課題一 認識汽車底盤

課題一認識汽車底盤第一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五一、汽車總體構(gòu)造汽車主要由以下四部分組成：發(fā)動機、底盤、電氣設(shè)備和車身。第二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五除發(fā)動機系統(tǒng)以外的汽車其它組成部分發(fā)動機行駛系統(tǒng)傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)制動系統(tǒng)其它：車身、儀表及顯示、照明與信號、電氣與電子系統(tǒng)、空調(diào)、取暖及通風、雨刷……第三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五一、汽車總體構(gòu)造1、發(fā)動機發(fā)動機是汽車的動力裝置。它的作用是使供入其中的燃料燃燒而發(fā)出動力，即將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。一般由機體、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供給系、冷卻系、潤滑系、點火系（汽油發(fā)動機采用）、起動系等部分組成。第四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五一、汽車總體構(gòu)造2、底盤汽車底盤主要用于傳遞發(fā)動機發(fā)出的動力，使汽車產(chǎn)生運動和停止，并支撐車輛，保證汽車按照駕駛員的操縱正常行駛。底盤由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系組成。第五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五汽車底盤示意圖第六頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五一、汽車總體構(gòu)造3、電氣設(shè)備汽車的電氣設(shè)備主要由蓄電池、發(fā)電機、調(diào)節(jié)器、起動機、點火系、儀表、照明裝置、音響設(shè)備、刮水器等組成。其中蓄電池和發(fā)電機為電源設(shè)備，汽車電氣設(shè)備分布于全車各個部位綜合起來有以下三個共同特點。兩個電源：蓄電池和發(fā)電機這兩個電源協(xié)調(diào)供電。低壓直流：電源電壓采用6V、12V、24V三種，其中以12V、24V居多，且都采用直流供電。并聯(lián)單線、負極搭鐵。第七頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五一、汽車總體構(gòu)造4、車身車身包括駕駛室和各種型式的車箱，用以容納駕駛員、乘客和裝載貨物。車身應為全體乘員提供安全、舒適的乘坐環(huán)境，因此車身應具有隔聲、減振、保溫、安全的功能。第八頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五二、汽車底盤的基本組成和功用底盤的組成和功用組成：傳動系、行駛系、制動系和轉(zhuǎn)向系。第九頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五1、傳動系組成：指從發(fā)動機到驅(qū)動車輪之間所有動力傳遞裝置的總稱，包括離合器、變速器、傳動軸、萬向傳動裝置、驅(qū)動橋等組成。第十頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五1)離合器：保證換檔平順，必要時中斷動力傳動。2)變速器：變速、降速增矩、變向、中斷動力傳動。3)萬向傳動裝置：實現(xiàn)有夾角和相對位置經(jīng)常發(fā)生變化的兩軸之間的動力傳動。4)主減速器：將動力傳給差速器，并實現(xiàn)降速增矩、改變傳動方向。5)差速器：將動力傳給半軸，并允許左右半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。6)半軸：將差速器的動力傳給驅(qū)動車輪。第十一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五汽車傳動系統(tǒng)第十二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五離合器的功能：傳遞或中斷發(fā)動機扭矩保證汽車平穩(wěn)起步，換檔平順防止傳動系統(tǒng)過載第十三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五第十四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五變速器的功能：改變驅(qū)動輪的扭矩汽車向后行駛中斷發(fā)動機的扭力傳動第十五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五減速器的功能：減速增扭改變扭力的傳遞方向差速器的功能：允許左右車輪有不同轉(zhuǎn)速，防止車輪與地面產(chǎn)生滑移傳動軸的功能：連接兩相交的軸傳遞扭力第十六頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五傳動軸知識傳動軸按其重要部件——萬向節(jié)的不同，可有不同的分類。如果按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)的方向是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)傳動軸和撓性萬向節(jié)傳動軸。前者是靠零件的鉸鏈式聯(lián)接傳遞動力的，后者則靠彈性零件傳遞動力，并具有緩沖減振作用。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（如十字軸式萬向節(jié)）、準等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式萬向節(jié)、三銷軸式萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（如球籠式萬向節(jié)、球叉式萬向節(jié)）。等速與不等速，是指從動軸在隨著主動軸轉(zhuǎn)動時，兩者的轉(zhuǎn)動角速率是否相等而言的，當然，主動軸和從動軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的。主、從動軸的角速度在兩軸之間的夾角變動時仍然相等的萬向節(jié)，稱為等速萬向節(jié)或等角速萬向節(jié)。它們主要用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋、斷開式驅(qū)動橋等的車輪傳動裝置中，主要用于轎車中的動力傳遞。當轎車為后輪驅(qū)動時，常采用十字軸式萬向節(jié)傳動軸，對部分高檔轎車，也有采用等速球頭的；當轎車為前輪驅(qū)動時，則常采用等速萬向節(jié)——等速萬向節(jié)也是一種傳動軸，只是稱謂不同而已。第十七頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五十字節(jié)傳動軸結(jié)構(gòu)圖第十八頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五2.行駛系

