情境一任務(wù)4車架與懸架.ppt

一、車橋整體結(jié)構(gòu)認(rèn)知及拆裝,三、車輪與輪胎結(jié)構(gòu)認(rèn)知,四、車架與懸架結(jié)構(gòu)認(rèn)知,情境一、重型汽車前橋結(jié)構(gòu)認(rèn)知及拆裝,二、車輪定位認(rèn)知,五、轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)認(rèn)知,六、重型汽車轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)認(rèn)知,七、制動系的結(jié)構(gòu)認(rèn)知及拆裝,任務(wù)四車架與懸架結(jié)構(gòu)認(rèn)知,一、 車架 1、 概述 2、 車架的結(jié)構(gòu),1、 概述 車架俗稱“大梁”，它是跨接在前后車輪上的橋梁式結(jié)構(gòu)，是構(gòu)成整個汽車的骨架，是整個汽車的裝配基體，汽車絕大多數(shù)的零部件、總成（如發(fā)動機、變速器、傳動機構(gòu)、操縱機構(gòu)、車橋、車身等）都要安裝在車架上。 汽車上采用的車架有4種類型：邊梁式車架、中梁式車架、綜合式車架和無梁式車架。目前汽車上多采用邊梁式車架和無梁式車架。,2 、車架的結(jié)構(gòu) 一、邊梁式車架 二、中梁式車架 三、綜合式車架 四、無梁式車架,一、邊梁式車架 邊梁式車架由兩根位于兩邊的縱梁和若干橫梁組成，用鉚接法或焊接法將縱梁與橫梁連接成堅固的剛性構(gòu)架，如圖所示。 邊梁式車架結(jié)構(gòu)簡單，便于整車的布置，在各種類型的汽車上都得到廣泛應(yīng)用。,邊梁式車架,二、中梁式車架 中梁式車架又稱脊梁式車架，由一根貫穿汽車縱向的中央縱梁和若干根橫向懸伸托架所組成，如圖所示。中梁的斷面一般是管形或箱形，其前端做出伸出支架，用以固定發(fā)動機。傳動軸在中梁內(nèi)穿過。主減速器殼通常固定在中梁的尾端，形成斷開式后驅(qū)動橋，中梁上的懸伸托架用以支承汽車車身和安裝其他機件。,中梁式車架,三、綜合式車架 綜合式車架是由邊梁式和中梁式車架結(jié)合而成的，如圖所示。車架前段或后段近似邊梁式結(jié)構(gòu)，便于分別安裝發(fā)動機或驅(qū)動橋。傳動軸從中梁中間穿過。這種結(jié)構(gòu)制造工藝復(fù)雜，目前應(yīng)用得不多。,綜合式車架,四、無梁式車架 部分車型和客車為減輕自身質(zhì)量，以車身代替車架，這種車身又稱為承載式車身或無梁式車架，圖所示為桑塔納2000型車型的車身組成件。采用承載式車身的特點是沒有車架（大梁），車身就作為發(fā)動機和底盤各總成的安裝基礎(chǔ)，各種載荷全部由車身承受。,車型車身總成結(jié)構(gòu)主要包括：車身殼體、車門、車窗、車前后鈑金件、車身內(nèi)外裝飾件、車身附件、座椅以及通風(fēng)裝置等。車身殼體是一切車身部件和零件的安裝基礎(chǔ)，由縱、橫梁支柱等主要承力元件，以及與它們相連接的鈑金件經(jīng)焊接而共同組成的剛性空間結(jié)構(gòu)。車前后鈑金件，包括散熱器框架前后圍板、發(fā)動機罩、前后翼子板、擋泥板等。這些鈑金件形成了容納發(fā)動機、車輪等部件的空間。,二、 懸架,1 、概述 2 、懸架的結(jié)構(gòu) 3 、非獨立懸架 4 、獨立懸架,1 、概述 一、懸架的功用 二、懸架的種類,一、懸架的功用 懸架是車架（或車身）與車橋（或車輪）之間一切傳力連接裝置的總稱。懸架具有如下的功用： （1）連接車架（或車身）和車輪，把路面作用到車輪的各種力傳給車架（或車身）。 （2）緩和沖擊、衰減振動，使乘坐舒適，具有良好的平順性。 （3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。