汽车概论 下册.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第16页 共16页第十二章 汽车传动系概说汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。按结构和传动介质分，汽车传动系的型式有机械式、液力机械式、静液式、电力式等。传动系的组成及其在汽车上的布置形式，取决于发动机的形式和性能、汽车总体结构形式、汽车行驶系及传动系本身的结构形式等许多因素。目前广泛用于普通双轴货车上，并与活塞式内燃机配用的机械式传动系的组成和布置形式一般如图12-1所示。发动机纵向安置在汽车前部，并且以后轮为驱动轮。图中有标号的为传动系。发动机发出的动力经离合器1、变速器2、由万向节3和传动轴8组成的万向传动装置，以及安装在驱动桥4的主减速器7、差速器5和半轴6传到驱动轮。传动系的首要任务是与发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃料经济性。为此，任何形式的传动系都必须具有如下功能：1  减速和变速2  实现汽车倒驶3  必要时中断动力传递4  差速作用第十三章离合器第一节 离合器的功用即摩擦离合器的工作原理    离合器是汽车传动系中直接与发动机相连的部件。在汽车起步前，先要启动发动机。这是应使变速器处于空档位置，将发动机与驱动车轮之间的联系断开，以卸除发动机负荷。待发动机已启动并开始正常的怠速运转后，方可将变速器挂上一定的档位，使汽车起步。汽车起步时，汽车是从完全静止的状态加速的。如果传动系于发动机刚性的连接，则变速器一挂上档，汽车将突然向前冲一下，但未能起步。这是因为汽车从静止向前冲时，产生很大的惯性力，对发动机造成很大的阻力矩。在这惯性阻力矩的作用下，发动机在瞬时间转速急剧下降到最低稳定转速以下，发动机熄火不能正常工作，汽车也不能起步。传动系中设了离合器后，在发动机起动后，在汽车起步之前，驾驶员先踩下离合器踏板，将离合器分离，使发动机和传动系脱开，在将变速器挂上档，然后逐渐松开离合器踏板，是离合器逐渐结合。在离合器逐渐结合的过程中，发动机所受阻力矩也逐渐增加，故应同时踩下加速踏板，逐步增加对发动机燃料供给量，使发动机转速始终稳定在最低稳定转速以上，不知熄火。由于离合器的结合紧密程度逐渐增大，发动机经传动系传给驱动轮的转矩便逐渐增大，发动机经传动系传给驱动轮的转矩便逐渐增加。到牵引力足以克服起步阻力时，汽车即从静止开始运动并逐步加速。因此，离合器的首要功用是保证汽车平稳起步。离合器的另一功用是保证传动系换档时工作平顺。在汽车行驶过程中，为了适应不断变化的行驶条件，传动系经常要换同不同的档位工作。实现齿轮式变速器的换档，一般是拨动齿轮或其他换档机构，使原用档位的某一齿轮副退出传动，在使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前也必须踩下离合器踏板，中断动力传递，便于原用档位的啮合副脱开，同时有可能是新档位啮合副的啮合部位的速度逐渐趋向相等，这样，啮合冲击可以减轻。另外，汽车紧急制动时，若没有离合器，则发动机将因和传动系刚性相连而急剧降低转速，其中所有传动件将产生很大的惯性力矩，对传动系造成超过其承载能力的载荷。有了离合器，便可依靠离合器主动部分和从动部分之间的相对运动来消除这一危险。因此，离合器的又一功用限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系过载。由上述可知，欲使离合器起到上述作用，离合器应该是这样的一个传动机构：其主动部分和从动部分可以暂时分离，又可逐渐结合，并且在传动过程中还要有可能相对运动。所以，离合器得主动件和从动件之间不可采用刚性连接，而是借助两者接触面之间的摩擦作用来传递转矩，或是利用液体作为传动的介质，或是利用磁力传动。在摩擦离合器中，产生摩擦的压紧力可以是弹簧力、液压作用力或电磁吸力。但目前采用的是弹簧压紧的摩擦离合器。摩擦离合器的工作原理，如图13-1所示：发动机1是离合器得主动件。带有摩擦片的从动盘2和榖6借滑动花键于从动轴5相连。压紧弹簧4将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮于从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上，在由此经过从动轴和传动系中一系列部件传给驱动车轮。弹簧4的压紧力越大，则离合器所能传递的转矩也越大。由于汽车在行驶过程中，需经常保持动力传递，而中断传动只是暂时的需要，故汽车离合器得主动部分和从动部分应经常处于结合状态。