汽車轉(zhuǎn)向與制動(dòng)

第三節(jié)汽車轉(zhuǎn)向系1一、概述作用：根據(jù)駕駛員的操作，改變汽車的行駛方向。組成：轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分。分類：①機(jī)械轉(zhuǎn)向系（以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系）；②動(dòng)力轉(zhuǎn)向系［兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機(jī)（或電動(dòng)機(jī)）的動(dòng)力作為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系］。方向盤轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向節(jié)臂轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向減震器機(jī)械轉(zhuǎn)向器2（一）轉(zhuǎn)向中心與轉(zhuǎn)向半徑汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)、外側(cè)車輪駛過的距離不相等。為減少路面對(duì)車輪的行駛阻力和輪胎磨損，要求所有的車輪作純滾動(dòng)，即必須使所有的車輪的軸線在地面的延長(zhǎng)線相交于O點(diǎn)（O點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)向中心），整車?yán)@轉(zhuǎn)向中心O點(diǎn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向中心O點(diǎn)到某一車輪中心的距離為該輪的轉(zhuǎn)向半徑。O點(diǎn)到外轉(zhuǎn)向輪與地面接觸點(diǎn)的距離R稱為汽車的轉(zhuǎn)彎半徑。轉(zhuǎn)彎半徑R越小，則汽車轉(zhuǎn)向所需的場(chǎng)地越小，其機(jī)動(dòng)性越好。3由幾何關(guān)系可知，汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角β大于外轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角α，且存在關(guān)系式：ctgα=ctgβ

+B/L式中，B為輪距；L為軸距。當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角α達(dá)到最大值αmax時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑R有最小值，最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin與αmax的關(guān)系是：Rmin=L/sinαmax4

汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，兩轉(zhuǎn)向輪內(nèi)轉(zhuǎn)角β與外轉(zhuǎn)角α之差（β－α）稱為前展。為了產(chǎn)生前展，應(yīng)將轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成梯形。前梁、左右轉(zhuǎn)向主銷、左右梯形臂和橫拉桿組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)叫轉(zhuǎn)向梯形。轉(zhuǎn)向梯形可使轉(zhuǎn)向內(nèi)前輪與外前輪產(chǎn)生不同的偏轉(zhuǎn)角，即產(chǎn)生前展（β－α），實(shí)現(xiàn)車輪的純滾動(dòng)。（二）前展與轉(zhuǎn)向梯形5二、機(jī)械轉(zhuǎn)向系（一）一般結(jié)構(gòu)左、右轉(zhuǎn)向節(jié)9、13安裝有轉(zhuǎn)向車輪，轉(zhuǎn)向節(jié)通過主銷15安裝于前梁14的兩端。轉(zhuǎn)向節(jié)連同車輪可以繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過的角度就是車輪轉(zhuǎn)角。轉(zhuǎn)向節(jié)臂8、兩個(gè)梯形臂10、12都與轉(zhuǎn)向節(jié)（和車輪）剛性連接。轉(zhuǎn)向橫拉桿11兩端用球形鉸鏈與兩梯形臂連接，因而把左、右兩轉(zhuǎn)向輪連接起來。轉(zhuǎn)向器5是一個(gè)傳動(dòng)比很大的減速器（減速增矩），把方向盤1的轉(zhuǎn)向力矩放大后傳給轉(zhuǎn)向搖臂6。用來解決轉(zhuǎn)向阻力矩很大而駕駛員體力小的矛盾。6轉(zhuǎn)向盤的組成：輪緣、輪輻、輪轂。汽車碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向盤骨架應(yīng)該能發(fā)生變形，以吸收碰撞時(shí)的能量。7汽車碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向盤柱管也應(yīng)該能發(fā)生變形，以吸收碰撞時(shí)的能量。8（二）工作原理左轉(zhuǎn)彎時(shí)，方向盤1的左轉(zhuǎn)力矩→轉(zhuǎn)向柱2→轉(zhuǎn)向萬向節(jié)3→轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸4→轉(zhuǎn)向器5→轉(zhuǎn)向搖臂6（向前擺動(dòng)）→直拉桿7（向前移動(dòng)）→轉(zhuǎn)向節(jié)臂8（繞主銷左轉(zhuǎn)）→左轉(zhuǎn)向節(jié)及左轉(zhuǎn)向輪（繞左主銷左轉(zhuǎn)一個(gè)內(nèi)輪轉(zhuǎn)角）→轉(zhuǎn)向橫拉桿11（向右移動(dòng)）→右梯形臂、右轉(zhuǎn)向節(jié)、右轉(zhuǎn)向輪（繞右主銷左轉(zhuǎn)一個(gè)外輪轉(zhuǎn)角）→實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。9（三）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器普通轎車和微型車轉(zhuǎn)向輪上的載荷較小（只有4～6kN），使用上述帶有轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向系就顯得過于復(fù)雜，一般使用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。

