1、第十九章第十九章 汽车行驶系统概述汽车行驶系统概述1.1.汽车行驶系统组成：汽车行驶系统组成：车架、车桥、悬架、车轮或履带车架、车桥、悬架、车轮或履带车架车架frame，车桥，车桥axle，车轮，车轮wheel，悬架，悬架suspension.2.2.行驶系统基本功能行驶系统基本功能 接受传动系统传来的发动机转矩并产生驱动力；接受传动系统传来的发动机转矩并产生驱动力；承受汽车的总重量，传递并承受路面作用于车轮承受汽车的总重量，传递并承受路面作用于车轮上的各个方向的反力及转矩；上的各个方向的反力及转矩；缓冲减振，保证汽车行驶的平顺性；缓冲减振，保证汽车行驶的平顺性；与转向系统协调配合工作，控制汽
2、车的行驶方向。与转向系统协调配合工作，控制汽车的行驶方向。汽车行驶系统的组成和结构形式，在很大程度上取决汽车行驶系统的组成和结构形式，在很大程度上取决于汽车经常于汽车经常行驶路面的性质行驶路面的性质。3.3.汽车行驶系统的分类：汽车行驶系统的分类：v轮式行驶系统轮式行驶系统v半履带式行驶系统半履带式行驶系统v全履带式行驶系统全履带式行驶系统v车轮车轮-履带式行驶系统履带式行驶系统轮式行驶系统轮式行驶系统半履带是指汽车的半履带是指汽车的后桥采用履带式，后桥采用履带式，前桥用车轮。前桥用车轮。履带可以减少汽车对地面的比履带可以减少汽车对地面的比压，控制汽车下陷，履刺还能压，控制汽车下陷，履刺还能加
3、强履带与土壤间的相互作用，加强履带与土壤间的相互作用，增加汽车的附着力，提高通过增加汽车的附着力，提高通过性，主要用于在雪地或沼泽地性，主要用于在雪地或沼泽地带行驶的汽车。带行驶的汽车。车轮履带式车轮履带式 前后桥即可装车轮，也可装履带，称为车轮履带式前后桥即可装车轮，也可装履带，称为车轮履带式轮式行驶系统的动力传递轮式行驶系统的动力传递汽车的总重力：汽车的总重力：Ga地面作用于前后车轮的垂直反力：地面作用于前后车轮的垂直反力：Z1、Z2Ga=Z1+Z2汽车的驱动转矩：汽车的驱动转矩：Mk轮式行驶系统的动力传递轮式行驶系统的动力传递汽车的牵引力汽车的牵引力Ft=Fr1+Fr2+Fl+Fs+Fa
4、 Fr1 克服驱动轮的滚动阻力克服驱动轮的滚动阻力Fr2 通过前悬架与前桥克服前轮滚动阻力通过前悬架与前桥克服前轮滚动阻力F Fl l 、F Fs s F Fa a 传递到车架克服空气阻力和坡道及加速阻力传递到车架克服空气阻力和坡道及加速阻力车头往上抬的原因a地面对车轮轮胎边缘的反作用力（矩）半轴主减速器的从动锥齿轮主动锥齿轮主动锥齿轮轴承主减速器壳。此力简化在主动锥齿轮，方向向上，使得主动锥齿轮绕驱动桥轴线向上转动，这种转动是不利的。从而带动主减速器壳，依次传递给车架，使整个车身有绕驱动桥往上转动的趋势。车架及车身的重力来平衡此力矩，抑制主减速器的转动。取主减速器取主减速器和主动锥齿和主动锥
5、齿轮和主减速轮和主减速器壳作为一器壳作为一个分离体个分离体第二十章第二十章 车架和承载式车身车架和承载式车身1.1.车架的功用和结构要求车架的功用和结构要求车架的功能：车架的功能：支承和连接汽车的零部件，承受来自车内外的各种载荷。支承和连接汽车的零部件，承受来自车内外的各种载荷。对车架的结构要求：对车架的结构要求：满足汽车总布置要求，能够安装全部零部件，并便于拆卸；满足汽车总布置要求，能够安装全部零部件，并便于拆卸；具有足够的刚度和强度，避免因为车架变形引起的零部件具有足够的刚度和强度，避免因为车架变形引起的零部件运动干涉；运动干涉；满足轻量化要求；满足轻量化要求；降低车辆的重心高度，提高车辆