摩擦副采用弹簧压紧装置是为了适应这一要求。欲使离合器分离，只要踩下离合器操纵结构中的踏板3，套在从动盘榖的环槽中的拨叉便推动从动盘克服压紧的压力向右移动，而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力传递。当需要重新恢复动力传递时，为使汽车速度和发动机转速变化比较平稳，因该适当控制离合器踏板回升的速度，是从动盘在压紧弹簧4压力作用下，向左移动与飞轮接触。二者接触面之间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩也逐渐增加。当飞轮和从动盘结合还不紧密，二者之间的摩擦力矩比较小时，二者不可能同步旋转，即离合器处于打滑状态。随着飞轮和从动盘结合紧密程度的逐步增大，二者的转速也趋于相等。直到离合器完全结合而停止打滑时，汽车速度方能与发动机转速成正比。摩擦离合器所能传递的最大转矩取决于摩擦面之间的最大静摩擦力矩，而后者又有摩擦面间的最大压紧力和摩擦面尺寸及性质决定。故对于一定结构的离合器来说，静摩擦力矩是一个定值。输入转矩一达到此值，则离合器开始打滑，因而限制了传动系所受转矩，防止过载。由上述原理可知，摩擦离合器基本上由主动部分，从动部分，压紧机构和操纵机构组成。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于结合状态并能传递动力的基本结构，而离合器的操纵机构主要是使离合器分离的装置。离合器的具体结构，首先，应在保证传递发动机最大转矩的前提下，满足两个基本性能要求：1）分离彻底2）结合柔和。其次，离合器从动部分的转动惯量要尽可能小。前已提及，离合器的功用之一就是当变速器换档时，中断动力传递，以减轻轮齿间的冲击。如果与变速器主动轴相连的离合器从动部分的转动惯量大，换档时，虽然分离了离合器，使发动机和变速器断开，但离合器从动部分较大的惯性力矩仍然输入给变速器，其效果相当于分离不彻底，就不能很好地起到减轻轮齿间冲击的作用。此外，还要求离合器散热良好。因为在汽车行驶过程中，驾驶员操纵离合器的次数是很多的，这就使离合器中由于摩擦面间频繁地相对滑磨而产生大量的热。离合器结合越柔和，产生的热量越大。这些热量如不及时散出，对离合器的工作将造成严重的影响。 第二节 摩擦离合器  摩擦离合器，随着所使用的摩擦面的数目，压紧弹簧的形式和安装位置，以及操纵机构形式的不同，其总体构造也有差异。摩擦离合器所能传递的最大转矩的数值取决于摩擦面之间的压紧力和摩擦系数，以及摩擦面的尺寸和数目。对轿车和轻、中型货车而言，发动机转矩一般不是很大，在汽车总体布置尺寸容许条件下，离合器通常只设一片从动盘，其前后两面都装有摩擦片，因而具有两个摩擦面，这种离合器称为单盘离合器。若欲增大离合器所能传递的最大转矩，可选用摩擦系数大的摩擦片材料，或适当加强弹簧的压紧力，或加大摩擦面的尺寸。有些吨位较大的中型和重型汽车，所要求离合器传递的转矩相当大，采用上述几种结构措施，可能仍然满足不了要求。因为摩擦系数的提高受到摩擦片材料的限制，摩擦面尺寸的增加又为发动机飞轮尺寸所限，过分加大弹簧的压紧力，在采用螺旋弹簧的条件下，又将使操纵费力。在这种情况下，最有效的措施是将摩擦面数增加一倍，即增加一片从动盘，成为双盘离合器。采用若干螺旋弹簧做压紧弹簧，并沿摩擦盘圆周分布的离合器称为周布弹簧离合器。仅具有一个或两个较强力的螺旋弹簧并安置在中央的离合器则称为中央弹簧离合器。还有一种采用膜片弹簧的作为压紧弹簧的，称为膜片弹簧离合器。    膜片弹簧离合器膜片弹簧离合器所用的压紧弹簧式一个用薄弹簧钢板制成的带有锥度的膜片弹簧。图13-12所示的为摩擦离合器中两种压紧弹簧的弹性特性。在离合器盖总成中螺旋弹簧处于预压紧状态，其弹性特性如图中曲线1所示。膜片弹簧特性曲线如图中曲线2所示。假如所设计的两种离合器压紧力相同，即压紧力均为 ，轴向压紧变形量为 。当摩擦片磨损量达到容许的极限值 时，弹簧压缩变形量减小为 。此时螺旋弹簧压紧力便降低到 。 ，两值相差较大，将使离合器中压紧力不足而产生滑磨，而膜片弹簧的压紧力只降低到与 相差无几的 ，使离合器仍能可靠的工作。当离合器分离时，如两种弹簧的进一步压缩量均为 ，由图可知，膜片弹簧所需的作用力为 比螺旋弹簧所需的 减少约20%。可见膜片弹簧操纵轻便。显然在离合器中采用膜片弹簧作压紧弹簧有很多优点，首先，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使的离合器结构简化，质量减小，并显著缩短了离合器的轴向尺寸。其次，由于膜片弹簧与压盘整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。