結(jié)構(gòu)：橫拉桿被分為左、右兩段，中間與滑動(dòng)齒條相連，滑動(dòng)齒條由裝在轉(zhuǎn)向柱末端的小齒輪驅(qū)動(dòng)。原理：轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，小齒輪帶動(dòng)齒條在其滑道上左右滑動(dòng)，帶動(dòng)兩段橫拉桿左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。橫拉桿10三、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套加力裝置而形成。在正常情況下，汽車轉(zhuǎn)向所需的能量只有一小部分由駕駛員提供，而大部分由發(fā)動(dòng)機(jī)（或電動(dòng)機(jī)）通過轉(zhuǎn)向加力裝置提供。但在轉(zhuǎn)向加力裝置失效時(shí)，一般還應(yīng)當(dāng)由駕駛員獨(dú)立承擔(dān)轉(zhuǎn)向任務(wù)（此時(shí)轉(zhuǎn)向變得沉重）。

1．轉(zhuǎn)向加力裝置組成轉(zhuǎn)向液壓泵8、轉(zhuǎn)向油管9、轉(zhuǎn)向油罐7、位于整體式轉(zhuǎn)向器3內(nèi)的轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸。整體式轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向油罐轉(zhuǎn)向液壓泵油管方向盤轉(zhuǎn)向控制閥機(jī)械轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸總成轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向油罐轉(zhuǎn)向液壓泵111213方向盤轉(zhuǎn)向控制閥機(jī)械轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸總成轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向油罐轉(zhuǎn)向液壓泵2．動(dòng)力轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向液壓泵6由曲軸帶動(dòng)泵油；轉(zhuǎn)向油罐5通過油管分別與轉(zhuǎn)向液壓泵6和轉(zhuǎn)向控制閥2連接；轉(zhuǎn)向控制閥用以改變油路；機(jī)械轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸總成3有左(L)和右(R)兩個(gè)工作腔，分別通過油道與轉(zhuǎn)向控制閥連接。3．動(dòng)力轉(zhuǎn)向系工作原理

汽車直線行駛時(shí)，控制閥2將液壓泵6泵出的油與油罐5相通，液壓泵6處于卸荷狀態(tài)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向器不起助力作用。當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，駕駛員向右轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，控制閥2將液壓泵6泵出的油與R腔接通，將L腔與油罐5接通，油壓推動(dòng)轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸中的活塞向下移動(dòng)，通過轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4使左、右輪向右偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)向右轉(zhuǎn)向。（當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，情況與上述相反）。1415四、轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)

轉(zhuǎn)向系必須保證：①汽車在直線行駛時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)維持正前方的前進(jìn)方向，不得跑偏；②當(dāng)轉(zhuǎn)向輪遇到路面凹凸不平而發(fā)生微小的轉(zhuǎn)向后，能自動(dòng)回到直線前行的正確方向；③在汽車轉(zhuǎn)彎后，轉(zhuǎn)向輪（連同方向盤）也應(yīng)自動(dòng)回到直線行駛的原始位置。這種維持直線行駛和自動(dòng)回正的功能，需要依靠精心設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)來保證。

轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)（轉(zhuǎn)向輪和主銷相對(duì)于前軸的安裝位置的幾何參數(shù)）主要有：主銷后傾角γ、主銷內(nèi)傾角β、車輪外傾角α、前輪前束A－B等四個(gè)參數(shù)。