6、的操纵稳定性。降低车辆的重心高度，提高车辆的操纵稳定性。2.2.车架的分类车架的分类汽车车架按车架纵梁、横梁结构特点，结构形式基本上有汽车车架按车架纵梁、横梁结构特点，结构形式基本上有三类：三类：边梁式车架；边梁式车架；中梁式车架（脊梁式车架）；中梁式车架（脊梁式车架）；综合式车架（复合式车架）；综合式车架（复合式车架）；此外：此外：承载式车身是用车身代替车架，以车身整体承受载荷的车承载式车身是用车身代替车架，以车身整体承受载荷的车身结构形式，广泛应用于轿车和客车。身结构形式，广泛应用于轿车和客车。边梁式车架广泛应用于各类型载货、载客汽车和少量轿车，中边梁式车架广泛应用于各类型载货、载客汽车和
7、少量轿车，中梁式车架主要用于越野汽车和少量轿车。轿车车架类型最为多梁式车架主要用于越野汽车和少量轿车。轿车车架类型最为多样，主要以综合式车架和承载式车身为主，现代大型客车多采样，主要以综合式车架和承载式车身为主，现代大型客车多采用整体承载式车身骨架和桁架式结构。用整体承载式车身骨架和桁架式结构。2.2.车架的分类车架的分类综合式车架综合式车架承载式车身承载式车身单从纵梁形状和结单从纵梁形状和结构特点又可分为：构特点又可分为：周边式车架、周边式车架、X形形车架和梯形车架。车架和梯形车架。第一节第一节 边梁式车架边梁式车架纵梁纵梁横梁横梁边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊
8、接法将边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。横梁横梁 一般用低合金钢冲压而成；一般用低合金钢冲压而成；横梁的断面形状有槽形、箱形、管形；横梁的断面形状有槽形、箱形、管形；一般有：前横梁、发动机安装梁、驾驶室安装梁、悬架安装梁、后横梁等一般有：前横梁、发动机安装梁、驾驶室安装梁、悬架安装梁、后横梁等前横梁前横梁发动机安装梁发动机安装梁驾驶室安装梁驾驶室安装梁后横梁后横梁悬架安装梁悬架安装梁第四横梁第四横梁 为了增加车架的刚度，在横梁和纵梁连接时经常采用斜支撑、角支为了增加车架的刚度，在横梁和纵梁连接时经常
9、采用斜支撑、角支撑、和连接板等加强措施。撑、和连接板等加强措施。加强措施加强措施 保险杠保险杠 一般安装在汽车的前、后横梁上；起到保护车身、散热器的作用。一般安装在汽车的前、后横梁上；起到保护车身、散热器的作用。挂钩挂钩 一般安装在汽车前部，用来在必要时拖动汽车。一般安装在汽车前部，用来在必要时拖动汽车。拖钩拖钩 在可拖挂车的车辆的尾横梁上安装拖钩。在可拖挂车的车辆的尾横梁上安装拖钩。保险杠保险杠 挂钩挂钩 拖钩拖钩 第一节第一节 边梁式车架边梁式车架近代轿车为保证近代轿车为保证良好的整车性能，良好的整车性能，尽量降低质心和尽量降低质心和有利于前后悬架有利于前后悬架的布置，把结构的布置，把结构
10、需要放在首位，需要放在首位，兼顾车架加工工兼顾车架加工工艺性，车架形状艺性，车架形状较为复杂和实用。较为复杂和实用。轿车车架轿车车架X X型高断面的横梁，可以型高断面的横梁，可以提高车架的扭转刚度，提高车架的扭转刚度，尤其对于短而宽的车架。尤其对于短而宽的车架。X X形横梁一般只用于轿车形横梁一般只用于轿车车架。车架。前部窄，前后桥处向前部窄，前后桥处向上弯曲。降低质心，上弯曲。降低质心，车身底板低，改善乘车身底板低，改善乘坐舒适性；不妨碍转坐舒适性；不妨碍转向轮偏转，有利于前向轮偏转，有利于前后悬架布置和车桥的后悬架布置和车桥的跳动。跳动。不同类型汽车车架的结构形式轿车和大型客车轿车和大型客
11、车的车架，在前后的车架，在前后桥上有较大弯曲桥上有较大弯曲度，保证了汽车度，保证了汽车质心和底板都较质心和底板都较底，既提高了行底，既提高了行驶稳定性，又方驶稳定性，又方便乘客的上下车。便乘客的上下车。纵梁纵梁 通常用钢板冲压而成，也有采用槽钢，多低碳合金钢，多平行布置；通常用钢板冲压而成，也有采用槽钢，多低碳合金钢，多平行布置；一般采用中间高、两端低不等高断面形式，以保证应力分布均匀。一般采用中间高、两端低不等高断面形式，以保证应力分布均匀。纵梁的断面形状有开口形（槽形、纵梁的断面形状有开口形（槽形、Z形）、封闭形（箱形）形）、封闭形（箱形）纵梁除了直纵梁外，还有曲梁式。纵梁除了直纵梁外，还