另外，由于膜片弹簧具有上述的非线性的弹性特性，故能在从动盘摩擦片磨损后，仍能可靠的传递发动机转矩，而不致产生滑膜。离合器分离时，使离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。此外，因膜片弹簧是一种旋转对称式零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很小，而周置的螺旋弹簧在高速时，因受离心力作用或产生横向挠曲，弹簧严重鼓出，从而降低了对压盘的压紧力。由于膜片弹簧具有上述的一系列优点，因此膜片弹簧得到了广泛的利用，不仅在轿车上采用，而且在轻型、中型货车甚至在中型货车上也得到应用。  第十四章 变速器第一节 概述1.变速器的功能和组成汽车上广泛采用活塞式内燃机，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系中设置了变速器。它的功用是：1）改变传动比，扩大驱动转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利（功率较高而耗油较低）的工况下工作；2）在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；3）利用空档，中断动力传递，以使发动机能够启动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。变速器由变速传递机构和操纵机构组成，需要时，还可以加装动力输出器。2.变速器的类型1）按传动比变化方式，汽车变速器可分为有级式、无级式和综合式三种：2）按操纵方式不同，变速器又可分为三种：强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换档，为大多数汽车所采用。自动操纵式变速器传动比的选择和换档是自动进行的。所谓“自动”，系指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。半自动操纵式变速器一种是常用的几个档位自动换档，其余档位则有驾驶员操纵。另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。在多轴驱动的汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把转矩分别输送给各驱动桥。第二节 变速器的变速传动机构普通齿轮式变速器 普通齿轮式变速器也称轴线固定式变速器，它按变速器的窜动齿轮轴的数目，可分为两轴式变速器和三轴式变速器。 1.三轴式变速器三轴式变速器是中、轻型货车上广泛采用的传统结构形式。图144所示为东风EQ1141G型汽车（装载质量8t、平头车）五档变速器。其中，除一、倒档为直齿轮传动外，其余各档均为斜齿轮传动。四、五档用锁环式同步器换档，二、三档用锁销式同步器换档，一、倒档采用接合套换档。图示位置为空档。用拨叉拨动四、五档同步器4中的接合套，使之向左或向右移，便可挂上五档（直接档）或四档；档向左或向右移动同步器7中的接合套，即可挂入三档或二档；档向右拨动接合套10，便可挂入一挡；使接合套10左移便得到倒档。各档传动比为： ， ， ， ， ， 。齿轮17、18和22与中间轴制成一体，可提高其轴的刚度和强度。 变速器操纵机构按距离驾驶员座位的远近分为直接操纵机构和远距离操纵机构。 第三节 变速器操纵机构对变速器操纵机构的要求 为例保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，对其操纵机构提出以下要求： 1.变速器操纵机构应防止变速器自动脱档，并保证齿轮（或接合齿圈）以圈齿宽啮合。 换档过程中，若操纵变速杆推动拨叉前、后移动的距离不足时侧滑动齿轮（或接合齿圈）与相应的齿轮（或接合齿圈）将不能在全齿宽上啮合，因此影响齿轮的寿命。即使达到全齿宽啮合，也不能由于汽车振动或其他原因，使滑动齿轮或接合套自动轴向移动，因而减少了齿的啮合长度，甚至完全脱离啮合（自动换档）。为此在操纵机构中应设置自锁装置。 2.变速器操纵机构应防止变速器同时挂入两个档位 若变速杆能同时推动两个拨叉，即可能同时挂入两个档位。由于两个档位的传动比不同，必将使啮合的两个齿轮相互产生机械干涉，变速器将无法工作，情况严重时将使零件遭受破坏。为此，必须在操纵机构内设置互锁装置。 3.变速器操纵机构应防止变速器误挂倒档。 汽车在原地起步或在行驶过程中，驾驶员如将变速器误挂上倒档，将造成安全事故或损坏传动系统零件。为此，在变速器操纵机构中，应该设有倒档锁。   