16①主銷后傾角γ：從車輪側(cè)面看，主銷軸線的上端相對(duì)于鉛垂線向汽車后方傾斜的角度，一般γ≤3o。②主銷內(nèi)傾角β：從車輪前面看，主銷軸線的上端相對(duì)于鉛垂線向汽車內(nèi)側(cè)傾斜的角度，一般β=6o～8o。③車輪外傾角α：從車輪前面看，車輪赤道平面線上端相對(duì)于鉛垂線向汽車外側(cè)傾斜的角度，一般α≈1o。轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)17④前輪前束A－B：從汽車上方俯視，左右兩轉(zhuǎn)向輪的赤道平面不平行，前方距離B＜后方距離A，A－B即為前輪前束值，一般A－B=1～10mm，是四個(gè)參數(shù)中惟一可由用戶調(diào)整的參數(shù)。前束可抵消兩側(cè)車輪均外傾而產(chǎn)生的向外轉(zhuǎn)向的趨勢(shì)，保證兩轉(zhuǎn)向輪都向正前方滾動(dòng)。當(dāng)汽車使用不當(dāng)（過載、車身或前梁變形等）時(shí)會(huì)引起轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)變化，使汽車的操縱性和穩(wěn)定性變差（跑偏、擺振、方向盤抖動(dòng)等）。因此，轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行調(diào)整。轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)18

第四節(jié)汽車制動(dòng)系制動(dòng)系的組成與位置

192021一、概述

（一）汽車制動(dòng)系的定義與作用

定義：能使汽車以一定的強(qiáng)度制動(dòng)的力，稱為汽車的制動(dòng)力。能夠產(chǎn)生和控制汽車制動(dòng)力的一套裝置，稱為汽車制動(dòng)系統(tǒng)。作用：讓行駛中的汽車減速行駛或停車；讓停止的汽車實(shí)現(xiàn)駐車；汽車下長(zhǎng)坡行駛時(shí)保持車速穩(wěn)定。（二）汽車制動(dòng)系的類型

按制動(dòng)系統(tǒng)的功用分為：①行車制動(dòng)系統(tǒng)：使行駛中的汽車減速或停止的制動(dòng)系統(tǒng)。②駐車制動(dòng)系統(tǒng)：使停止的汽車在原地駐留的制動(dòng)系統(tǒng)。③輔助制動(dòng)系統(tǒng)：汽車下長(zhǎng)坡時(shí)穩(wěn)定車速的制動(dòng)系統(tǒng)。

22

按制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能源分為：①人力制動(dòng)系：以駕駛員體力為唯一制動(dòng)能源；②動(dòng)力制動(dòng)系：完全依靠發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成的液壓或氣壓作為制動(dòng)能源；③伺服制動(dòng)系：兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力作為制動(dòng)能源。按制動(dòng)能量的傳輸形式分為：①機(jī)械式、②液壓式、③氣壓式、④電磁式。按傳動(dòng)系統(tǒng)的回路分為：①單回路系統(tǒng)、②雙回路系統(tǒng)。在雙回路制動(dòng)系統(tǒng)中，所有行車制動(dòng)系的液壓或氣壓管路分屬兩個(gè)彼此獨(dú)立的回路，因此，即使一個(gè)回路失效，還可利用另一個(gè)回路獲得一部分制動(dòng)力。目前汽車制動(dòng)系統(tǒng)必須采用雙回路制動(dòng)系統(tǒng)（我國在1988年開始強(qiáng)制實(shí)行）。23（三）制動(dòng)系的工作原理

基本結(jié)構(gòu)：由制動(dòng)器和液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。

制動(dòng)器包括：①旋轉(zhuǎn)部分：制動(dòng)鼓8；②固定部分：制動(dòng)蹄10、制動(dòng)底板11；③張開機(jī)構(gòu)：液壓制動(dòng)油缸6（又叫制動(dòng)分泵）。

液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：制動(dòng)踏板1、推桿2、制動(dòng)主缸4、油管5。