行駛系的功用是安裝部件、支撐汽車、緩和沖擊、吸收振動、傳遞和承受發(fā)動機與路面?zhèn)鱽淼母鞣N力和力矩，并通過驅(qū)動輪與路面間附著作用產(chǎn)生路面對汽車的牽引力；傳遞并承受路面作用于車輪的各種反力及其所形成的力矩；它應盡可能地緩和汽車行駛時由于路面不平對車身造成的沖擊和振動，并且與汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)很好的配合，實現(xiàn)汽車行駛方向的正確控制，從而保證汽車行駛平順性和操作穩(wěn)定性。第十九頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五

組成：包括車架、懸架、車橋和車輪等

車架1是全車裝配和支撐的基礎(chǔ)，它將汽車的各相關(guān)總成連接成一個整體。車輪5和4分別安裝在從動橋6和驅(qū)動橋3上。為減少車輛在不平道路上行駛時車身所受到的沖擊和振動，在車橋與車架之間又安裝了彈性系統(tǒng)--前懸架7和后懸架2實現(xiàn)連接。在某些非整體式車橋的行駛系統(tǒng)中，兩側(cè)車輪的芯軸也可以分別通過各自的彈性懸架與車架連接，受力時各不干擾，即成為獨立懸架。第二十頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五

車架：全車裝配的基體，將整車有機的連接為整體，并承受汽車的載荷。車橋：連接左右車輪，承受并傳遞由車輪傳來的載荷。懸架：將汽車行駛過程中車輪產(chǎn)生的力和力矩，傳遞到車架。并通過彈性、阻尼元件、導向桿系衰減汽車的振動，提高車輛的操縱穩(wěn)定性和平順性。

車輪：支承整車，連接車身與地面；緩沖路面沖擊載荷；產(chǎn)生驅(qū)動力和制動力；汽車轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生側(cè)向抗力，并回正車輪；提高車輛的通過性。第二十一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五車架是全車的裝配基體，它將汽車的各相關(guān)總成連接成一體，有些車沒有專門設(shè)計的車架，其功能利用車身來完成。第二十二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五車橋主要是用來裝配系統(tǒng)的各種零部件，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)可分為整體式和分體式兩種，按照其作用可分為轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和支撐橋四種。第二十三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五轉(zhuǎn)向橋驅(qū)動橋功能意義上的車橋第二十四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五3.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用是改變和保持汽車的行駛方向。汽車在行駛過程中經(jīng)常需要改變行駛方向，這時，駕駛員通過汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使汽車上的車輪相對于汽車縱軸線偏轉(zhuǎn)一定的角度。另外，當汽車直線行駛時，轉(zhuǎn)向輪往往會受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用而自行偏轉(zhuǎn)，改變汽車原來的行駛方向。此時，駕駛員可以通過汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使轉(zhuǎn)向輪向相反的方向偏轉(zhuǎn)，保持汽車原來的行駛方向?，F(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三個基本部分組成的。第二十五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五（1）機械轉(zhuǎn)向系

