汽車底盤概述

汽車底盤構(gòu)造與維修項目一汽車底盤結(jié)構(gòu)認(rèn)識知識目標(biāo)：了解汽車行駛基本原理；熟悉汽車底盤的布置形式及應(yīng)用；掌握汽車底盤的功用與組成。能力目標(biāo)：能認(rèn)識汽車底盤的各個總成；能說明汽車底盤各總成之間的連接關(guān)系。

一、任務(wù)描述

汽車底盤是汽車構(gòu)成的基礎(chǔ)。汽車底盤接受發(fā)動機(jī)的動力，使汽車產(chǎn)生運(yùn)動，并能夠按照駕駛員操縱而正常行駛。汽車底盤由傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)四部分組成。

本任務(wù)主要介紹汽車底盤各系統(tǒng)的功用和結(jié)構(gòu)，汽車底盤的布置形式，汽車行駛基本原理等內(nèi)容。通過任務(wù)學(xué)習(xí)，能夠認(rèn)識汽車底盤的基本結(jié)構(gòu)。二、知識學(xué)習(xí)1.汽車底盤的功用

汽車底盤是汽車各大總成和部件的安裝基礎(chǔ)，保證它們有正確的相對位置，承受汽車的各種動、靜載荷，接受發(fā)動機(jī)的動力，使汽車能夠按照駕駛員操縱而正常行駛。2.汽車底盤的組成

汽車底盤由傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)四大系統(tǒng)組成，如圖1-1所示。

1）傳動系統(tǒng)

汽車傳動系統(tǒng)是從發(fā)動機(jī)到汽車驅(qū)動輪之間的所有動力傳遞裝置的總稱，其主要作用是將發(fā)動機(jī)發(fā)出的動力按需要傳給汽車的驅(qū)動輪。不同類型的汽車其傳動系統(tǒng)的組成也稍有差異。載貨汽車和部分轎車的傳動系統(tǒng)主要由離合器、手動變速器、萬向傳動裝置（萬向節(jié)、傳動軸）、驅(qū)動橋（主減速器、差速器、半軸、橋殼）等組成，如圖1-2所示?，F(xiàn)在，隨著汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，自動變速器取代了傳統(tǒng)車型的離合器和手動變速器，成為大部分轎車的標(biāo)準(zhǔn)配置，其傳動系統(tǒng)主要由自動變速器、萬向傳動裝置和驅(qū)動橋等組成。對于越野汽車，在變速器后方還應(yīng)增設(shè)分動器。

圖1-2載貨汽車和部分轎車傳動系統(tǒng)的組成1—離合器；2—變速器；3—萬向節(jié)；4—橋殼；5—差速器；6—半軸；7—主減速器；8—傳動軸

2）行駛系統(tǒng)

汽車行駛系統(tǒng)的功用是安裝部件、支承汽車、緩和沖擊、吸收振動、傳遞和承受發(fā)動機(jī)與地面?zhèn)鱽淼母鞣N力和力矩，并通過驅(qū)動輪與路面間的附著作用，產(chǎn)生路面對汽車的牽引力；傳遞并承受路面作用于車輪上的各種反作用力及其所形成的力矩；盡可能地緩和汽車行駛時由于路面不平對車身造成的沖擊和振動，并且與汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)很好地配合，實(shí)現(xiàn)汽車行駛方向的正確控制，從而保證汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。行駛系統(tǒng)由車架、車橋、懸架、車輪等組成，如圖1-3所示。

圖1-3行駛系統(tǒng)的組成1—車架；2—后懸架；3—驅(qū)動橋；4—后輪；5—前輪；6—從動橋；7—前懸架；Ft—牽引力；Mt—驅(qū)動轉(zhuǎn)矩

3）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用是在汽車行駛過程中，改變或恢復(fù)汽車的行駛方向，保證汽車能夠按照駕駛員選定的方向行駛。汽車在行駛過程中，如果需要轉(zhuǎn)向，駕駛員通過汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使汽車轉(zhuǎn)向橋上的車輪相對于汽車縱軸線偏轉(zhuǎn)一定角度。另外，當(dāng)汽車直線行駛時，轉(zhuǎn)向輪往往會受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用而自動偏轉(zhuǎn)，改變汽車原來的行駛方向。此時，駕駛員可以通過汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使轉(zhuǎn)向輪向相反的方向偏轉(zhuǎn)，保持汽車原來的行駛方向。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)三個基本部分組成，如圖1-4所示。

圖1-4轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成1—方向盤；2—轉(zhuǎn)向軸；3—轉(zhuǎn)向萬向節(jié)；4—轉(zhuǎn)向傳動軸；5—轉(zhuǎn)向器；6—轉(zhuǎn)向搖臂；7—轉(zhuǎn)向直拉桿；8—轉(zhuǎn)向節(jié)臂；9—左轉(zhuǎn)向節(jié)；10、12—梯形臂；11—轉(zhuǎn)向橫拉桿；13—右轉(zhuǎn)向節(jié)

4）制動系統(tǒng)