第四节 分动器在多轴驱动的汽车上，为将变速器输出的动力分配到各驱动桥，均装有分动器。 分动器的基本结构也是一个齿轮传动系统。其输入轴直接或通过万向传动装置与变速器第二轴相连，而其输出轴则有若干个，分别经万向传动装置与各驱动桥连接。 为增加传动系的最大传动比及档数，目前绝大多数越野汽车都装用两档分动器，使之兼起副变速器的工作。当分动器挂入低速档工作时，其输出转矩较大，为避免中、后桥超载荷，此时前桥必须参加驱动，分担一部载荷。因此，分动器的操纵机构必须保证：非先接上前桥，不得挂入低速档；非先退出低速档，不得摘下前桥。   第十五章 液力机械传动液力机械变速器是由液力传动（动液传动）装置、机械变速器及操纵系统组成的。液力传动有动液传动和静液传动两大类。本章仅讨论汽车上常用的液力偶合器与液力变矩器两种液力传动装置。二者均靠液体循环流动过程中动能的变化传递动力。液力变矩器还能根据行驶阻力，在一定范围内自动地、无极地改变传动比和转矩比。汽车上采用液力机械变速器，具有以下优点：1）  汽车起步更加平稳，能吸收和衰减振动与冲击，从而提高乘坐的舒适性。2）能以很低的车速稳定行驶，以提高车辆在坏路面上的通过性。3）能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内进行无极变速，有利于提高汽车的动力性和平均车速。4）液力传动的工作介质是液体，能使传动系承受的动载荷大为减轻，因而提高了有关部件和零件的使用寿命。这对经常处于恶劣条件下工作的超重型自卸车尤为重要。5）明显的减少了换档次数，且便于实现换档自动化和半自动化，使驾驶操纵简单省力，有利于提高行车安全性。此外，还可以避免发动机因外界负荷突然增大而熄火。由于上述优点，液力机械变速器较广泛的应用于高级轿车、起重型自卸车、高通过行军用越野车以及城市用大型客车。液力机械变速器的主要缺点是结构复杂，造价较高，传动效率低，因此在一般轿车和货车上很少采用。第十六章 万向传动装置    万向传动装置一般有万向节和传动轴组成，有时加装中间轴承。汽车上任何一对轴线相交而且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，均须通过万向传动装置。万向节万向节按其在扭转方向上是否有明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。在前者中，动力是靠零件的铰链式连接传递的。而在后者中则靠弹性零件传递，且有缓冲减震作用。刚性万向节又分为不等速万向节（常用的为十字轴式），准等速万向节（双联式、三销轴式）和等速万向节（球叉式、球笼式）。传动轴常见的轻、中型货车中，连接变速器与驱动桥的传动轴部件由传动轴及其两端的焊接的花键轴和万向节叉组成。汽车在行驶过程中，变速器与驱动桥的相对位置经常变化，为避免运动干涉，传动轴中设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键连接，以实现传动长度的变化。为减少磨损，还装有用已加注滑脂的油嘴、油封、堵盖和防尘套。为了得到较高的强度和刚度，传动轴多作成空心的，一般用厚度1.5-3.0mm的薄钢板卷焊而成。朝重型货车的传动轴则直接采用无缝钢管。在转向驱动桥、断开式驱动桥或微型汽车的万向传动装置中，通常将传动轴制成空心轴。第十七章  驱动桥驱动桥由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳组成。其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩传给驱动车轮，实现降速以增大转矩。驱动桥的类型有断开式驱动桥和非断开式驱动桥两种。一般汽车的驱动桥总体构造如图15-1所示。它由驱动桥壳1，主减速器2，差速器3，半轴4和轮毂5组成。从变速器或分动器经万向传动装置输入驱动桥的转矩首先传到主减速器2，在此增大转矩并相应的降低转速后，经差速器3分配到左右两半轴4，最后通过半轴外端的凸缘盘传至驱动车轮的轮毂5。驱动桥壳1由主减速器壳和半轴套管组成。轮毂5借助轴承支承在半轴套管上。整个驱动桥通过弹性悬架与车架连接，由于半轴套管与主减速器壳是刚性连成一体的，因而两侧的半轴和驱动桥不可能在横向平面内作相对运动。故称这种驱动桥为菲断开式驱动桥，亦称为整体式驱动桥。为了提高汽车行驶平顺性和通过性，有些轿车和越野车全部或部分驱动车轮采用独立悬架，即将两侧的驱动轮分别用弹性悬架与车架相联系，两轮可彼此独立地相对于车架上下跳动。与此相应，主减速器壳固定在车架上，驱动桥壳应制成分段并通过铰链连接，这种驱动桥称为断开式驱动桥，如图17-2所示。