1-轉(zhuǎn)向盤2-轉(zhuǎn)向軸3-轉(zhuǎn)向萬向節(jié)4-轉(zhuǎn)向傳動軸5-轉(zhuǎn)向器6-轉(zhuǎn)向搖臂7-轉(zhuǎn)向直拉桿8-轉(zhuǎn)向節(jié)臂9-左轉(zhuǎn)向節(jié)10、12梯形臂11-轉(zhuǎn)向橫拉桿13-右轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)

第二十六頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五1.方向盤2.轉(zhuǎn)向軸3.轉(zhuǎn)向中間軸4.轉(zhuǎn)向油管5.轉(zhuǎn)向油泵6.轉(zhuǎn)向油罐7.轉(zhuǎn)向節(jié)臂8.轉(zhuǎn)向橫拉桿9.轉(zhuǎn)向搖臂10.整體式轉(zhuǎn)向器11.轉(zhuǎn)向直拉桿12.轉(zhuǎn)向減振器第二十七頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五（1）轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)是駕駛員操縱轉(zhuǎn)向器的工作機構(gòu)，主要由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱等組成。（2）轉(zhuǎn)向器是將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動或齒條的直線往復運動，并對轉(zhuǎn)向操縱力進行放大的機構(gòu)。轉(zhuǎn)向器一般固定在汽車車架或車身上，轉(zhuǎn)向操縱機力通過轉(zhuǎn)向器后一般還會改變力的方向。（3）轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運動傳給車輪，并使左右車輪按照一定關(guān)系進行偏轉(zhuǎn)的機構(gòu)。第二十八頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五4.制動系統(tǒng)制動系統(tǒng)的功用是使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進行強制減速甚至停車，使已停駛的汽車在各種道路條件下（包括在坡道上）穩(wěn)定駐車，使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。對汽車起制動作用的只能是作用在汽車上的方向與汽車行駛方向相反的外力，而作用在行駛汽車上的滾動阻力、上坡阻力、空氣阻力雖然都能對汽車起一定的制動作用，但這些外力的大小都是隨機的、不可控制的。因此，汽車上必須裝設(shè)一些列專門裝置以實現(xiàn)上述功能，這樣的一系列各種裝置總稱為制動裝置。第二十九頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五一般汽車制動系統(tǒng)應設(shè)有行車制動和駐車制動兩套相互獨立的制動裝置，每一套制動裝置由制動器、制動傳動裝置組成?，F(xiàn)代汽車行車制動裝置還裝設(shè)了防抱死制動裝置。防抱死制動裝置用以提高和改善制動系統(tǒng)的制動性能。制動系統(tǒng)一般由制動操縱機構(gòu)和制動器兩個主要部分組成。第三十頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五三、汽車底盤的總體布置1.發(fā)動機前置后輪驅(qū)動（FR）傳統(tǒng)的布置型式，應用廣泛，用于各種車輛。應用范圍：大、中型載貨汽車，部分轎車、客車。優(yōu)點:獲得比較合理的軸荷分布。在滿載情況下可以獲得更好的動力性，并保證制動性。方便布置；便于維護和保養(yǎng)；缺點：需要較長的傳動軸，增加整車重量；使用多個萬向節(jié)，降低了傳動系統(tǒng)的效率；影響地板的布置。第三十一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五第三十二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五2.發(fā)動機前置前輪驅(qū)動（FF）多用于轎車，但豪華轎車不采用。應用范圍：大部分轎車。發(fā)動機布置：可以橫置或縱置。優(yōu)點：無傳動軸穿過地板，增加乘坐空間。相對于FR布置，可以獲得比較好的隔振效果；傳動系統(tǒng)效率較高。提高車輛的操縱穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)緊湊；缺點：在車輛滿載時，質(zhì)心后移較多，影響動力性；發(fā)動機艙布置部件過多，影響散熱和維修；前輪既是轉(zhuǎn)向輪又是驅(qū)動輪，結(jié)構(gòu)和運動關(guān)系復雜。第三十三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五(1)第三十四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五2)