制動(dòng)踏板推桿活塞制動(dòng)主缸油管制動(dòng)輪缸輪缸活塞制動(dòng)鼓摩擦片制動(dòng)蹄制動(dòng)底板支撐銷制動(dòng)蹄回位彈簧2425（四）對(duì)制動(dòng)系的要求

①具有足夠的制動(dòng)力，工作可靠；②操縱輕便；③前后橋上的制動(dòng)力分配合理，左右車輪上的制動(dòng)力應(yīng)相等；④制動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)；⑤避免自行制動(dòng)；⑥散熱性好。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在一定的初速度下，連續(xù)強(qiáng)制制動(dòng)15次，最后一次的制動(dòng)效果不能低于第一次的60%。26二、液壓制動(dòng)系（一）制動(dòng)器汽車制動(dòng)器分為鼓式和盤式兩大類。1．鼓式制動(dòng)器組成：制動(dòng)鼓、制動(dòng)底板、2個(gè)制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸（又叫制動(dòng)分泵）、回位彈簧。

2728292．盤式制動(dòng)器組成：制動(dòng)盤、制動(dòng)鉗（包括制動(dòng)鉗體、2個(gè)制動(dòng)塊、制動(dòng)活塞）。制動(dòng)盤制動(dòng)鉗303132

盤式制動(dòng)器有固定鉗盤式和浮動(dòng)鉗盤式兩種。

（1）固定鉗盤式：制動(dòng)鉗體固定安裝在車橋上，既不能旋轉(zhuǎn)也不能沿制動(dòng)盤的軸線方向移動(dòng)，制動(dòng)輪缸布置在制動(dòng)盤的兩側(cè)。固定鉗盤式33

（2）浮動(dòng)鉗盤式：制動(dòng)鉗體不能旋轉(zhuǎn)，但可相對(duì)于制動(dòng)盤作軸線移動(dòng)，只在制動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置液壓缸，用以驅(qū)動(dòng)內(nèi)側(cè)制動(dòng)塊，而外側(cè)的制動(dòng)塊則附在鉗體上，制動(dòng)時(shí)隨制動(dòng)鉗作軸向移動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，可以布置得更接近車輪輪轂，廣泛用于轎車和輕型車，如奧迪A6、寶來A4、帕薩特B5、捷達(dá)、桑塔納等。浮動(dòng)鉗盤式343.盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器的比較（1）盤式制動(dòng)器優(yōu)點(diǎn)：①制動(dòng)效能受摩擦系數(shù)的影響小，穩(wěn)定；②水穩(wěn)定性好，浸水后制動(dòng)效能降低小，且恢復(fù)較快；③在制動(dòng)力相同的情況下，尺寸重量較??；④制動(dòng)盤受熱后軸向膨脹較小，不會(huì)過大的影響制動(dòng)器間隙；⑤容易實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整；⑥制動(dòng)盤軸向尺寸小，便于布置在前輪。（2）盤式制動(dòng)器缺點(diǎn)：①制動(dòng)效能低，因此需要較高的管路壓力；②兼用作駐車制動(dòng)器時(shí)，需要加裝復(fù)雜的傳動(dòng)裝置，用在后輪時(shí)受到限制。③難以避免塵污和銹蝕。

目前微型轎車多采用前后鼓式制動(dòng)器；普通型轎車多采用前盤（鉗式）后鼓式制動(dòng)器組合；中高級(jí)轎車多采用前后盤（鉗式）式制動(dòng)器。35（二）液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成：制動(dòng)踏板、推桿、制動(dòng)主缸、制動(dòng)輪缸、儲(chǔ)油室、油管?！哕嚰芘c車輪為彈性連接，前輪又為轉(zhuǎn)向輪，制動(dòng)主缸與制動(dòng)輪缸的相對(duì)位置經(jīng)常變化，∴在主缸與輪缸的連接管路中除金屬管外，還有特制的橡膠制動(dòng)軟管。制動(dòng)踏板主缸推桿制動(dòng)主缸儲(chǔ)油室油管主缸活塞制動(dòng)輪缸36現(xiàn)代汽車都裝有制動(dòng)助力裝置（最常見為真空助力器