12、有曲梁式。边梁式车架的特点：边梁式车架的特点：优点：优点：结构简单、容易制造；结构简单、容易制造；有利于改装变型车或者多品种车辆；有利于改装变型车或者多品种车辆；便于布置和安装；便于布置和安装；具有较高的强度和刚度；具有较高的强度和刚度；车架与驾驶室分开，采用弹性悬置安装，有利于隔振。车架与驾驶室分开，采用弹性悬置安装，有利于隔振。缺点：缺点：重量较大；重量较大；车身不参加承载，对扭转刚度无贡献；车身不参加承载，对扭转刚度无贡献；不利于降低底板高度。不利于降低底板高度。第二节第二节 中梁式车架中梁式车架-脊梁式车架脊梁式车架中梁式车架：只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，横梁焊接在纵梁的两侧。中梁
13、式车架：只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，横梁焊接在纵梁的两侧。特点：特点：车架的扭转刚度大；车轮有较大的运动空间，便于独立悬架提高越野性；车架的扭转刚度大；车轮有较大的运动空间，便于独立悬架提高越野性；质量轻，减少了整车的重量；质量轻，减少了整车的重量；中梁可以封闭传动轴，起到防尘隔振的作用；中梁可以封闭传动轴，起到防尘隔振的作用；可以降低底板高度和整车的重心高度；可以降低底板高度和整车的重心高度；零部件布置安装不便、工艺复杂，精度要求高、维护和修理不便。零部件布置安装不便、工艺复杂，精度要求高、维护和修理不便。太脱拉太脱拉138138型和型和148148型越野汽车的中梁式车架型越野汽车的中梁
14、式车架由一根纵梁和若干根横梁组成由一根纵梁和若干根横梁组成。第三节第三节 综合式车架综合式车架中梁中梁+边梁的综合车架边梁的综合车架边梁式边梁式中梁式中梁式车架前部是边梁式，而后车架前部是边梁式，而后部是中梁式，这种车架称部是中梁式，这种车架称为综合式车架（也称复合为综合式车架（也称复合式车架）。它同时具有中式车架）。它同时具有中梁式和边梁式车架的特点梁式和边梁式车架的特点其它形式的车架其它形式的车架刚度强度高、质量轻，车架刚度强度高、质量轻，车架兼有车架和车身作用，适合兼有车架和车身作用，适合于赛车。于赛车。底板从车身中分离出来，与车架底板从车身中分离出来，与车架组成整体结构，车身通过螺栓与
15、组成整体结构，车身通过螺栓与车架相连，可以降低底板高度，车架相连，可以降低底板高度，有利于共用底盘、方便改型车。有利于共用底盘、方便改型车。后部车架与前部车架用活动铰链连接，后驱动桥总成安装在后车架上，半轴与驱动轮之间用万向节连接。后独立悬架连接在后车架上。这样不仅由于独立悬架可使汽车获得良好的行驶平顺性，而且活动铰链点处的橡胶衬套也使整车获得一定的缓冲，从而进一步提高了汽车行驶平顺性。汽车前部刚度较大；汽车前部刚度较大；车身局部得到加强；车身局部得到加强；有利于轻量化，减少整车重量。有利于轻量化，减少整车重量。第四节第四节 承载式车身承载式车身优点：优点：质量轻；质量轻；降低地板高度和重降低地板高度和重心高度；心高度；便于批量化生产；便于批量化生产；车身参与承载，整车身参与承载，整体刚度好。体刚度好。缺点：缺点：制造成本高；制造成本高；不容易改型；不容易改型；需要采取隔振措施。需要采取隔振措施。作业：作业：1.1.汽车行驶系统的组成如何？功用是什么？汽车行驶系统的组成如何？功用是什么？2.2.车架的功用是什么？车架的功用是什么？3.3.车架有几种结构形式，各有何特点？车架有几种结构形式，各有何特点？4.4.边梁式车架一般采取何种措施降低底板边梁式车架一般采取何种措施降低底板高度？高度？