主减速器1固定在车架或车身上，两侧车轮5分别通过各自的弹性元件3、减振器4和摆臂6组成的弹性悬架与车架相联。为适应车轮绕摆臂轴7上下跳动的需要，差速器与轮毂之间的半轴2各段之间用万向节连接。 第一节       主减速器主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。为满足不同的使用要求，主减速器的结构形式也是不同的。按参加减速器传动的齿轮副数目分，有单级式主减速器和双级式主减速器。在双级式主减速器中，若第二级主减速器齿轮有两副，并分置于两侧车轮附近，实际上成为独立部件，则称为轮边减速器。按主减速器传动比档数分，有单速式和双速式。前者的传动比是固定的，后者有两个传动比供驾驶员选择，以适应不同行驶条件的需要。按齿轮副结构形势分，有圆柱齿轮式（又可分为轴线固定式和轴线旋转式即行星齿轮式），圆锥齿轮式和准双曲面齿轮式。一、    单级主减速器目前，轿车和一般轻、中型货车采用单级主减速器，它具有结构简单、体积小、重量轻和传动效率高等优点。图17-3为东风EQ1090E型汽车单级主减速器。其减速传动机构为一对准双曲面齿轮18和7。主动齿轮18有6个齿，从动齿轮7有38个齿，故主传动比=6.33 。主动和从动轮之间必须有正确的相对位置，方能使两齿轮啮合传动时冲击噪声较轻，而且齿轮其长度方向磨损较均匀。为此，在结构上一方面要使主动和从动锥齿轮有足够的支承刚度，使其在传动过程中不至于发生较大变形而影响正常啮合；另一方面应有必要的啮合调整装置。二、双级主减速器根据发动机特性和汽车使用条件，要求主减速器具有较大的传动比时，由一对锥齿轮构成的单级主减速器已不能保证足够的离地间隙，这时则需要用两对齿轮降速的双级主减速器。解放CA1091型汽车驱动桥即为双级主减速器。解放CA1091型汽车主减速器的第一级传动比由一对螺旋锥齿轮副所决定；第二级传动比有一对斜齿圆柱齿轮副所决定。三、轮边减速器在重货货车、越野车或大型客车上，当要求有较大的主传动比和较大的离地间隙时，往往将双级主减速器中的第二级减速齿轮机构制成同样的两套，分别安装在两侧驱动车轮的近旁，称轮边减速器，而第一级即称为主减速器。第十七章 差速器 一、齿轮式差速器齿轮式差速器有圆锥齿轮式（图17-25a、）和圆柱齿轮式（图17-25c）两种。按两侧的输出转矩是否相等，齿轮差速器有对称式（等转矩式）和不对称式（不等转矩式）两类。对称式（图17-25b）用作轮间差速器或由平衡悬架联系的两驱动桥（6×6或6×4汽车的中、后驱动桥）之间的轴间差速器。不对称式（图17-25a和图17-25c）用作前、后驱动桥之间（4×4汽车）或前驱动桥与中、后驱动桥之间（6×6汽车）的轴间差速器。二、半轴 半轴是在差速器与驱动轮之间传递动力的实心轴，其内端用花键毂与差速器的半轴齿轮连接，而外端则用凸缘4与驱动轮的轮毂相连，半轴齿轮的轴颈支承于差速器壳两侧轴颈的孔内、而差速器又以其两侧轴颈借助轴承直接支承在主减速器壳上。半轴与驱动轮的轮毂在桥壳上的支承形式，决定了半轴的受力状况。现代汽车基本上采用全浮式半轴支承和半浮式半轴支承两种支承形式。 三、桥壳 桥壳驱动桥的功用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等，使左右前大串联的轴向相对位置固定；同时从动桥一起支承车架及其上的各总成质量，承受由车轮传来的路面反作用力和力矩，并经选加传给车架。 驱动桥应有足够的强度和刚度，且质量要小，并便于主减速器的拆装和调整。由于桥壳的尺寸和质量一般都比较大，制造较困能，故其结构形式在满足使用要求的前提下，可尽可能便于制造。 驱动桥从结构上可分为整体式桥壳和分段式桥壳两类。 第十八章 汽车行驶系汽车行驶系的功用是接受发动机经传动系传来的转矩，并通过驱动轮与路面间的附着作用，产生路面对汽车牵引力，以保证汽车正常行驶；传递并承受路面作用于车轮上的各向反力及其所形成的力矩；此外，它尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，以保证汽车行驶平顺性，并且与汽车转向系很好的配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。轮式汽车行驶系一般由车架、车桥和悬架构成（图18-1）。车架1上是全车的装配基体，它将汽车的各相关总成连成一体。车轮5和4分别支承从动桥6和驱动桥3。为减少车辆在不平路面上行驶时车身所受到的冲击和振动，车桥又通过弹性悬架7和后悬架2与车架连接。在某些没有整体车桥的行驶系中，两侧车轮的心轴也可分别通过各自的弹性选家与车架连接，即所谓独立悬架。