汽车原理与结构-轮胎与悬架65472.pptx

上次课内容回顾上次课内容回顾 轮式行驶系统轮式行驶系统一、组成一、组成 车架、车桥、车轮、悬架车架、车桥、车轮、悬架二、车架二、车架 边梁式边梁式 中梁式中梁式 综合式综合式（含各类变形）（含各类变形）三、车桥（四类）三、车桥（四类）转向桥转向桥 驱动桥驱动桥 支承桥支承桥 转向驱动桥转向驱动桥 组成组成由前梁、转向节，由前梁、转向节，连接连接主销主销四、转向定位参数四、转向定位参数 主销后倾角主销后倾角 主销内倾角主销内倾角 前轮外倾角前轮外倾角 前轮前束前轮前束共共22页页 第第1页页四、车轮与轮胎四、车轮与轮胎 车轮与轮胎是汽车行驶系统中的重要部件。车轮与轮胎是汽车行驶系统中的重要部件。功用：功用：支承整车重量支承整车重量 缓和行驶过程的冲击缓和行驶过程的冲击 产生驱动力和制动力产生驱动力和制动力 转向侧抗力转向侧抗力 自动回正自动回正 提高越野能力和通过性提高越野能力和通过性1 1、车轮构造、车轮构造 车轮按轮辐的构造可分为两种主要形式：车轮按轮辐的构造可分为两种主要形式：辐板式车轮辐板式车轮 辐条式车轮辐条式车轮 该类车轮是由辐板或辐条将轮毂和轮辋连为一个该类车轮是由辐板或辐条将轮毂和轮辋连为一个整体成为完整的车轮。（见下图）整体成为完整的车轮。（见下图）共共22页页 第第2页页 辐板式车轮大多是冲压成形，重型汽车一般用铸造。为辐板式车轮大多是冲压成形，重型汽车一般用铸造。为了减轻重量和散热的需要，现代铸造车轮常用铝合金成形；了减轻重量和散热的需要，现代铸造车轮常用铝合金成形；为满足高速的需求，各类车轮都应加配平衡块。为满足高速的需求，各类车轮都应加配平衡块。典型辐板式车轮构造图典型辐条式车轮左图钢丝辐条 右图铸造辐条共共22页页 第第3页页左图：典型辐板式车轮构造图右图：货运汽车驱动轮右图：货运汽车驱动轮典型辐板式双式车轮典型辐板式双式车轮共共22页页 第第4页页辐条式车轮由辐条式车轮由钢丝、铸造钢丝、铸造两种形式。两种形式。左图：汽车轮辋截面及代号左图：汽车轮辋截面及代号a a深槽（深槽（DCDC）b b深槽宽（深槽宽（WDCWDC）c c半深槽（半深槽（SDCSDC）d d平底（平底（FBFB）e e平底宽（平底宽（WFBWFB）f f全斜底（全斜底（TBTB）g g对开式（对开式（DTDT）共共2222页页 第第5 5页页 钢丝辐条重量轻，但价格较为昂贵，且不便于维修，钢丝辐条重量轻，但价格较为昂贵，且不便于维修，通常只用于赛车和少数高级轿车；铸造辐条式车轮同样适通常只用于赛车和少数高级轿车；铸造辐条式车轮同样适用于重型汽车，轮辋与辐条之间的固定要求较高。用于重型汽车，轮辋与辐条之间的固定要求较高。2 2、轮辋、轮辋 轮辋的截面形状如图所示，与轮胎相对应，目前都已轮辋的截面形状如图所示，与轮胎相对应，目前都已标准化。我国现采用标准化。我国现采用GB/T293395GB/T293395标准。标准。由于汽车工业的全球化，轮辋在我国还实行一些其由于汽车工业的全球化，轮辋在我国还实行一些其他标准，他标准，如国际化标准如国际化标准ISOISO；日本工业标准；日本工业标准JISJIS等。等。