,二、懸架的種類 汽車懸架可分為兩大類：非獨立懸架和獨立懸架，如圖所示。,非獨立懸架的特點是左右車輪安裝在一根整體式車橋兩端，車橋則通過懸架與車架相連。當(dāng)一側(cè)車輪發(fā)生位置變化后會導(dǎo)致另一側(cè)車輪的位置也發(fā)生變化。 獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是車橋做成斷開的，每一側(cè)車輪單獨通過懸架與車架（或車身）連接。 與非獨立懸架相比較，汽車采用獨立懸架有以下優(yōu)點：,（1）兩側(cè)車輪可以單獨運動而互不影響，這樣在不平道路上可減少車架和車身的振動，而且有助于消除轉(zhuǎn)向輪不斷偏擺的不良現(xiàn)象。 （2）減少了汽車的非簧載質(zhì)量（即不由彈簧支承的質(zhì)量）。在道路條件和車速相同時，非簧載質(zhì)量越小，懸架受到的沖擊載荷也就越小，因而采用獨立懸架可以提高汽車的平均行駛速度。,（3）由于采用斷開式車橋，發(fā)動機總成的位置可以降低和前移，使汽車重心下降，因而可提高汽車的行駛穩(wěn)定性；同時由于賦予了車輪較大的上下運動的空間，故可以將懸架剛度設(shè)計得較小，以降低車身振動頻率，改善行駛平順性。 （4）越野汽車全部車輪采用獨立懸架還可保證汽車在不平道路上行駛時，所有車輪和路面有良好的接觸，從而可增大牽引力；此外，可增大汽車的離地間隙，使汽車的通過性能大大提高。,2、 懸架的結(jié)構(gòu) 一、彈性元件 二、減振器 三、橫向穩(wěn)定器,現(xiàn)代汽車的懸架雖有不同的結(jié)構(gòu)形式，但一般都由彈性元件、減振器、導(dǎo)向機構(gòu)等組成，車型一般還有橫向穩(wěn)定器。懸架的組成如圖所示。,懸架的組成,彈性元件使車架（或車身）與車橋（或車輪）之間做彈性連接，可以緩和由于不平路面帶來的沖擊，并承受和傳遞垂直載荷。減振器可以衰減由于路面沖擊產(chǎn)生的振動，使振動的振幅迅速減小。 導(dǎo)向機構(gòu)包括縱向推力桿和橫向推力桿，用于傳遞縱向載荷和橫向載荷，并保證車輪相對于車架（或車身）的運動關(guān)系協(xié)調(diào)。 橫向穩(wěn)定器可以防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜。,一、彈性元件 汽車上常用的彈性元件包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧和氣體彈簧等。 1.鋼板彈簧 2.螺旋彈簧 3.扭桿彈簧,1.鋼板彈簧 鋼板彈簧也稱葉片彈簧，其結(jié)構(gòu)如圖所示，在車橋靠近車架或車身時靠鋼板彈簧的彈性形變來起緩沖作用，并在車橋靠近和離開車架或車身的整個過程中，通過各片相互之間的滑動摩擦，部分衰減路面的沖擊作用。,2.螺旋彈簧 螺旋彈簧廣泛應(yīng)用于獨立懸架，有些車型的后輪非獨立懸架也采用螺旋彈簧做彈性元件。螺旋彈簧如圖所示，由特殊的彈簧鋼棒卷制而成，可以制成圓柱形或圓錐形，也可以制成等螺距或不等螺距式。圓柱形等螺距螺旋彈簧的剛度是不變的，圓錐形或不等螺距螺旋彈簧的剛度是可變的。,螺旋彈簧,螺旋彈簧與鋼板彈簧相比，無需潤滑，防污能力強，質(zhì)量小，單位質(zhì)量的能量吸收率較高。但是，螺旋彈簧本身減振作用很差，因此在螺旋彈簧懸架中，必須另裝減振器；螺旋彈簧只能承受垂直載荷，故必須加裝導(dǎo)向裝置，以傳遞垂直力以外的各種力和力矩。,3.扭桿彈簧 扭桿彈簧是一根由鉻釩彈簧鋼制成的扭桿，如圖所示。扭桿一端固定在車架上，另一端固定在懸架的擺臂上，擺臂則與車輪相連。當(dāng)車輪跳動時，擺臂便繞著扭桿軸線而擺動，使扭桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致彈性變形，以保證車輪與車架的彈性聯(lián)系。