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課題一 認識汽車底盤,一、汽車總體構(gòu)造,汽車主要由以下四部分組成： 發(fā)動機、底盤、電氣設(shè)備和車身。,,除發(fā)動機系統(tǒng)以外的汽車其它組成部分,其它：車身、儀表及顯示、照明與信號、電氣與電子系統(tǒng)、空調(diào)、取暖及通風(fēng)、雨刷……,一、汽車總體構(gòu)造,1、發(fā)動機 發(fā)動機是汽車的動力裝置。它的作用是使供入其中的燃料燃燒而發(fā)出動力，即將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。 一般由機體、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供給系、冷卻系、潤滑系、點火系（汽油發(fā)動機采用）、起動系等部分組成。,一、汽車總體構(gòu)造,2、底盤 汽車底盤主要用于傳遞發(fā)動機發(fā)出的動力，使汽車產(chǎn)生運動和停止，并支撐車輛，保證汽車按照駕駛員的操縱正常行駛。 底盤由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系組成。,,,汽車底盤示意圖,一、汽車總體構(gòu)造,3、電氣設(shè)備 汽車的電氣設(shè)備主要由蓄電池、發(fā)電機、調(diào)節(jié)器、起動機、點火系、儀表、照明裝置、音響設(shè)備、刮水器等組成。其中蓄電池和發(fā)電機為電源設(shè)備， 汽車電氣設(shè)備分布于全車各個部位綜合起來有以下三個共同特點。 兩個電源：蓄電池和發(fā)電機這兩個電源協(xié)調(diào)供電。 低壓直流：電源電壓采用6V、12V、24V三種，其中以12V、24V居多，且都采用直流供電。 并聯(lián)單線、負極搭鐵。,一、汽車總體構(gòu)造,4、車身 車身包括駕駛室和各種型式的車箱，用以容納駕駛員、乘客和裝載貨物。 車身應(yīng)為全體乘員提供安全、舒適的乘坐環(huán)境，因此車身應(yīng)具有隔聲、減振、保溫、安全的功能。,二、汽車底盤的基本組成和功用,底盤的組成和功用 組成：傳動系、行駛系、制動系和轉(zhuǎn)向系。,1、傳動系 組成：指從發(fā)動機到驅(qū)動車輪之間所有動力傳遞裝置的總稱，包括離合器、變速器、傳動軸、萬向傳動裝置、驅(qū)動橋等組成。,1) 離合器：保證換檔平順，必要時中斷動力傳動。 2) 變速器：變速、降速增矩、變向、中斷動力傳動。 3) 萬向傳動裝置：實現(xiàn)有夾角和相對位置經(jīng)常發(fā)生變化的兩軸之間的動力傳動。 4) 主減速器：將動力傳給差速器，并實現(xiàn)降速增矩、改變傳動方向。 5) 差速器：將動力傳給半軸，并允許左右半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。 6) 半軸：將差速器的動力傳給驅(qū)動車輪。,汽 車 傳 動 系 統(tǒng),離合器的功能： 傳遞或中斷發(fā)動機扭矩 保證汽車平穩(wěn)起步，換檔平順 防止傳動系統(tǒng)過載,變速器的功能： 改變驅(qū)動輪的扭矩 汽車向后行駛 中斷發(fā)動機的扭力傳動,減速器的功能： 減速增扭 改變扭力的傳遞方向 差速器的功能： 允許左右車輪有不同轉(zhuǎn)速， 防止車輪與地面產(chǎn)生滑移 傳動軸的功能： 連接兩相交的軸 傳遞扭力,傳 動 軸 知 識,傳動軸按其重要部件——萬向節(jié)的不同，可有不同的分類。如果按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)的方向是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)傳動軸和撓性萬向節(jié)傳動軸。前者是靠零件的鉸鏈式聯(lián)接傳遞動力的，后者則靠彈性零件傳遞動力，并具有緩沖減振作用。