3 3、车轮规格参数、车轮规格参数 轮辋宽度轮辋宽度B B；轮辋直径；轮辋直径d d；螺栓孔节圆直径螺栓孔节圆直径d d1 1；偏置距；偏置距离离E E；轮毂直径；轮毂直径d d2 2；螺栓直；螺栓直径径d d3 3等。等。轮辋标准指出，轮辋规轮辋标准指出，轮辋规格仅表示格仅表示与轮胎的匹配与轮胎的匹配，而，而不明确与车身的匹配不明确与车身的匹配，选用，选用时应注意校核。时应注意校核。共共2222页页 第第6 6页页4 4、轮胎、轮胎 现代商用汽车几乎都采用充气轮胎。轮胎分内、外现代商用汽车几乎都采用充气轮胎。轮胎分内、外胎两层，安装在轮辋上，直接与地面接触。胎两层，安装在轮辋上，直接与地面接触。缓和冲击，衰减振动缓和冲击，衰减振动 附着性（驱动、制动）附着性（驱动、制动）承重，传递侧向力承重，传递侧向力 轮胎具有一定强度、弹性轮胎具有一定强度、弹性 和几何花纹，且耐磨损，有一和几何花纹，且耐磨损，有一 定的高温稳定性。定的高温稳定性。轮胎内压：轮胎内压：高压高压0.7MPa0.7MPa以上以上 中低压中低压0.50.50.7MPa0.7MPa 现流行的小车软胎现流行的小车软胎共共2222页页 第第7 7页页无内胎无内胎轮胎轮胎共共2222页页 第第8 8页页 左图：左图：D D外径、外径、d d内径、内径、H H断面高度、断面高度、B B断面宽度。断面宽度。H/BH/B称扁平率，常用值称扁平率，常用值0.80.8、0.750.75、0.700.70、0.600.60、0.550.55 右图：宽轮胎与普通轮胎的比较。右图：宽轮胎与普通轮胎的比较。宽胎较普通轮胎比压小宽胎较普通轮胎比压小,因此磨损小，重心下降，行驶因此磨损小，重心下降，行驶稳定性好，利于速度提高。稳定性好，利于速度提高。轮胎是行驶系统的重要部件，在使用中必须保持良轮胎是行驶系统的重要部件，在使用中必须保持良好状态。轮胎除正常的磨损外，使用不当也会加速轮胎好状态。轮胎除正常的磨损外，使用不当也会加速轮胎的磨损。的磨损。（a）（b）（c）（d）（e）a）气压太高或路面恶劣 b）气压太低 c）转动不平稳d）定位参数不对或悬架失效 e）强制动共共2222页页 第第9 9页页安全使用轮胎的技巧安全使用轮胎的技巧汽车轮胎换位示意图汽车轮胎换位示意图 轮胎是易损件，磨损到一定程度应更换，但不能单个轮胎是易损件，磨损到一定程度应更换，但不能单个进行，必须同时全部更换。进行，必须同时全部更换。正常使用里程：正常使用里程：约约2 2万万kmkm（根据实际情况）（根据实际情况）为使轮胎磨损均匀，汽车每行驶为使轮胎磨损均匀，汽车每行驶600060008000km8000km应进行应进行一次轮胎换位，换位方式如图，可以延长使用寿命。一次轮胎换位，换位方式如图，可以延长使用寿命。备用胎备用胎共共2222页页 第第1010页页备用轮胎的合理使用备用轮胎的合理使用共共2222页页 第第1111页页 备用轮胎是在非常情况下临时代用的新轮胎，仅备用轮胎是在非常情况下临时代用的新轮胎，仅仅限于特殊场合短时使用，必须及时将正常轮胎修复。仅限于特殊场合短时使用，必须及时将正常轮胎修复。注意事项：注意事项：不同规格、结构的轮胎不能混合使用不同规格、结构的轮胎不能混合使用 不同使用程度的轮胎不能混合使用不同使用程度的轮胎不能混合使用 轮胎必须与轮辋匹配轮胎必须与轮辋匹配 除拥有除拥有专门防护设施专门防护设施的高档轿车之外，当汽车行驶的高档轿车之外，当汽车行驶速度达到速度达到150km/h150km/h时，若出现轮胎破裂，车上人员将无时，若出现轮胎破裂，车上人员将无生还可能生还可能。