汽車學2(底盤篇)

底盤介紹

底盤車輛[註 1]的車底主框架。所有車輛的動力部分,包括引擎車軸變速箱差動器等以及懸掛系統都安裝於底盤上。

部份車輛設計為底盤與車身分開,而其結構已實現汽車動力的基本功能,所以此種設計的車輛可以在沒有車身的情況下行駛,大部份重型車都是此類設計。而另一部份底盤設計成與車身一體化,即車身與底盤為一完整結構,這種設計多出現於私家車上。

在商用車市場,有的廠商甚至出售只包括底盤的貨車和未有裝配車身的客車底盤。專用車生產商在購買的底盤上再開發特殊用途的車輛,比如消防車、升降車等。而在軍用方面,把坦克的底盤拿來改成裝甲架橋車裝甲回收車乃至自走炮等也是非常常見的做法。

底盤分類

底盤一共分成4類 , 分別為 : 傳動系統 , 煞車系統 , 懸吊系統 , 轉向系統 . 共4類

傳動系統 :

傳動系的基本功用與組成

汽車傳動系的基本功用是將發動機發出的動力傳給驅動車輪。

傳動系的組成及其在汽車上的佈置形式,取決於發動機的形式和性能、汽車總體結構形式、汽車行駛系及傳動系本身的結構形式等許多因素。目前廣泛應用于普通雙軸貨車上並與內燃機配用的機械式傳動系的組成及佈置形式 (如圖1-1)

發動機縱向佈置在汽車前部,並且以後輪為驅動輪。圖中有標號的部分為傳動系。發動機發出的動力依次經過離合器1、變速器2、由萬向節3和傳動軸8組成的萬向傳動裝置以及安裝在驅動橋4中的主減速器7、差速器5和半軸6傳到驅動輪。

傳動系的首要任務是與發動機協同工作,以保證汽車在不同使用條件下正常行駛,並具有良好的動力性和燃油經濟性。為此,任何形式的傳動系都必須具有以下的功能。

1、減速增扭

2、實現汽車倒駛

3、必要時中斷傳動

4、差速作用

根據汽車傳動系中傳動元件的特徵,傳動系可分為機械式、液力機械式、靜液式(容積液壓式)、電力式等。

煞車系統 :

煞車是指一種令交通工具從前進中停止下來的制動系統,透過使车辆車輪的轉動減慢來停車。 一般來說,都是透過以生鐵或複合陶瓷(材料有:碳、二氧化硅或Kevlar纤维等)制成的煞車碟,連接到車軸上,與煞車片來產生摩擦力而使汽車停止。 另外,對於大型車輛及鐵路車輛,有使用液壓、空氣制動或電阻制動等其他刹停車輛的方法。

懸吊系統 :

懸吊系統,亦稱為懸掛系統懸載系統(英語:Suspension),乃是一種由彈簧減震筒連桿所構成的車用系統,用於連接車輛與其車輪,一台車輛的前輪與後輪懸吊設計有可能會使用不同設計。懸吊系統扮演雙重的角色,讓車輛的操控煞車合乎良好的動態安全與操駕樂趣,並保持車主的舒適性及隔絕適當的路面噪音、彈跳與震動。這些特性通常都互相牽制,因此懸吊的調整就必須找到兩者兼顧的設定。懸吊系統同時也保護車輛本身或車上的貨物行李,避免因顛簸而損壞或磨耗。

這篇條目主要是有關四輪(或多輪)車輛的懸吊。若需要兩輪車輛懸吊的相關資料,可參閱機車懸吊、單車懸吊。

轉向系統 :

轉向系統的功能是保證汽車能按駕駛員的意志進行轉向行駛。同時對操縱穩定性有一定的影響。

對轉向系統的要求:

(1)要求工作可靠,操縱輕便。

(2)轉向機構還應能減小地面傳到轉向盤上的衝擊,並保持適當的"路感"。 (3)當汽車發生碰撞時,轉向裝置應能減輕或避免對駕駛員的傷害。

轉向系統按能源的不同分為機械轉向系和動力轉向系兩大類。機械轉向系以駕駛員的體力作為轉向能源,其中所有傳力件為機械的。機械轉向器由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構組成。動力轉向系是在機械轉向系的基礎上加設一套轉向加力裝置而行成的。