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（如十字軸式萬向節(jié)）、準等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式萬向節(jié)、三銷軸式萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（如球籠式萬向節(jié)、球叉式萬向節(jié)）。等速與不等速，是指從動軸在隨著主動軸轉(zhuǎn)動時，兩者的轉(zhuǎn)動角速率是否相等而言的，當然，主動軸和從動軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的。 主、從動軸的角速度在兩軸之間的夾角變動時仍然相等的萬向節(jié)，稱為等速萬向節(jié)或等角速萬向節(jié)。它們主要用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋、斷開式驅(qū)動橋等的車輪傳動裝置中，主要用于轎車中的動力傳遞。當轎車為后輪驅(qū)動時，常采用十字軸式萬向節(jié)傳動軸，對部分高檔轎車，也有采用等速球頭的；當轎車為前輪驅(qū)動時，則常采用等速萬向節(jié)——等速萬向節(jié)也是一種傳動軸，只是稱謂不同而已。,十 字 節(jié) 傳 動 軸 結(jié) 構(gòu) 圖,2.行駛系 行駛系的功用是安裝部件、支撐汽車、緩和沖擊、吸收振動、傳遞和承受發(fā)動機與路面?zhèn)鱽淼母鞣N力和力矩，并通過驅(qū)動輪與路面間附著作用產(chǎn)生路面對汽車的牽引力；傳遞并承受路面作用于車輪的各種反力及其所形成的力矩； 它應(yīng)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)很好的配合，實現(xiàn)汽車行駛方向的正確控制，從而保證汽車行駛平順性和操作穩(wěn)定性。,組成：包括車架、懸架、車橋和車輪等 車架1是全車裝配和支撐的基礎(chǔ)，它將汽車的各相關(guān)總成連接成一個整體。車輪5和4分別安裝在從動橋6和驅(qū)動橋3上。為減少車輛在不平道路上行駛時車身所受到的沖擊和振動，在車橋與車架之間又安裝了彈性系統(tǒng)--前懸架7和后懸架2實現(xiàn)連接。在某些非整體式車橋的行駛系統(tǒng)中，兩側(cè)車輪的芯軸也可以分別通過各自的彈性懸架與車架連接，受力時各不干擾，即成為獨立懸架。,車 架：全車裝配的基體，將整車有機的連接為整體，并承受汽車的載荷。 車 橋：連接左右車輪，承受并傳遞由車輪傳來的載荷。 懸 架：將汽車行駛過程中車輪產(chǎn)生的力和力矩，傳遞到車架。并通過彈性、阻尼元件、導(dǎo)向桿系衰減汽車的振動，提高車輛的操縱穩(wěn)定性和平順性。 車 輪：支承整車，連接車身與地面；緩沖路面沖擊載荷；產(chǎn)生驅(qū)動力和制動力；汽車轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生側(cè)向抗力，并回正車輪；提高車輛的通過性。,車架是全車的裝配基體，它將汽車的各相關(guān)總成連接成一體，有些車沒有專門設(shè)計的車架，其功能利用車身來完成。,車橋主要是用來裝配系統(tǒng)的各種零部件，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)可分為整體式和分體式兩種，按照其作用可分為轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和支撐橋四種。,轉(zhuǎn)向橋,驅(qū)動橋,,,功能意義上的車橋,3.轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用是改變和保持汽車的行駛方向。汽車在行駛過程中經(jīng)常需要改變行駛方向，這時，駕駛員通過汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使汽車上的車輪相對于汽車縱軸線偏轉(zhuǎn)一定的角度。另外，當汽車直線行駛時，轉(zhuǎn)向輪往往會受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用而自行偏轉(zhuǎn)，改變汽車原來的行駛方向。