因此我国高速公路最高设计标准因此我国高速公路最高设计标准120km/h120km/h，最高限，最高限速速140km/h140km/h。五、悬架五、悬架 悬架是车架与车桥之间所有传力连接装置的总称，有悬架是车架与车桥之间所有传力连接装置的总称，有独立悬架、非独立悬架独立悬架、非独立悬架两大类。两大类。1 1、功能、功能 把路面作用与车轮上的把路面作用与车轮上的垂直反力、纵向反力、侧向力垂直反力、纵向反力、侧向力及其它们所造成的力矩及其它们所造成的力矩经过缓冲、减振后传递到车架，以经过缓冲、减振后传递到车架，以保证车辆正常行驶。保证车辆正常行驶。2 2、基本结构、基本结构 现代汽车悬架结构形式千差万别，但一般都是由现代汽车悬架结构形式千差万别，但一般都是由弹性弹性元件、减振部件、导向机构元件、减振部件、导向机构三大部分组成。分别起到缓冲、三大部分组成。分别起到缓冲、减振（振幅迅速衰减）、稳定的作用。减振（振幅迅速衰减）、稳定的作用。共共2222页页 第第1212页页1.1.弹性元件弹性元件 2.2.纵向推力杆纵向推力杆 3.3.减振器减振器 4.4.横向稳定器横向稳定器 5.5.横向推力杆横向推力杆共共2222页页 第第1313页页3 3、弹性元件、弹性元件 使车架、车桥之间作弹性连接，受到运动冲击后弹性使车架、车桥之间作弹性连接，受到运动冲击后弹性系统吸收能量，减小荷载峰值。系统吸收能量，减小荷载峰值。钢板弹簧钢板弹簧 目前仍然广泛应用的目前仍然广泛应用的一种弹性元件，具有结构一种弹性元件，具有结构简单，成本低，且兼有减简单，成本低，且兼有减振、导向功能。振、导向功能。与此功能类似的还有与此功能类似的还有螺旋式弹簧、扭杆式弹簧螺旋式弹簧、扭杆式弹簧等弹性件。等弹性件。钢板弹簧结构图钢板弹簧结构图共共2222页页 第第1414页页油气弹簧油气弹簧 以气体作弹性介质，用油液作以气体作弹性介质，用油液作传力介质的一种弹性元件，目前有传力介质的一种弹性元件，目前有多种应用。多种应用。左图：单气室油气分离式油气弹簧左图：单气室油气分离式油气弹簧 球体上部球体上部7 7与车架相连，活塞与车架相连，活塞杆杆1 1与车桥相连；上半球为高压氮与车桥相连；上半球为高压氮气，下半球为减振油，由阻尼阀气，下半球为减振油，由阻尼阀9 9控制油液的来回流动，导致活塞控制油液的来回流动，导致活塞3 3及导杆及导杆1 1在缸内移动产生缓冲效果。在缸内移动产生缓冲效果。共共2222页页 第第1515页页联接车桥联接车桥联接车架联接车架高压氮高压氮减振油减振油阻尼阀阻尼阀4 4、减振器、减振器 将弹性元件产生缓冲后造成的将弹性元件产生缓冲后造成的振动迅速衰减。所有悬架中都装振动迅速衰减。所有悬架中都装有不同类型的专用减振器。有不同类型的专用减振器。