制動系統(tǒng)的功用是使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進(jìn)行強(qiáng)制減速甚至停車，使已停駛的汽車在各種道路條件下穩(wěn)定駐車，使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。

汽車制動系統(tǒng)一般包括行車制動系統(tǒng)和駐車制動系統(tǒng)兩套相互獨(dú)立的制動系統(tǒng)，每套制動系統(tǒng)都包括制動器和制動傳動機(jī)構(gòu)，如圖1-5所示。現(xiàn)在汽車的行車制動系統(tǒng)一般都裝配有防抱死制動系統(tǒng)（ABS）。

圖1-5制動系統(tǒng)的組成1—前輪盤式制動器；2—制動總泵；3—真空助力器；4—制動踏板機(jī)構(gòu)；5—后輪鼓式制動器；6—制動組合閥；7—制動警示燈

3.汽車底盤的布置形式

汽車底盤的布置形式主要取決于發(fā)動機(jī)的位置及汽車的驅(qū)動形式。汽車底盤的布置形式有四種：發(fā)動機(jī)前置、前輪驅(qū)動（FF型）；發(fā)動機(jī)前置、后輪驅(qū)動（FR型）；發(fā)動機(jī)后置、后輪驅(qū)動（RR型）；發(fā)動機(jī)前置、全輪驅(qū)動（XWD型）。

1）發(fā)動機(jī)前置、前輪驅(qū)動

發(fā)動機(jī)前置、前輪驅(qū)動系統(tǒng)，將變速器、主減速器和差速器裝配成一個整體，并同發(fā)動機(jī)、離合器一起集中安裝在汽車前部。發(fā)動機(jī)有縱向布置和橫向布置之分。這種布置形式具有發(fā)動機(jī)散熱條件好，操縱方便的優(yōu)點(diǎn)，省去了很長的傳動軸，使傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，降低了整車的重心。但這種布置形式的汽車上坡時驅(qū)動輪附著力會減小，而且前輪由于驅(qū)動兼轉(zhuǎn)向，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作條件惡劣?，F(xiàn)代小、中型轎車普遍采用這種布置方案。

主要有桑塔納、帕薩特、奧迪A6等車型，帕薩特2014款：14.88-32.66萬元

一汽奧迪A6：38.30-74.26萬

2）發(fā)動機(jī)前置、后輪驅(qū)動

發(fā)動機(jī)前置、后輪驅(qū)動是一種比較傳統(tǒng)的驅(qū)動形式，一般是將發(fā)動機(jī)、離合器和變速器連成一個整體安裝在汽車前部，而主減速器、差速器和半軸安裝在汽車后部的后橋殼中，通過萬向傳動裝置相連。FR型的優(yōu)點(diǎn)是附著力大，能夠獲得足夠的驅(qū)動力，整車的前、后質(zhì)量比較平衡，起步加速好，操作穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)是傳動部件多，傳動系統(tǒng)質(zhì)量大，傳動軸占據(jù)了汽車的內(nèi)部空間，空間利用不便。FR型布置形式廣泛應(yīng)用于除越野汽車外的各類型汽車，如大多數(shù)貨車、部分轎車和客車都采用這種形式。

主要車型有豐田銳志、寶馬3系、奔馳法拉利599、克萊斯勒300C等。豐田銳志參考最低價：15.98萬-31.43萬

寶馬3系￥24.30-60.77萬元廠商： 華晨寶馬寶馬5系￥42.8-79.76萬元寶馬7系￥92.8-270.35萬元

3）發(fā)動機(jī)后置、后輪驅(qū)動

發(fā)動機(jī)后置、后輪驅(qū)動是將發(fā)動機(jī)、離合器和變速器制成一體，布置在驅(qū)動橋之后，動力經(jīng)過離合器、變速器、角傳動裝置、萬向傳動裝置、后驅(qū)動橋，傳到后驅(qū)動車輪，使汽車行駛。發(fā)動機(jī)也有橫向布置和縱向布置之分。發(fā)動機(jī)布置在汽車后部的布置形式有利于車身內(nèi)部的布置，結(jié)構(gòu)緊湊，沒有沉重的傳動軸，也沒有復(fù)雜的前輪轉(zhuǎn)向兼驅(qū)動結(jié)構(gòu)，可減小室內(nèi)發(fā)動機(jī)的噪聲。缺點(diǎn)是后軸負(fù)荷較大，在操控性方面會產(chǎn)生與FF型相反的轉(zhuǎn)向過度傾向。一般用于大型客車。

4）發(fā)動機(jī)前置、全輪驅(qū)動

發(fā)動機(jī)前置、全輪驅(qū)動的汽車充分利用所有車輪與地面之間的附著力，以獲得盡可能大的驅(qū)動力，一般有4WD和6WD兩種。發(fā)動機(jī)布置在汽車前部，動力經(jīng)過離合器、變速器、分動器、萬向傳動裝置分別到達(dá)前、后驅(qū)動橋，最后傳到前、后驅(qū)動車輪，驅(qū)動汽車行駛。因為所有的車輪都是驅(qū)動車輪，所以汽車的越野通過性能高，這是越野汽車所采取的布置形式。