汽车行驶系的受力情况，由图18-1所见，汽车总重力 通过前后车轮传到地面，引起地面分别作用于前轮和后轮的垂直反力 和 ，当驱动桥中半轴将驱动转矩 传到驱动轮4时，通过路面和车轮的附着作用，产生路面作用于驱动轮边缘上的向前的纵向反力牵引力 。牵引力 的一部分用以克服驱动轮本身阻力，其余大部分则依次通过驱动桥壳、后悬架传到车架1，用来克服作用于汽车上的空气阻力和坡道阻力；还有一部分牵引力由车架经过前悬架传至从动桥，作用于自由支承在从动桥两端转向节上的从动轮中心，是前轮克服滚动阻力向前滚动。于是，整个汽车便向前行驶了。如果行驶系中处于牵引力传递路线上的任意环节中断，汽车将无法行驶。第十九章 车架    现代汽车绝大多数都具有作为整车骨架的车架，其功用是支承连接汽车的零件，并承受来自车内外的各种载荷。车架是整个汽车的基体，汽车的绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的。车架的结构型式首先应满足汽车总布置的要求。当汽车在复杂的行驶过程中，固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。当汽车在崎岖不平的路面上行驶时，车架在载荷的作用下可能产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形，当一边车轮受到障碍时，还可能使整个车架变成菱形。这些变形将会改变安装在车架上的各部件之间的相对位置，而影响其正常工作。因此，车架还应具有足够的强度和适当的刚度，同时要求其质量尽可能小。此外，车架应布置的离地面近一些，以使汽车重心位置降低，有利于提高汽车的行驶稳定性。这一点对轿车和客车来说尤为重要。目前，汽车车架的结构型式基本上有两种：边梁式车架和中梁式车架（或称脊骨式车架）。其中，尤以边梁式车架应用最广。第二十章 车桥和车轮第一节 车桥车桥（也称车轴）通过悬架和车架（或承载式车身）相连，两端安装汽车车轮，其功用是传递车架（或承载式车身）与车轮之间各方向的作用力。 根据悬架结构的不同，车桥分为整体式和断开式两种。当采用非独立悬架时，车桥中部是刚性的实心或空心（管状）梁，这种车桥即为整体式；断开式车桥为活动关节式结构，与独立悬架配用。 根据车桥上车轮的作用，车桥又可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种类型。其中转向桥和支持桥都属于从动桥。一般汽车多以前桥为转向桥，而以后桥或中、后桥为驱动桥。越野汽车的前桥则为转向驱动桥。有些单桥驱动的三轴汽车的中桥或后桥为支持桥。  一、  转向桥 转向桥是利用转向节使车轮可以偏转一定角度以实现汽车的转向。它出承受垂直载荷外，还承受纵向力和测向力以及这些里造成的力矩。转向桥通常位于汽车前部，因此也常称为前桥。 各种车型的转向桥结构基本相同，主要由前梁、转向节组成。下面以东风EQ1090E型汽车前桥（图20-1）为例加以说明。   作为主体零件的前梁12是用钢材锻造的，其断面是工字形以提高抗弯强度。为提高抗扭强度，接近两端略呈方形。中部加工出两处用以支承钢板弹簧的加宽面弹簧座。中部向下弯曲，使发动机位置得以降低，从而降低汽车重心，扩展驾驶员视野，并减小传动轴与变速器输出轴之间的夹角（指锐角）。前梁两端各有一个加粗部分，呈拳形，其中有通孔，主销10即插入此孔中。用带有螺纹的楔形锁销将主销固定在拳部孔内，使之不能转动。转向节5上有销孔的两耳通过主销与前梁的拳部相连，使前轮可以绕主销偏转一定角度而是汽车转向。为了减小磨损，转向节销孔内压入青铜衬套7，衬套上的润滑油在上面端部是切通的，用装在转向节上的油嘴注入润滑油脂润滑。为使转向灵活轻便起见，在转向节下耳与前梁拳部之间装有滚子推力轴承11。在转向节上耳与拳部之间装有调整垫片8，以调整其间间隙。 在左转向节的上耳上装有与转向节臂9制成一体的凸缘，在下耳上则装有转向梯形臂制成一体的凸缘，此二凸缘上均制有一矩形键，因此在左转向节的上下耳上都装有与之配合的键槽。转向节即通过矩形键即带有锥形套的双头螺栓与转向节臂及梯形臂相连。在键与键槽端面间装有条形的橡胶密封垫。 车轮轮毂2通过两个圆锥滚子轴承3和4支撑在转向节外端的轴颈上。轴承的松紧度可用调整螺母加以调整。轮鼓外端用冲压的金属罩盖住。轮毂内侧装有油封6。如果油封漏油，则外面的挡油盘足以防止润滑油进入制动器内。转向节上靠近主销孔的一端有方形的凸缘，以固定制动底板。  二、  转向轮定位      为保证汽车直线行驶，应使转向轮具有自动回正作用。就是当转向轮在偶遇外力作用发生偏转时，在外力消失后，应立即自动回到直线行驶位置。这种自动回正作用是由转向轮定位参数来保证实现的。这些定位参数有：主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束。