底盤各系統(tǒng)布置二

底盤系統(tǒng)布置（二）

賴贛明2023/9/28底盤總體概示2023/9/28四、底盤系統(tǒng)布置2023/9/281，懸架系統(tǒng)布置：(1)布置形式麥弗遜式前懸架；

雙橫臂式（螺旋彈簧、扭桿彈簧）;鋼板彈簧（非獨(dú)立）;空氣彈簧（非獨(dú)立）;

2023/9/28（2）懸架系統(tǒng)零部件的作用：

組成：一般懸架由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、減振器和橫向穩(wěn)定桿組成。

彈性元件用來承受并傳遞垂直載荷，緩和由于路面不平引起的對(duì)車身的沖擊。彈性元件種類包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧。

減振器用來衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振，減振器的類型有筒式減振器，阻力可調(diào)式新式減振器，充氣式減振器。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時(shí)保持車輪按一定運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)車身跳動(dòng)，通常導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時(shí)，可不另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，它本身兼起導(dǎo)向作用。有些轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜，在懸架系統(tǒng)中加設(shè)橫向穩(wěn)定桿，目的是提高橫向剛度，使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，改善汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。

2023/9/28四、底盤系統(tǒng)布置（3）懸架系統(tǒng)的布置要素：在某一標(biāo)桿車型懸架平臺(tái)基礎(chǔ)上,滿足懸架設(shè)計(jì)初步定位參數(shù),以便得到設(shè)計(jì)硬點(diǎn)、懸架主要設(shè)計(jì)定位參數(shù)。在滿足懸架設(shè)計(jì)基本要求情況下先初步布置懸架布置設(shè)計(jì),為精確懸架設(shè)計(jì)及車身等零部件設(shè)計(jì)提供依據(jù)和硬點(diǎn)可初定待懸架詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí),優(yōu)化最后結(jié)果。一般轎車按照空載,半載和滿載三種工況分別進(jìn)行優(yōu)化。滿足整車姿態(tài)、整車尺寸、接近角、離去角、最小離地間隙等方面的要求保證汽車有良好的行駛平順性。（前后偏頻的匹配）具有合適的衰減振動(dòng)能力。（合理的阻尼）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。（具有一定的不足轉(zhuǎn)向特性、避免四輪定位參數(shù)變化過大、避免車輪擺振、保證車身穩(wěn)定）汽車制動(dòng)或加速時(shí)要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾；轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角要合適?？煽康貍鬟f車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。懸架運(yùn)動(dòng)各桿系部件不得有干涉，包含轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及驅(qū)動(dòng)軸等情況。且應(yīng)留有足夠的間隙；懸架運(yùn)動(dòng)同時(shí)要考慮輪胎包絡(luò)空間，寒冷地區(qū)要考慮防滑鏈裝配；應(yīng)考慮維護(hù)的方便性和操作空間；

2023/9/28四、底盤系統(tǒng)布置（4）各種懸架系統(tǒng)的特點(diǎn)：

2023/9/28懸架形式及特點(diǎn)雙橫臂式單縱臂式單斜臂式麥弗遜式扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式側(cè)傾中心高比較低比較低居單橫臂和單縱臂之間比較高比較低車輪定位參數(shù)的變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角均有變化主銷后傾角變化大有變化變化小左、右輪同時(shí)跳動(dòng)時(shí)不變輪距變化小，輪胎磨損速度慢不變變化不大變化較小不變懸架側(cè)傾角剛度較小，需用橫向穩(wěn)定器較小，需用橫向穩(wěn)定器居單橫臂式和單縱臂式之間較小，需要橫向穩(wěn)定桿具備橫向穩(wěn)定功能橫向剛度橫向剛度大橫向剛度小橫向剛度較小橫向剛度大占用空間尺寸占用較多幾乎不占用高度空間占用中部的空間小，但暫居高度其它結(jié)構(gòu)復(fù)雜前懸架用得較多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，轎車上用得較多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)轎車后懸架四、底盤系統(tǒng)布置（5）懸架布置對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)特性的影響：輪距:在幾乎所有的獨(dú)立懸架中，車輪的上下跳動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致輪距發(fā)生變化。輪距變化的缺點(diǎn)是會(huì)引起滾動(dòng)輪胎的側(cè)偏。從而（特別是輪胎斷面扁平時(shí)）產(chǎn)生側(cè)向力、較大的滾動(dòng)阻力和使直線行使能力下降。此外，輪距變化還對(duì)轉(zhuǎn)向系有影響。在獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)布置中，盡可能地減小懸架跳動(dòng)引起輪距的變化，從而減小輪胎產(chǎn)生側(cè)偏角可能，使車輪保持直線行使的能力。