此時，駕駛員可以通過汽車的轉(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。 現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三個基本部分組成的。,（1）機械轉(zhuǎn)向系,1-轉(zhuǎn)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),轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu),1.方向盤 2.轉(zhuǎn)向軸 3.轉(zhuǎn)向中間軸 4.轉(zhuǎn)向油管 5.轉(zhuǎn)向油泵 6.轉(zhuǎn)向油罐 7.轉(zhuǎn)向節(jié)臂 8.轉(zhuǎn)向橫拉桿 9.轉(zhuǎn)向搖臂 10.整體式轉(zhuǎn)向器 11.轉(zhuǎn)向直拉桿 12.轉(zhuǎn)向減振器,（1）轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu) 是駕駛員操縱轉(zhuǎn)向器的工作機構(gòu)，主要由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱等組成。 （2）轉(zhuǎn)向器 是將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動或齒條的直線往復(fù)運動，并對轉(zhuǎn)向操縱力進行放大的機構(gòu)。轉(zhuǎn)向器一般固定在汽車車架或車身上，轉(zhuǎn)向操縱機力通過轉(zhuǎn)向器后一般還會改變力的方向。 （3）轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu) 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運動傳給車輪，并使左右車輪按照一定關(guān)系進行偏轉(zhuǎn)的機構(gòu)。,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行強制減速甚至停車，使已停駛的汽車在各種道路條件下（包括在坡道上）穩(wěn)定駐車，使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。 對汽車起制動作用的只能是作用在汽車上的方向與汽車行駛方向相反的外力，而作用在行駛汽車上的滾動阻力、上坡阻力、空氣阻力雖然都能對汽車起一定的制動作用，但這些外力的大小都是隨機的、不可控制的。因此，汽車上必須裝設(shè)一些列專門裝置以實現(xiàn)上述功能，這樣的一系列各種裝置總稱為制動裝置。,一般汽車制動系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有行車制動和駐車制動兩套相互獨立的制動裝置，每一套制動裝置由制動器、制動傳動裝置組成。現(xiàn)代汽車行車制動裝置還裝設(shè)了防抱死制動裝置。防抱死制動裝置用以提高和改善制動系統(tǒng)的制動性能。制動系統(tǒng)一般由制動操縱機構(gòu)和制動器兩個主要部分組成。,三、汽車底盤的總體布置,1. 發(fā)動機前置后輪驅(qū)動（FR） 傳統(tǒng)的布置型式，應(yīng)用廣泛，用于各種車輛。 應(yīng)用范圍：大、中型載貨汽車，部分轎車、客車。 優(yōu)點:獲得比較合理的軸荷分布。 在滿載情況下可以獲得更好的動力性，并保證制動性。 方便布置； 便于維護和保養(yǎng)； 缺點： 需要較長的傳動軸，增加整車重量； 使用多個萬向節(jié)，降低了傳動系統(tǒng)的效率； 影響地板的布置。,,2. 發(fā)動機前置前輪驅(qū)動（FF） 多用于轎車，但豪華轎車不采用。 應(yīng)用范圍：大部分轎車。 發(fā)動機布置：可以橫置或縱置。 優(yōu)點： 無傳動軸穿過地板，增加乘坐空間。 相對于FR布置，可以獲得比較好的隔振效果； 傳動系統(tǒng)效率較高。 