磨损，前束和外倾角过大或过小都会影响轮胎的寿命。 四、汽车在行驶中的噪声 轮毂轴承损坏或调整不当、汽车底盘有严重的损伤、悬架移位、各支撑座安装不当或损坏等，都会增大汽车在行驶中的噪声。