駕駛員對轉向盤1施加的轉向力矩通過轉向軸2輸入轉向器8。從轉向盤到轉向傳動軸這一系列零件即屬於轉向機械式轉向系統操縱機構。作為減速傳動裝置的轉向器中有1、2級減速傳動副(圖所示轉向系統中的轉向器為單級減速傳動副)。經轉向器放大後的力矩和減速後的運動傳到轉向橫拉杆6,再傳給固定於轉向節3上的轉向節臂5,使轉向節和它所支承的轉向輪偏轉,從而改變了汽車的行駛方向。這裡,轉向橫拉杆和轉向節臂屬於轉向傳動機構。

動力轉向系統:兼用駕駛員體力和發動機(或電機)的動力為轉向能源的轉向系統,它是在機械轉向系統的基礎上加設一套轉向加力裝置而形成的。其中屬於轉向加力裝置的部件是:轉向油泵5、轉向油管4、轉向油罐6以及位於整體式轉向器10內部的轉向控制閥及轉向動力缸等。當駕駛員轉動轉向盤1時,轉向搖臂9擺動,通過轉向直拉杆11、橫拉杆8、轉向節臂7,使轉向輪偏轉,從而改變汽車的行駛方向。

轉向器及轉向操縱機構

一、轉向器主要有齒輪齒條式、迴圈球-齒條齒扇式、迴圈球曲柄指銷式和蝸杆曲柄指銷式等。齒輪齒條式轉向器分兩端輸出式和中間(或 上圖動力轉向系統單端)輸出式兩種。采用齒輪齒條式轉向器可以使轉向傳動機構簡化(不需轉向搖臂和轉向直拉杆等),齒輪齒條無間隙嚙合無須調整,而且逆傳動效率很高。

二、轉向操縱機構

轉向操縱機構由方向盤、轉向軸、轉向管柱等組成,它的作用是將駕駛員轉動轉向盤的操縱力傳給轉向器。

安全轉向操縱機構 此類轉向操縱機構當發生撞車時,上下兩段相互分離或相互滑動,並吸收一部分能量,從而有效地防止轉向盤對駕駛員的傷害。

(1)鋼球滾壓變形式的轉向操縱機構

(2)波紋管變形吸能式轉向操縱機構

轉向傳動機構

汽車轉向時轉向傳動機構的功用是將轉向器輸出的力和運動傳到轉向橋兩側的轉向節,使兩側轉向輪偏轉,且使兩轉向輪偏轉角按一定關係變化,以保證汽車轉向時車輪與地面的相對滑動盡可能小。

要使各車輪都只滾動不滑動,各車輪必須圍繞一個中心點O轉動,如圖4-1-11所示。顯然這個中心要落在後軸中心線的延長線上,並且左、右前輪也必須以這個中心點O為圓心而轉動。

為了滿足上述要求,左、右前輪的偏轉角應滿足如下關係:

ctga = ctgb + B/L

與非獨立懸架配用的轉向傳動機構:主要包括轉向搖臂2、轉向直拉杆3轉向節臂4和轉向梯形。

當轉向輪獨立懸掛時,每個轉向輪都需要相對於車架作獨立運動,因而轉向橋必須是斷開式的。與此相應,轉向傳動機構中的轉向梯形也必須是斷開式的。 轉向直拉杆的作用是將轉向搖臂傳來的力和運動傳給轉向梯形臂(或轉向節臂)。它所受的力既有拉力、也有壓力。

直拉杆的典型結構如圖所示。在轉向輪偏轉或因懸架彈性變形而相對于車架跳動時,轉向直拉杆與轉向搖臂及轉向節臂的相對運動都是空間運動,為了不發生運動干涉,上述三者間的連接都採用球銷。

隨著車速的提高,現代汽車的轉向輪有時會產生擺振(轉向輪繞主銷軸線往復擺動,甚至引起整車車身的振動),這不僅影響汽車的穩定性,而且還影響汽車的舒適性、加劇前輪輪胎的磨損。在轉向傳動機構中設置轉向減振器是克服轉向輪擺振的有效措施。轉向減振器的一端與車身(或前橋)鉸接,另一端與轉向直拉杆(或轉向器)鉸接。

上圖為 (1-1)

下圖為 傳動系統

下圖為 煞車系統

下圖為 懸吊系統

下圖為 轉向系統