左图：双向作用筒式减振器左图：双向作用筒式减振器 1 1活塞杆活塞杆 2 2工作缸筒工作缸筒 3 3活塞活塞 4 4伸张阀伸张阀 5 5储油缸筒储油缸筒 6 6压缩阀压缩阀 7 7补偿阀补偿阀 8 8流通阀流通阀 9 9导向座导向座 10 10防尘罩防尘罩 11 11油封油封 两腔四阀，两腔四阀，7 7、8 8是一般单向阀，是一般单向阀，4 4、6 6是卸载单向阀（弹簧大）是卸载单向阀（弹簧大）共共2222页页 第第1616页页工工作作缸缸储储油油缸缸压压缩缩阀阀流流通通阀阀补补偿偿阀阀伸伸张张阀阀回油通道回油通道联接车架联接车架联接车桥联接车桥 压缩行程：压缩行程：减振器受压，活塞减振器受压，活塞3 3下移，下移，下腔减小，油压升高，液体下腔减小，油压升高，液体将通过流通阀将通过流通阀8 8流向上腔。流向上腔。由于活塞杆体积，有：由于活塞杆体积，有：上腔容积增量下腔容积减量上腔容积增量下腔容积减量 因此。另一部分油要推开压因此。另一部分油要推开压缩阀缩阀6 6流回储油缸流回储油缸5 5。这过程所有阀体的节流作用这过程所有阀体的节流作用都造成悬架压缩运动的阻尼力。都造成悬架压缩运动的阻尼力。共共2222页页 第第1717页页工工作作缸缸储储油油缸缸压压缩缩阀阀流流通通阀阀补补偿偿阀阀伸伸张张阀阀回油通道回油通道强力强力伸张行程伸张行程 减振器受拉，活塞减振器受拉，活塞3 3上移，上上移，上腔减小，油压升高，流通阀腔减小，油压升高，流通阀8 8（单向）关闭。上腔油液推开伸（单向）关闭。上腔油液推开伸张阀张阀4 4流入下腔，同样上腔流出流入下腔，同样上腔流出的体积不足补充下腔空出的体积，的体积不足补充下腔空出的体积，下腔产生一定的真空，储油缸下腔产生一定的真空，储油缸5 5内的油液要推开补偿阀内的油液要推开补偿阀7 7流入下流入下腔进行补偿。腔进行补偿。这过程所有阀体的节流作用同这过程所有阀体的节流作用同样造成悬架拉伸运动的阻尼力。样造成悬架拉伸运动的阻尼力。共共2222页页 第第1818页页工工作作缸缸储储油油缸缸压压缩缩阀阀流流通通阀阀补补偿偿阀阀伸伸张张阀阀回油通道回油通道强力强力5 5、非独立悬架、非独立悬架 非独立悬架由于结构简单，工作可靠，维修方便，非独立悬架由于结构简单，工作可靠，维修方便，广泛运用于货车前、后桥和轿车后桥。广泛运用于货车前、后桥和轿车后桥。因弹性元件选用的不同，悬架结构有很大的区别，因弹性元件选用的不同，悬架结构有很大的区别，由于钢板弹簧兼有减振、导向作用，所以钢板弹簧式由于钢板弹簧兼有减振、导向作用，所以钢板弹簧式非独立悬架是非独立悬架是常规车辆最普常规车辆最普及的一种。及的一种。左图：钢板式左图：钢板式非独立悬架非独立悬架车身车身弹性件弹性件车桥车桥共共2222页页 第第1919页页下图：非独立悬架结构下图：非独立悬架结构布置原理图布置原理图上图：南京依维科上图：南京依维科轻型货车后悬架示意图轻型货车后悬架示意图1弹性元件2导向元件3轮毂4车轮5车架6后桥壳7驱动轴车架车轮导向元件整体式车桥共共2222页页 第第2020页页渐变刚度钢板弹簧非独立悬架渐变刚度钢板弹簧非独立悬架主弹簧由五片较薄板簧组成，副弹簧由五片较厚板簧组成，主弹簧由五片较薄板簧组成，副弹簧由五片较厚板簧组成，轻载时仅主弹簧起作用轻载时仅主弹簧起作用共共2222页页 第第2121页页1、汽车上为什么要设置悬架总成？悬架 有哪几种类型？有哪些基本组成部分？2、悬架中为什么要同时安装弹簧元件和 减振部件？两者作用有什么区别？思考题思考题共共2222页页 第第2222页页