第三十五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五3.發(fā)動機后置后輪驅(qū)動（RR）應用范圍：大、中型客車優(yōu)點：容易做到前后軸荷的分配合理?？臻g利用高；降低車廂內(nèi)的噪聲。缺點：穩(wěn)定性差；操縱距離長，操縱機構(gòu)復雜；無迎風，不容易散熱，發(fā)動機的冷卻條件差。第三十六頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五第三十七頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五4.發(fā)動機前置全輪驅(qū)動（nWD）應用范圍：越野車、軍事車輛，高級轎車。優(yōu)點：最大限度的利用地面附著條件，獲得盡可能大的牽引力。

缺點：結(jié)構(gòu)復雜；成本高；重量大；第三十八頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五第三十九頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五5.發(fā)動機中置后輪驅(qū)動（MR）

應用范圍：跑車、方程式賽車，一些大中型客車將臥式發(fā)動機裝在地板下面。優(yōu)點：可以采用較大功率的發(fā)動機。將發(fā)動機放在駕駛員座椅之后和后軸之前，有利于獲得最佳的軸荷分配；縮短了傳動軸的長度；空間利用率較高；散熱效果較好；缺點：穩(wěn)定性一般；操縱距離較長，操縱機構(gòu)比較復雜；第四十頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五第四十一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五四、汽車行駛的基本原理

發(fā)動機動力→驅(qū)動力矩Mt→F0

→牽引力Ft汽車向前行駛時承受著路面對汽車施加的驅(qū)動力Ft，外界對汽車作用的滾動阻力Fw、坡度阻力Fi等。第四十二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五

汽車的驅(qū)動力Ft來自于發(fā)動機。發(fā)動機發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過汽車傳動系統(tǒng)施加給驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)矩Mt，力圖使車輪旋轉(zhuǎn)。在Mt的作用下，驅(qū)動車輪與路面接觸處對路面施加作用力F0，其方向與前進方向相反，其數(shù)值為Mt與車輪滾動半徑r之比，即F0=Mt/r。在車輪向地面施加F0的同時，路面向汽車施加一個大小相等、方向相反的發(fā)作用力，這就是促使汽車行駛的驅(qū)動力Ft。第四十三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五滾動阻力Ff是由車輪滾動時與路面的變形產(chǎn)生的，其大小與汽車總質(zhì)量、輪胎結(jié)構(gòu)和輪胎氣壓以及路面的性質(zhì)有關(guān)?？諝庾枇w是汽車行駛時空氣與汽車表面相互摩擦，同時車身前部受到迎面空氣流的壓力，車身后部因空氣渦流而產(chǎn)生的真空度，這三者所共同形成的阻礙汽車行駛的阻力，其大小與汽車形狀、汽車的正投影面積、汽車與空氣相對速度的平方成正比，尤其是當汽車速度很高時，空氣阻力相當大，將成為汽車行駛的主要阻力。坡度阻力Fi是指汽車上坡時，由于汽車重力和坡度所引起的阻力，其大小決定于汽車總質(zhì)量和路面的縱向坡度。第四十四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五汽車勻速行駛：Ft=Ff+Fw+Fi汽車加速行駛：

Ft>Ff+Fw+Fi汽車減速行駛或停駛時：Ft<Ff+Fw+Fi另外，汽車驅(qū)動力的大小不僅取決于發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩和傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，還取決于輪胎與路面的附著性能。第四十五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五在平整的干硬路面上，車輪的附著作用是由于輪胎與路面存在著摩擦力，這個摩擦力阻礙車輪的滑動，是車輪能夠正常地向前滾動并承受路面的驅(qū)動力，如果驅(qū)動力大于摩擦力，車輪與路面之間就會發(fā)生滑動。在松動的路面上，除了輪胎與路面的摩擦阻礙車輪滑動外，還加上嵌入輪胎花紋凹處的軟地面凸起部分所起的抗滑作用。

由附著作用所決定的阻礙車輪滑動的力的最大值稱為附著力。用Fφ表示。第四十六頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五附著力Fφ與車輪所承受的垂直于路面的法向力G（附著重力）成正比，即FφφG。式中，稱為附著系數(shù)，其值與輪胎的類型及路面的性質(zhì)有關(guān)；附著重力G則是汽車總重力分配到驅(qū)動輪上的部分。為使車輪在路面上不打滑，汽車驅(qū)動力Ft必須小于或等于附著力Fφ，即FtFφ，此式也成為汽車行駛的附著條件第四十七頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五五、汽車基本性能指標1.動力性2.燃料經(jīng)濟性3.制動性4.操縱穩(wěn)定性5.平順性6.通過性7.環(huán)境安全性第四十八頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五1.動力性