,扭桿彈簧示意圖,扭桿彈簧在制造時，經(jīng)熱處理后預(yù)先施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩，使之產(chǎn)生一個永久的扭轉(zhuǎn)變形，從而使其具有一定的預(yù)應(yīng)力。左、右扭桿的預(yù)加扭轉(zhuǎn)的方向都與扭桿安裝在車上后承受工作載荷時扭轉(zhuǎn)的方向相同，目的是減少工作時的實際應(yīng)力，以延長使用壽命。如果左、右扭桿換位安裝，則將導(dǎo)致扭桿彈簧的實際工作應(yīng)力加大，使用壽命縮短。因此，左右扭桿彈簧刻有不同的標(biāo)記，不可互換。,二、減振器 （1）減振器的功用及原理。 減振器在汽車中的作用是迅速衰減由車輪通過懸架彈簧傳給車身的沖擊和振動，提高汽車行駛的平順性能。減振器在汽車懸架中是與彈性元件并聯(lián)安裝的，如圖所示。,減振器和彈性元件的安裝示意圖,目前，汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用液壓減振器，其基本原理如圖所示。當(dāng)車架與車橋作往復(fù)的相對運動而使活塞在缸筒內(nèi)往復(fù)移動時，減振器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從內(nèi)腔通過一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔，此時孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)的摩擦便形成對振動的阻尼力，使車身和車架的振動能量轉(zhuǎn)化為熱能被油液和減振器殼體所吸收，然后擴(kuò)散到大氣中。減振器阻尼力的大小隨車架與車橋（或車輪）間相對速度的變化而增減，并且與油液的黏度有關(guān)。,液壓減振器的基本原理,（2）雙向作用筒式減振器。 液力減振器按作用方式可分為雙向作用式減振器和單向作用式減振器。雙向作用式減振器在伸張行程和壓縮行程都具有阻尼減振作用，目前在汽車上應(yīng)用最廣泛。 雙向作用筒式減振器如圖所示。雙向作用筒式減振器在內(nèi)筒和外筒之間設(shè)計了補償孔，它可以調(diào)整油液量以適應(yīng)活塞桿的移動體積。,雙向作用筒式減振器的結(jié)構(gòu)及工作原理,如圖a）所示：在節(jié)流孔上設(shè)置閥門，節(jié)流孔沒有閥門。壓縮時，閥門打開，下腔的油液通過節(jié)流孔和流到上腔，使活塞容易下行。伸張時，閥門關(guān)閉，上腔的油液只能通過節(jié)流孔流回下腔，使活塞上行阻尼增大。這樣就實現(xiàn)了減振效果，它可以很快地吸收路面的沖擊，但汽車在壞路面上行駛時的行駛平順性較差。 如圖b）所示：在節(jié)流孔上設(shè)計閥門，伸張時油液通過節(jié)流孔，壓縮時油液通過節(jié)流孔，因此在壓縮和伸張時都受到阻尼力。對于激烈的車身振動，下腔的油液在伸張時通過補償閥上的節(jié)流孔流入補償腔，產(chǎn)生阻尼力；壓縮時補償閥打開，油液無阻尼地通過補償閥。補償腔的上部有氮氣，可以被油液壓縮。,三、橫向穩(wěn)定器 橫向穩(wěn)定器如圖所示。橫向穩(wěn)定器利用扭桿彈簧原理，將左右車輪通過橫向穩(wěn)定桿連接起來。在車身傾斜時，穩(wěn)定桿兩邊的縱向部分向不同方向偏轉(zhuǎn)，于是橫向穩(wěn)定桿便被扭轉(zhuǎn)。彈性的穩(wěn)定桿產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)內(nèi)力矩就阻礙了懸架彈簧的變形，從而減少車身的橫向傾斜。