車輪外傾角：為了獲得良好的輪胎轉(zhuǎn)彎側(cè)偏性能，目前所取得外傾角大都偏離了理想制值。轎車空載時(shí)外傾角基本上在理想值附近，而加載狀況下車輪則取有輕微的負(fù)值外傾角。為了提高輪胎的側(cè)偏性能，車輪外傾角常設(shè)計(jì)成負(fù)值。但是研究表明，當(dāng)外傾角γ=+5’～+10’時(shí)，輪胎的磨損最均勻。更大的正值外傾角會(huì)使輪胎外側(cè)胎肩磨損加劇。而更大的負(fù)值外傾角則加劇內(nèi)側(cè)胎肩的磨損。滿載情況嚴(yán)重，加劇輪胎發(fā)熱、胎面剝離、爆胎。若車輪外傾角變化大，會(huì)影響汽車直線行駛穩(wěn)定性，同時(shí)也會(huì)影響輪距的變化和輪胎的磨損速度。懸架運(yùn)動(dòng)若引起主銷后傾角變化大，容易使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生擺振；因?yàn)槁访娌黄蕉仍谲囕喗拥攸c(diǎn)上引起交變的側(cè)向力，通過力臂產(chǎn)生繞轉(zhuǎn)向節(jié)軸的力矩，力矩作用在轉(zhuǎn)向橫拉桿上并會(huì)引起轉(zhuǎn)向沖擊及轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定。同時(shí)，會(huì)使汽車的側(cè)風(fēng)敏感性升高。

2023/9/28四、底盤系統(tǒng)布置（6）懸架布置對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)特性的影響：2023/9/28輪距變化外傾角變化（6）懸架布置對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)特性的影響：前束在曲線行使時(shí)，上跳的車身外側(cè)車輪產(chǎn)生后束，而下落的內(nèi)側(cè)車輪產(chǎn)生前束。在車身側(cè)傾的影響下，前輪轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角輕微的回轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)側(cè)傾不足轉(zhuǎn)向性。后橋在側(cè)傾時(shí)產(chǎn)生側(cè)向力過度轉(zhuǎn)向-并非沒有危險(xiǎn)性。它可能在換道行使時(shí)引起二次轉(zhuǎn)向。理想狀態(tài)是，無論在車輪下落還是上跳都不應(yīng)出現(xiàn)前束值的變化。側(cè)傾中心：位置高，到車身質(zhì)心的距離縮短，有利于使側(cè)傾力臂及側(cè)傾力矩小些，車身的側(cè)傾角也會(huì)減小。但側(cè)傾中心過高，會(huì)使車身傾斜時(shí)輪距變化大，加速輪胎的磨損。而側(cè)傾中心位置低時(shí)，輪距變化小，也有利于車輪負(fù)外傾提高抗側(cè)向能力。但過小會(huì)引起側(cè)傾角變化過大，造成過度轉(zhuǎn)向，同時(shí)會(huì)減小車輪上跳行程。2023/9/28非獨(dú)立懸架特點(diǎn)①前、后懸架均采用縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架的汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，內(nèi)側(cè)懸架處于減載而外側(cè)懸架處于加載狀態(tài)，于是內(nèi)側(cè)懸架受拉抻，外側(cè)懸架受壓縮，結(jié)果與懸架固定連接的車軸（橋）的軸線相對(duì)汽車縱向中心線偏轉(zhuǎn)一角度α。如圖a前軸，汽車不足轉(zhuǎn)向趨勢(shì)增加后橋，則增加了汽車過多轉(zhuǎn)向趨勢(shì)

將后懸架縱置鋼板彈簧的前部吊耳位置布置得比后邊吊耳低，外側(cè)受壓時(shí)，處于外側(cè)懸架與車橋連接處的運(yùn)動(dòng)軌跡是oa段，這樣可以減輕后橋軸線的偏離過大，使汽車過多轉(zhuǎn)向的趨勢(shì)削弱。這樣的布置要考慮空間局限，以及空載整車姿態(tài)角的影響等綜合因素。四、底盤系統(tǒng)布置轉(zhuǎn)向系的布置轉(zhuǎn)向系的布置（1）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要功能：主要是保證駕駛員操縱輕便、舒適，并使汽車具有較高的機(jī)動(dòng)性和靈敏度，轉(zhuǎn)彎時(shí)減少車輪的側(cè)滑，減輕轉(zhuǎn)向盤上的反沖力和有自動(dòng)回正作用。（2）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)形式