動力性是汽車各種性能中最基本、最重要的性能。通常用汽車的最高車速、汽車的加速時間、汽車的最大爬坡度三個參數(shù)來評價，成為動力性指標。（1）汽車的最高車速汽車的最高車速是指在良好的混凝土或瀝青路面上汽車所能達到的最高行駛速度，用符號Vamax表示，單位為Km/h。一般轎車最高車速為130~200km/h，客車最高車速為90~130km/h，貨車最高車速為80~110km/h.同一類型車，發(fā)動機最大功率越高，汽車的最高車速就越大。第四十九頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五（2）汽車的加速時間

汽車的加速時間是指汽車在水平良好路面上由原地起步的加速時間和超車加速時間。汽車的加速時間表示汽車的加速能力，用符號t表示，單位為s。原地地步加速時間是指汽車從第1擋起步，并以最大的加速強度逐步換檔至最高檔后，到達某一距離或車速所需的時間。一般常用原地起步行駛，以0~400m距離所需的時間秒數(shù)來表示汽車原地起步加速能力，或用原地起步從0~100km/h行駛速度所需的時間來表示汽車原地起步加速能力。第五十頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五超車加速時間

是指用最高擋或次高擋由某一車速全力加速至某一高速所需要的時間。超車加速能力強，與被超車的并行行程短，行駛就安全。第五十一頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五（3）汽車最大爬坡度汽車的最大爬坡度是指汽車滿載時在良好路面上以1擋行駛時可爬越的最大坡度，常用每百米水平距離內(nèi)坡道的升高量h與百米之比值Imax或角度αmax來表示。hsα第五十二頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五2.汽車的燃料經(jīng)濟性汽車的燃料經(jīng)濟性是指汽車以最小的燃料消耗量完成運輸工作的能力，是汽車的主要使用性能之一。汽車的燃料經(jīng)濟性常用一定運行工況下汽車行駛百公里的燃料消耗量或一定燃料量能夠使汽車行駛的里程來衡量。我國的燃料經(jīng)濟性能指標為百公里燃油消耗量，即行駛100km所消耗的燃油升數(shù)，單位為L/100km。百公里燃油消耗量分為等速行駛百公里燃油消耗量和循環(huán)工況行駛百公里燃油消耗量。循環(huán)工況是指具有不同車速---時間規(guī)范的加速、減速、怠速停車、制動等工況的循環(huán)工況。第五十三頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五3.汽車制動性汽車制動性是指汽車行駛時能在短時間內(nèi)停車并且維持行駛方向的穩(wěn)定性和在下長坡連續(xù)制動能維持一定車速的能力。汽車制動性能包括制動效能、制動效能的恒定性、制動時的方向穩(wěn)定性三個方面。第五十四頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五a.制動效能是指汽車在行駛中迅速減速到停車狀態(tài)的能力，通常用制動距離、制動減速度作為評價指標。b.制動效能的恒定性是指汽車在高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能的穩(wěn)定程度，通常用熱衰退率表示。所謂熱衰退，是指汽車行駛時的動能通過制動器吸收轉(zhuǎn)換為熱能的過程中制動溫度升高，制動力矩下降、制動減速度減小，制動距離增大的現(xiàn)象。c.制動時的方向穩(wěn)定性是指汽車在制動中不發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力保持不偏離原來路徑的能力。第五十五頁，共六十一頁，編輯于2023年，星期五(3)制動時汽車的方向穩(wěn)定性跑偏側(cè)滑前輪失去轉(zhuǎn)向能力

彎道制動時，汽車不再按原來彎道行駛而沿彎道切線方向駛出和直線行駛制動時轉(zhuǎn)動方向盤汽車仍按直線方向行駛的現(xiàn)象。