,橫向穩(wěn)定器,橫向穩(wěn)定器的作用,3、非獨立懸架 一、鋼板彈簧式非獨立懸架 二、螺旋彈簧式非獨立懸架,一、鋼板彈簧式非獨立懸架 如圖所示為鋼板彈簧式非獨立懸架。鋼板彈簧中部通過U形螺栓（騎馬螺栓）固定在前橋上。鋼板彈簧的前端卷耳用彈簧銷與前支架相連，形成固定式鉸鏈支點，起傳力和導(dǎo)向作用；而后端卷耳則用吊耳銷與可在車架上擺動的吊耳相連，形成擺動式鉸鏈支點，從而保證了彈簧變形時兩卷耳中心線間的距離有改變的可能。 減振器的上、下兩個吊環(huán)通過橡膠襯套和連接銷分別與車架上的上支架和車橋上的下支架相連接。蓋板上裝有橡膠緩沖塊，以限制彈簧的最大變形，并防止彈簧直接碰撞車架。,鋼板彈簧式非獨立懸架,二、螺旋彈簧式非獨立懸架 螺旋彈簧式非獨立懸架由螺旋彈簧、減振器、縱向推力桿和橫向推力桿組成。一般只用于車型的后懸架，如圖所示。,螺旋彈簧式非獨立懸架,4、獨立懸架 一、橫臂式獨立懸架 二、縱臂式獨立懸架 三、燭式獨立懸架 四、麥弗遜式獨立懸架 五、多連桿式獨立懸架,一、橫臂式獨立懸架 橫臂式獨立懸架分為單橫臂式和雙橫臂式兩種，目前單橫臂式獨立懸架應(yīng)用較少。 雙橫臂式獨立懸架的兩個橫擺臂有等長的和不等長的，如圖所示。擺臂等長的獨立懸架當(dāng)車輪上下跳動時，雖然車輪平面不傾斜、主銷軸線的方向也不發(fā)生變化，但輪距發(fā)生較大的變化，這將引起車輪的側(cè)滑和輪胎的磨損。而擺臂不等長的獨立懸架當(dāng)車輪上下跳動時，雖然車輪平面、主銷軸線、輪距都發(fā)生變化，但如果選擇長度比例合適，可使車輪和主銷的角度及輪距變化不大，這種獨立懸架被廣泛用在車型前輪上。,雙橫臂式獨立懸架示意圖,圖所示為奧迪車型不等長雙橫臂式螺旋彈簧獨立懸架。,二、縱臂式獨立懸架 縱臂式獨立懸架也分為單縱臂式和雙縱臂式兩種。 單縱臂式獨立懸架如果用于前輪，車輪上下跳動時會使主銷后傾角變化很大，所以單縱臂式獨立懸架都用于后輪。 雙縱臂式獨立懸架的兩縱擺臂一般長度相等，形成平行四連桿機構(gòu)，如圖所示。這種懸架當(dāng)車輪上下跳動時，車輪外傾角、輪距和主銷后傾角都不發(fā)生變化，所以適用于前輪。,雙縱臂式獨立懸架,三、燭式獨立懸架 如圖所示為燭式獨立懸架，主銷的上下兩端剛性地固定在車架上。套在主銷上的套管固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上。套管的中部固定裝著螺旋彈簧的下支座。筒式減振器的下端與轉(zhuǎn)向節(jié)相連，上端與車架相連。懸架的摩擦部分套著防塵罩。通氣管與防塵罩內(nèi)腔相通，以免罩中空氣被密封而影響懸架的彈性。,燭式獨立懸架,其優(yōu)點是當(dāng)懸架變形時，主銷的定位角不會發(fā)生變化，僅輪距、軸距稍有改變；有利于汽車的轉(zhuǎn)向操縱性和行駛穩(wěn)定性。缺點是側(cè)向力全部由套筒和主銷承受，二者間的摩擦阻力大，磨損嚴(yán)重。因此，這種結(jié)構(gòu)形式目前很少采用。,四、麥弗遜式獨立懸架 麥弗遜式懸架是目前前置前驅(qū)動車型和某些輕型客車應(yīng)用比較普遍的懸架結(jié)構(gòu)形式。如圖所示，筒式減振器為滑動立柱，橫擺臂的內(nèi)端通過鉸鏈與車身相連，外端通過球鉸鏈與轉(zhuǎn)向節(jié)相連。減振器的上端與車身相連，減振器的下端與轉(zhuǎn)向節(jié)相連，車輪所受的側(cè)向力大部分由橫擺臂承受，其余部分由減振器活塞和活塞桿承受。筒式減振器上鉸鏈的中心與橫擺臂外端球鉸鏈中心的連線為主銷軸線，此結(jié)構(gòu)也為無主銷結(jié)構(gòu)。當(dāng)車輪上下跳動時，減振器下支點隨前懸架搖臂擺動，故主銷軸線角度是變化的，這說明車輪是沿著擺動的主銷軸線而運動。,麥弗遜式獨立懸架,五、多連桿式獨立懸架 獨立懸架中多采用螺旋彈簧，因而對于側(cè)向力、垂直力以及縱向力需