提高車輛的操縱穩(wěn)定性； 結(jié)構(gòu)緊湊； 缺點： 在車輛滿載時，質(zhì)心后移較多，影響動力性； 發(fā)動機艙布置部件過多，影響散熱和維修； 前輪既是轉(zhuǎn)向輪又是驅(qū)動輪，結(jié)構(gòu)和運動關(guān)系復(fù)雜。,(1),2),3. 發(fā)動機后置后輪驅(qū)動（RR） 應(yīng)用范圍：大、中型客車 優(yōu)點：容易做到前后軸荷的分配合理。 空間利用高； 降低車廂內(nèi)的噪聲。 缺點： 穩(wěn)定性差； 操縱距離長，操縱機構(gòu)復(fù)雜； 無迎風(fēng)，不容易散熱，發(fā)動機的冷卻條件差。,,4. 發(fā)動機前置全輪驅(qū)動（nWD） 應(yīng)用范圍：越野車、軍事車輛，高級轎車。 優(yōu)點：最大限度的利用地面附著條件，獲得盡可能大的牽引力。 缺點： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 成本高； 重量大；,,5. 發(fā)動機中置后輪驅(qū)動（MR） 應(yīng)用范圍：跑車、方程式賽車，一些大中型客車將臥式發(fā)動機裝在地板下面。 優(yōu)點： 可以采用較大功率的發(fā)動機。 將發(fā)動機放在駕駛員座椅之后和后軸之前，有利于獲得最佳的軸荷分配； 縮短了傳動軸的長度； 空間利用率較高； 散熱效果較好； 缺點： 穩(wěn)定性一般； 操縱距離較長，操縱機構(gòu)比較復(fù)雜；,,四、汽車行駛的基本原理,發(fā)動機動力→驅(qū)動力矩Mt →F0 →牽引力Ft 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Fw、坡度阻力Fi等。,汽車的驅(qū)動力Ft來自于發(fā)動機。發(fā)動機發(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Mt，力圖使車輪旋轉(zhuǎn)。在Mt的作用下，驅(qū)動車輪與路面接觸處對路面施加作用力F0，其方向與前進方向相反，其數(shù)值為Mt與車輪滾動半徑r之比，即F0=Mt/r。 在車輪向地面施加F0的同時，路面向汽車施加一個大小相等、方向相反的發(fā)作用力，這就是促使汽車行駛的驅(qū)動力Ft。,滾動阻力Ff是由車輪滾動時與路面的變形產(chǎn)生的，其大小與汽車總質(zhì)量、輪胎結(jié)構(gòu)和輪胎氣壓以及路面的性質(zhì)有關(guān)。 空氣阻力Fw是汽車行駛時空氣與汽車表面相互摩擦，同時車身前部受到迎面空氣流的壓力，車身后部因空氣渦流而產(chǎn)生的真空度，這三者所共同形成的阻礙汽車行駛的阻力，其大小與汽車形狀、汽車的正投影面積、汽車與空氣相對速度的平方成正比，尤其是當汽車速度很高時，空氣阻力相當大，將成為汽車行駛的主要阻力。 坡度阻力Fi是指汽車上坡時，由于汽車重力和坡度所引起的阻力，其大小決定于汽車總質(zhì)量和路面的縱向坡度。,汽車勻速行駛： Ft=Ff+Fw+Fi 汽車加速行駛： FtFf+Fw+Fi 汽車減速行駛或停駛時：FtFf+Fw+Fi 另外，汽車驅(qū)動力的大小不僅取決于發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩和傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，還取決于輪胎與路面的附著性能。,在平整的干硬路面上，車輪的附著作用是由于輪胎與路面存在著摩擦力，這個摩擦力阻礙車輪的滑動，是車輪能夠正常地向前滾動并承受路面的驅(qū)動力，如果驅(qū)動力大于摩擦力，車輪與路面之間就會發(fā)生滑動。在松動的路面上，除了輪胎與路面的摩擦阻礙車輪滑動外，還加上嵌入輪胎花紋凹處的軟地面凸起部分所起的抗滑作用。 由附著作用所決定的阻礙車輪滑動的力的最大值稱為附著力。用Fφ表示。,附著力Fφ與車輪所承受的垂直于路面的法向力G（附著重力）成正比，即Fφ φG。式中，稱為附著系數(shù)，其值與輪胎的類型及路面的性質(zhì)有關(guān)；附著重力G則是汽車總重力分配到驅(qū)動輪上的部分。 為使車輪在路面上不打滑，汽車驅(qū)動力Ft必須小于或等于附著力Fφ，即 Ft Fφ， 此式也成為汽車行駛的附著條件,五、汽車基本性能指標,1.動力性 2.