獨(dú)立懸架斷開式拉桿布置：多數(shù)乘用車和中小車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用齒輪齒條轉(zhuǎn)向器.其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一般采用兩端出力式,采用斷開式橫拉桿。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，易于布置,直接驅(qū)動(dòng)，機(jī)械效率高,零件數(shù)量少，成本低。非獨(dú)立懸架縱向直拉桿布置：多用于卡車和公交車等商用車輛居多。采用轉(zhuǎn)向垂臂、轉(zhuǎn)向縱拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向梯形臂及轉(zhuǎn)向橫拉桿等桿系傳遞力給車輪，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。優(yōu)點(diǎn)：占據(jù)中間空間部位較少，便于動(dòng)力總成布置。四、底盤系統(tǒng)布置2.轉(zhuǎn)向系的布置（3）基本轉(zhuǎn)向基本組成：

方向盤、轉(zhuǎn)向管柱、萬向節(jié)、轉(zhuǎn)向下軸、萬向節(jié)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)等HPS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)增加：轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向油管、轉(zhuǎn)向油壺EPS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)增加：分為電機(jī)助力轉(zhuǎn)向管柱或電機(jī)助力轉(zhuǎn)向器EHPS:電控液壓轉(zhuǎn)向：電機(jī)控制轉(zhuǎn)向油泵，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率無損耗SBW電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Steer-By-Wire)是汽車轉(zhuǎn)向方面最為先進(jìn)和前沿的技術(shù)之一?；蚪小熬€控轉(zhuǎn)向技術(shù)”2.轉(zhuǎn)向系的布置(4)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)布置要素：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)布置的關(guān)鍵要保證轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置及拉桿系統(tǒng)有足夠的剛度和傳動(dòng)比較小的變化量。轉(zhuǎn)向管柱角度及轉(zhuǎn)向盤的高度位置應(yīng)保證駕駛員操作舒適性和靈便性，滿足人機(jī)關(guān)系及視野需要。在前輪左右最大轉(zhuǎn)彎區(qū)間內(nèi)，各節(jié)點(diǎn)不能出現(xiàn)發(fā)卡，摩擦現(xiàn)象，拉桿之間不能出現(xiàn)死角，在轉(zhuǎn)向過程中傳動(dòng)比的變化量盡量小。轉(zhuǎn)向梯形斷開點(diǎn)位置考慮，使轉(zhuǎn)向系和懸架之間的運(yùn)動(dòng)干涉盡可能減少。盡量減小對(duì)前輪定位參數(shù)的影響。因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)布置應(yīng)當(dāng)與懸架系統(tǒng)綜合考慮。滿足前懸架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)操穩(wěn)需要：即當(dāng)車輪上跳時(shí)前束角減小，車輪向外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)車輪下跳時(shí)前束角變大，車輪向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，符合整車操縱穩(wěn)定性中所要求的轉(zhuǎn)向不足的特性。結(jié)合CAE的動(dòng)力學(xué)操縱穩(wěn)定性分析，優(yōu)化的轉(zhuǎn)向梯形相關(guān)的設(shè)計(jì)硬點(diǎn)。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)布置：應(yīng)盡量使轉(zhuǎn)向傳動(dòng)下軸的與上下軸之間的夾角差減小，避免操縱波動(dòng)過大

，控制5~7%以下。轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合國家引用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，符合相關(guān)法規(guī)。四、底盤系統(tǒng)布置2.轉(zhuǎn)向系的布置(4)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)布置要素：四、底盤系統(tǒng)布置轉(zhuǎn)向管柱設(shè)計(jì)時(shí)邊界條件：轉(zhuǎn)向器的輸入軸位置及連接型式、轉(zhuǎn)向盤中心位置及其安裝角度、安裝位置、前圍板等。轉(zhuǎn)向管柱設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：角度、高度可調(diào)范圍；轉(zhuǎn)向管柱安裝的初始位置；點(diǎn)火鎖開關(guān)與管柱之間的連接關(guān)系；組合開關(guān)的固定型式；轉(zhuǎn)向下軸護(hù)罩與周邊可能出現(xiàn)的干涉（如與離合踏板、制動(dòng)踏板等）。滿足運(yùn)動(dòng)需要。轉(zhuǎn)向回油管應(yīng)盡量長，滿足回油的冷卻。轉(zhuǎn)向油管的走向布置和固定保護(hù)。轉(zhuǎn)向油壺的布置：高度應(yīng)高于轉(zhuǎn)向油泵，同時(shí)滿足加注方便需求，避免遮擋。拆裝方便。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)剛度不能太低，否則會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足，受到?jīng)_擊作用時(shí)引起振動(dòng)周期加長，不利于高速行駛的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)注意各部件之間的配合，鉸接球點(diǎn)、錐面等重要裝配不得有間隙。3.制動(dòng)系統(tǒng)的布置四、底盤系統(tǒng)布置3.制動(dòng)系統(tǒng)的布置