设计转向桥时应使主销在汽车的纵向和横向平面内都有一定的倾角。在纵向平面内，主销上部向后倾斜一个角称为主销后倾角。在横向平面内，主销上部向内倾斜一个角，称为主销内倾角。前轮中心平面也不垂直地面，而是向外倾斜一个角度，称为前轮外倾角。    主销后倾角能形成回正的稳定力矩，当主销具有后倾角时，主销轴线和地面交点a将位于车轮和路面接触点b的前面，如图20-5a所示。当汽车直线行驶时。若转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转，将使汽车的行驶方向向右偏离。这时由于汽车本身离心力的作用，在车轮与路面接触点b处，路面对车轮作用着一个侧向反作用力Y。反力Y对车轮形成的绕主销轴线作用的力矩 ,其方向正好与车轮偏转方向相反。在此力矩的作用下，将使车轮恢复到原来的中间位置，从而保证了汽车稳定的直线行驶。故此力矩称为稳定力矩。但此力矩不宜过大，否则在转向是为了克服此稳定力矩，驾驶员须在方向盘上施加较大的力。因稳定力矩的大小取决于力臂 的数值，而力臂 又取决于后倾角的大小。因此为不使方向盘沉重，不宜过大，现在一般为 。现代高速汽车由于轮胎气压降低弹性增加，而引起的稳定力矩增加。因此，角可以减小到接近于零度，甚至为负值。图25-5b为解放CA1091型汽车的主销后倾角示意图。 主销内倾角也有使车轮自动回正作用，如图20-6b所示。当转向轮在外力作用下有中间位置偏一个角度时，车轮的最低点将陷入地面以下，但实际上车轮的下边缘不可能陷入地面以下，而是将转向轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的角度，这样汽车本身的重力又是转向轮恢复到原来中间位置的效应。 此外，主销的内倾还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离c减小，从而可减小转向使驾驶员施加在方向盘上的力。使转向操纵简便，同时也可减少从转向轮到转向盘上的冲击力。但c值不宜过小，即内倾角不宜过大，否则在转向时，车轮绕主轴偏转的过程中，轮胎和路面间将产生较大的滑动，因而增加了轮胎和地面键的摩擦阻力，这不仅使转向变得沉重，而且加速了轮胎的磨损。故一般内倾角不大于8度，距离c一般为40-60mm。图20-6c是解放1091型汽车的主销内倾角和前轮外倾角。 主销内倾角示在前轴设计中保证的，由机械加工来实现，加工使将前梁两端的主销孔轴线上端向内倾斜就形成了内倾角。 除上述主销后倾角河内倾两个角度来保证汽车稳定直线行驶外，前轮外倾角也具有定位作用。如果空车时车轮的安装正好垂直与路面，则满载时，车桥将因为承载变形，而可能出现车轮内倾。这样将加速汽车轮胎的磨损。另外，路面对车轮的垂直反力沿轮毂的轴向分力将是轮毂压向外端的小轴承,加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负担，降低了他们的使用寿命。因此，为了使车轮磨损均匀和减轻轮毂外轴承的负荷，安装车轮使预先使车轮有一定的外倾角，以防止车轮内倾。同时，车轮有了外倾角也可以与拱型路面相适应。但是外倾角也不宜过大，否则也会使轮产生偏磨损。  前轮的外倾角示在转向节设计中确定的。设计时使转向节轴颈与水平面成一角度，该角度就是前轮外倾角（一般为一度左右）。 车轮有了外倾角后，在滚动时就类似于滚锥，从而导致两侧车轮向外滚开。由于转向横拉杆和车桥的约束使车轮不可能向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边滑的现象，从而增加了轮胎的磨损。为了消除车轮外倾带来的这种不良后果，在安装车轮时，使汽车两轮中心面不平行，两轮前边缘距离B小于后边缘距离A，A-B之差称为前轮前束。这样可使车轮在每一瞬时滚动方向接近于向着正前方，从而在很大程度上减轻和消除了由于车轮外倾而产生的不良后果。  前轮前束可以通过改变横拉杆的长度来调整。调整时，可根据厂家规定的测量位置，使两轮前后距离差符合规定的前束值。一般前束值为0-12mm。测量位置除图示位置外，还通常选取两轮胎中心平面出的前后差值，也可以选取两车轮钢圈内侧面处的前后差值。 第二节 车轮和轮胎车轮和轮胎是汽车行驶系中的重要部件，其功用是：支承整车质量，缓和由路面传来的冲击力，通过轮胎通路面间存在的附着力来产生驱动力和制动力，产生平衡汽车转向行驶时的离心力的侧抗力，在保证汽车正常行驶的同时，通过轮胎产生自动回正力矩，使车轮保持直线行驶的方向，承担越障提高通过性的作用。  一、车轮 车轮是介于轮胎和车轴之间承受载荷的旋转组件，它由轮毂、轮辋以及这两元件之间联结部分（轮辐）所组成。 