發(fā)動機(jī)中置后輪驅(qū)動：即發(fā)動機(jī)中置、后輪驅(qū)動(Middle—engineRear—drive，簡稱MR)。是大多數(shù)運(yùn)動型轎車和方程式賽車所采用的型式。此外，某些大、中型客車也采用該型式，但采用該型式的貨車很少。

中置后驅(qū)是將發(fā)動機(jī)置于駕駛室后面的汽車中部，由后輪驅(qū)動。這種布置能實(shí)現(xiàn)前后軸載荷理想的分配，是賽車布置方案的首選。

優(yōu)點(diǎn)：

1．可獲得最佳的軸荷分配，操縱穩(wěn)定性和行駛平順性較好。

2．發(fā)動機(jī)臨近驅(qū)動橋，無需傳動軸，從而減輕車重，具有較高的傳動效率。

3．重量集中，車身平擺方向的慣性力矩小，轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)向盤操作靈敏，運(yùn)動性好。弊端：1.發(fā)動機(jī)的布置占據(jù)了車廂和行李箱的一部分空間，通常，車廂內(nèi)只能安放2張座椅。

2.對發(fā)動機(jī)的隔音和絕熱效果差，乘坐舒適性有所降低。

主要車型有：法拉利458、蘭博基尼蓋拉多、帕加尼、保時捷等。進(jìn)口法拉利法拉利458廠商指導(dǎo)價：388.00-558.80萬

蘭博基尼蓋拉多：348-490萬元

主要車型有保時捷911系列進(jìn)口保時捷保時捷911廠商指導(dǎo)價：129.50-269.20萬

帕加尼：2500萬左右

4.汽車行駛基本原理

汽車必須具有足夠的驅(qū)動力，以克服各種行駛阻力。汽車向前行駛時承受著路面對汽車施加的驅(qū)動力Ft，外界對汽車作用的滾動阻力Ff、空氣阻力Fw、坡度阻力Fi、加速阻力Fj等。汽車行駛必須具備兩個基本的行駛條件：驅(qū)動條件和附著條件。1）驅(qū)動力和行駛阻力

（1）驅(qū)動力。汽車必須有足夠的驅(qū)動力。發(fā)動機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過汽車傳動系統(tǒng)施加給驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)矩為Tt，力圖使車輪旋轉(zhuǎn)。在Tt的作用下，驅(qū)動車輪與路面接觸區(qū)域?qū)β访媸┘幼饔昧0，路面對車輪施加一個數(shù)值相等、方向相反的反作用力Ft，F(xiàn)t就是汽車行駛的驅(qū)動力。

（2）滾動阻力。滾動阻力是由于車輪滾動時輪胎與路面在其接觸區(qū)域發(fā)生變形而產(chǎn)生的。車輪在硬路面上滾動時，驅(qū)動汽車的一部分動力消耗在輪胎變形的內(nèi)摩擦上，而路面變形很??；車輪在軟路面（松軟的土路、沙地、雪地等）上滾動時，由于路面變形較大，所產(chǎn)生的阻力就成為滾動阻力的主要部分。滾動阻力用Ff表示，其數(shù)值與汽車的總質(zhì)量、輪胎的結(jié)構(gòu)與氣壓以及路面的性質(zhì)有關(guān)，它等于車輪負(fù)荷與滾動阻力系數(shù)之積。

（3）空氣阻力。汽車在空氣中向前行駛時，前部承受氣流的壓力而后部抽空，產(chǎn)生壓力差。此外，空氣與車身表面以及各層空氣之間存在著摩擦，再加上引入車內(nèi)冷卻發(fā)動機(jī)、室內(nèi)通風(fēng)以及外伸零件引起氣流的干擾，就形成空氣阻力。空氣阻力用Fw表示，它與汽車的形狀、汽車的正面投影面積、汽車與空氣相對速度的平方成正比?？梢?，汽車速度很高時，空氣阻力將成為總阻力的主要部分。

（4）坡度阻力。汽車在坡道上行駛時，其總重力沿坡道方向的分力稱為坡度阻力，用Fi表示。汽車只有在上坡時才存在坡度阻力，但汽車上坡所做的功可轉(zhuǎn)化為重力勢能。當(dāng)汽車下坡時，重力勢能又轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚨膭幽埽偈蛊囆旭?。?）加速阻力。汽車加速行駛時，需要克服汽車質(zhì)量加速運(yùn)動時的慣性力，這就是加速阻力，用Fj表示。汽車的質(zhì)量越大，加速阻力越大。

2）汽車行駛的驅(qū)動條件

汽車行駛的驅(qū)動力平衡方程為：Ft=Ff+Fw+Fi+Fj

因此，驅(qū)動力必須大于滾動阻力、空氣阻力、坡度阻力之和，才能加速行駛。若驅(qū)動力小于這三個阻力之和，則汽車無法開動，正在行駛的汽車將減速直至停車。因此，汽車行駛的第一個條件為：Ft≥Ff+Fw+Fi

此條件為汽車行駛的驅(qū)動條件，但它并不是汽車行駛的充分條件，實(shí)際上，驅(qū)動力是受附著力