在汽車行駛中，汽車制動(dòng)性能好壞，是安全行車最重要的因素之一，因此也是汽車檢測(cè)診斷的重點(diǎn)。汽車具有良好的制動(dòng)性能，遇到緊急情況，可以化險(xiǎn)為夷；在正常行駛時(shí)，可以提高平均行駛速度，從而提高效率。（1）制動(dòng)系統(tǒng)的主要功能：汽車制動(dòng)系應(yīng)具有行車制動(dòng)、應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)三大基本功能。

①行車制動(dòng)系必須使駕駛員能控制車輛行駛，使其安全、有效地減速和停車。行車制動(dòng)裝置的作用應(yīng)能在各軸之間合理分配，以充分利用各軸的垂直載荷。應(yīng)急制動(dòng)必須在行車制動(dòng)系有一處失效的情況下，在規(guī)定的距離內(nèi)將車輛停住。應(yīng)急制動(dòng)可以是行車制動(dòng)系統(tǒng)具有應(yīng)急特性或是同行車制動(dòng)分開的獨(dú)立系統(tǒng)（注意應(yīng)急制動(dòng)不是行車制動(dòng)中的急速踩下制動(dòng)踏板）。駐車制動(dòng)應(yīng)能使車輛即使在沒有駕駛員的情況下，也能停放在上、下坡道上。

②制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，即制動(dòng)時(shí)不發(fā)生跑偏、側(cè)滑及失去轉(zhuǎn)向的能力。

③制動(dòng)平穩(wěn)。制動(dòng)時(shí)制動(dòng)力應(yīng)迅速平穩(wěn)地增加;在放松制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)應(yīng)迅速消失，不拖滯。

④操縱輕便。施加于制動(dòng)踏板和停車杠桿上的力不應(yīng)過大，以免造成駕駛員疲勞。

⑤在車輛運(yùn)行過程中，不應(yīng)有自行制動(dòng)現(xiàn)象。

⑥抗熱衰退能力。汽車在高速或下長坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)，由于制動(dòng)器溫度過高導(dǎo)致摩擦系數(shù)降低的現(xiàn)象稱為熱衰退。要求制動(dòng)系的熱穩(wěn)定性好，不易衰退，衰退后能較快地恢復(fù)。

⑦水濕恢復(fù)能力。汽車涉水，制動(dòng)器被水浸濕后，應(yīng)能迅速恢復(fù)制動(dòng)的能力。四、底盤系統(tǒng)布置3.制動(dòng)系統(tǒng)的布置（2）制動(dòng)系統(tǒng)的組成和形式四、底盤系統(tǒng)布置制動(dòng)系統(tǒng)主要部件：前后制動(dòng)器、制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)、真空助力器、制動(dòng)管路、駐車操縱機(jī)構(gòu)、駐車?yán)鞯龋恢苿?dòng)系統(tǒng)分類：液壓、氣壓、電控結(jié)合；制動(dòng)器形式和制動(dòng)管路布置種類（盤、蹄式，又分領(lǐng)從蹄方式；管路分I、X、H、L等方式。具體可參考書籍)3.制動(dòng)系統(tǒng)的布置（2）常見制動(dòng)器形式四、底盤系統(tǒng)布置領(lǐng)蹄（增勢(shì)蹄）從蹄（減勢(shì)蹄）制動(dòng)輪缸車橋?qū)蜾N進(jìn)油口活塞制動(dòng)鉗制動(dòng)塊制動(dòng)盤3.制動(dòng)系的布置(3)制動(dòng)系統(tǒng)布置要素：所有運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，制動(dòng)卡鉗及管路、ABS輪速傳感器線束及各球銷點(diǎn)不能出現(xiàn)發(fā)卡，摩擦現(xiàn)象，比如擺臂球銷與擋塵盤的間隙；制動(dòng)管路、駐車?yán)鞯墓潭ê瓦\(yùn)動(dòng)行程需要的控制。制動(dòng)時(shí)的操縱力大小和行程應(yīng)符合法規(guī)需要；踏板全行程內(nèi)不得碰到地板；行車制動(dòng)在產(chǎn)生最大制動(dòng)效能時(shí)的踏板力，對(duì)于乘用車不應(yīng)大于500N；液壓行車制動(dòng)在達(dá)到規(guī)定的制動(dòng)效能時(shí)，踏板行程不應(yīng)大于踏板全行程的四分之三；制動(dòng)器裝有自動(dòng)調(diào)整間隙裝置的機(jī)動(dòng)車的踏板行程不應(yīng)大于踏板全行程的五分之四，且乘用車不應(yīng)大于120mm，其它機(jī)動(dòng)車不應(yīng)大于150mm。制動(dòng)踏板和駐車手柄的位置應(yīng)符合人機(jī)工程學(xué)的要求四、底盤系統(tǒng)布置3.制動(dòng)系的布置(3)制動(dòng)系統(tǒng)布置要素：制動(dòng)