按照连接部分的构造，车轮可分为两种主要形式：辐板式和辐条式。目前在轿车和货车上广泛采用辐板式车轮。此外，还有对开式车轮、可反装式车轮、组装轮辋式车轮、可调式车轮等。 辐板式车轮 这种车轮如图20-13所示，由挡圈1，轮辋2，辐板3和气门嘴伸出口4组成。车轮中用以连接轮毂和轮辋的刚制圆盘成为辐板，大多是冲压制成的，少数是和轮毂铸成一体的，后者主要用于重型汽车。   轿车的辐板所用板料较薄，常冲压成起伏多变的形状，以提高其刚度。货车辐板式车轮如图20-14所示。辐板4上的孔可以减轻质量，有利于制动毂散热，方便于接近气门嘴，同时可作为安装时的把手处。六个孔加工成锥形，以便用螺栓把辐板固定在轮毂上时对正中心。 由于货车后轴负荷比前轴大得多，为使后轮轮胎不致过载，后桥一般装有双式车轮。在同一轮毂上装有两套辐板和轮辋，为了便于互换，辐板上的螺栓孔两端面都做成锥形。内轮的辐板3靠在轮毂4凸缘的外端面上，用具有锥形端面的特质螺母1固定在螺栓5上。螺母1还具有外螺纹。外轮的辐板2紧靠着内轮辐板，并用锁紧螺母6来固定。采用这种双螺母固定形式时，为了防止汽车在形势是固定辐板的螺母自行脱落，汽车两侧车轮上的辐板固定螺栓5一般采用旋向不同的螺纹，左侧用左旋螺纹，右侧用右旋螺纹。 辐条式车轮 这种车轮的轮辐是钢丝辐条或者是轮毂铸成一体的铸造辐条。钢丝辐条车轮由于造价昂贵，维修安装不便，故仅用于赛车和某些高级轿车上。铸造辐条式车轮用于装在质量大的重型汽车上。在这种结构的车轮中，轮辋1是用螺栓3和特殊形状的衬块2固定在辐条4上的，为了使轮辋与辐条很好的对中，在轮辋和辐条上都加工出配合锥面5。 轮辋常见的形式有两种：深槽轮辋和平底轮辋。此外还有对开式轮辋、深槽宽轮辋、平底宽轮辋、全斜底轮辋。  二、轮胎 轮胎按用途命名可分为载货汽车轮胎、轿车轮胎、工程机械轮胎、工业轮胎、农业轮胎等。载货汽车轮胎主要用于载货汽车、客车及其挂车上的充气轮胎，又分为重型汽车轮胎、中型载货汽车轮胎和轻型载货汽车轮胎；轿车轮胎主要用于轿车的充气轮胎。 现代汽车几乎都采用充气轮胎。轮胎安装在轮辋上，直接与路面接触，它的作用是： 1）和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，并衰减由此而产生的振动，以保证汽车有良好的乘坐舒适性和性是平顺性。 2）保证车轮和路面建有良好的附着性，以提高汽车的牵引性、制动性和通过性。 3）承受汽车的重力。 因此，轮胎必须具有适宜的弹性和承受载荷的能力。同时，在其与路面直接接触的轮胎部分，应具有用以增强辐照作用的花纹。此外，车轮滚动时，轮胎在所承受的重力和由于道路不平而产生的冲击载荷作用下受到压缩。消耗于压缩的功，在载荷去除后并不能完全回收，有一部分消耗于橡胶的内摩擦，结果轮胎发热。温度过高将严重影响橡胶的性能和轮胎的组织，从而大大增加了轮胎的磨损而缩短轮胎的使用寿命。从实验和理论分析得知，轮胎发热程度虽轮胎的结构、内部压力、载荷、行驶速度和所传递的转矩大小而改变。这些因素在轮胎设计、制造和使用时，必须充分考虑，以不断提高轮胎的使用性能和使用寿命。 汽车轮胎按胎体结构的不同可分为充气轮胎和实心轮胎。现代汽车绝大多数采用充气轮胎。实心轮胎目前仅用在沥青路面的干线道路上形势的低速汽车和重型挂车上。 充气轮胎按结构组成的不同，又分为有内胎的和无内胎的两种。 充气轮胎按胎体中连线排列的不同，还可分为普通斜交胎、带束斜交胎和子午线胎。 第二十一章  悬架一、概说    悬架是车架与车桥之间一切传力连接装置的总称。他的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架上，以保证汽车的正常行驶。现代汽车的悬架尽管有不同的形式，但一般都由弹性元件、减振器和导向机构组成。由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的，可能引起汽车机件的早期损坏，传给成员和货物时，将是乘员和货物感到不舒适，货物也可能受到损伤。为了缓和冲击，在汽车行驶系中，除了采用弹性的充气轮胎之外，在悬架中还必须装由弹性元件，是车架与车桥之间作弹性联系。但弹性系统在受到冲击后，将产生振动。持续振动易使成员感到疲劳。故悬架还应当具有减振作用，使振动迅速衰减。为此，在许多结构形式的汽车悬架中都设有专门的减振器。车轮相对于车架和车身跳动时，车轮的运动轨迹应符合一定的要求，否则对汽车的某些行驶性能有不利影响。因此，悬架中某些传力构件同时还承担着式车轮按一定的轨迹相对于车轮和车身跳动的任务，因而这些传力构件还起导向作用，成为导向机构。由此可见，上述这三个组成部分分别起缓冲、减振和