燃料經(jīng)濟性 3.制動性 4.操縱穩(wěn)定性 5.平順性 6.通過性 7.環(huán)境安全性,1.動力性,動力性是汽車各種性能中最基本、最重要的性能。通常用汽車的最高車速、汽車的加速時間、汽車的最大爬坡度三個參數(shù)來評價，成為動力性指標。 （1）汽車的最高車速 汽車的最高車速是指在良好的混凝土或瀝青路面上汽車所能達到的最高行駛速度，用符號Vamax表示，單位為Km/h。一般轎車最高車速為130~200km/h，客車最高車速為90~130km/h，貨車最高車速為80~110km/h.同一類型車，發(fā)動機最大功率越高，汽車的最高車速就越大。,（2）汽車的加速時間 汽車的加速時間是指汽車在水平良好路面上由原地起步的加速時間和超車加速時間。汽車的加速時間表示汽車的加速能力，用符號t表示，單位為s。 ?原地地步加速時間 是指汽車從第1擋起步，并以最大的加速強度逐步換檔至最高檔后，到達某一距離或車速所需的時間。一般常用原地起步行駛，以0~400m距離所需的時間秒數(shù)來表示汽車原地起步加速能力，或用原地起步從0~100km/h行駛速度所需的時間來表示汽車原地起步加速能力。,?超車加速時間 是指用最高擋或次高擋由某一車速全力加速至某一高速所需要的時間。 超車加速能力強，與被超車的并行行程短，行駛就安全。,（3）汽車最大爬坡度 汽車的最大爬坡度是指汽車滿載時在良好路面上以1擋行駛時可爬越的最大坡度，常用每百米水平距離內(nèi)坡道的升高量h與百米之比值Imax或角度αmax來表示。,2.汽車的燃料經(jīng)濟性,汽車的燃料經(jīng)濟性是指汽車以最小的燃料消耗量完成運輸工作的能力，是汽車的主要使用性能之一。汽車的燃料經(jīng)濟性常用一定運行工況下汽車行駛百公里的燃料消耗量或一定燃料量能夠使汽車行駛的里程來衡量。 我國的燃料經(jīng)濟性能指標為百公里燃油消耗量，即行駛100km所消耗的燃油升數(shù)，單位為L/100km。百公里燃油消耗量分為等速行駛百公里燃油消耗量和循環(huán)工況行駛百公里燃油消耗量。循環(huán)工況是指具有不同車速---時間規(guī)范的加速、減速、怠速停車、制動等工況的循環(huán)工況。,3.汽車制動性,汽車制動性是指汽車行駛時能在短時間內(nèi)停車并且維持行駛方向的穩(wěn)定性和在下長坡連續(xù)制動能維持一定車速的能力。 汽車制動性能包括制動效能、制動效能的恒定性、制動時的方向穩(wěn)定性三個方面。,a.制動效能是指汽車在行駛中迅速減速到停車狀態(tài)的能力，通常用制動距離、制動減速度作為評價指標。 b.制動效能的恒定性是指汽車在高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能的穩(wěn)定程度，通常用熱衰退率表示。所謂熱衰退，是指汽車行駛時的動能通過制動器吸收轉(zhuǎn)換為熱能的過程中制動溫度升高，制動力矩下降、制動減速度減小，制動距離增大的現(xiàn)象。 c.制動時的方向穩(wěn)定性是指汽車在制動中不發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力保持不偏離原來路徑的能力。,(3) 制動時汽車的方向穩(wěn)定性,跑偏,側(cè)滑,前輪失去轉(zhuǎn)向能力,彎道制動時，汽車不再按原來彎道行駛而沿彎道切線方向駛出和直線行駛制動時轉(zhuǎn)動方向盤汽車仍按直線方向行駛的現(xiàn)象。,制動時汽車自動向左或向右偏駛的現(xiàn)象。,制動時汽車的某一軸或兩軸發(fā)生橫向移動。最危險的情況是在高速制動時發(fā)生后軸側(cè)滑。,,,,4.汽車的操縱穩(wěn)定性,汽車的操縱穩(wěn)定性是指汽車的操縱性和穩(wěn)定性。操縱性是指汽車能夠準確響應(yīng)駕駛員的操作，維持或改變原行駛方向的能力。穩(wěn)定性是指汽車受到外界干擾時保持穩(wěn)定行駛的能力。,5.汽車平順性,汽車平順性是指汽車在以正常速度行駛過程中，要保證乘員在汽車振動時不致引起不舒適和疲勞感覺，所運貨物要保持完好。汽車平順性反應(yīng)了汽車對路面不平度的隔振特性。,6.汽車通過性,汽車通過性是指汽車在一定裝載質(zhì)量下能以足夠高的平均車速通過松軟地面、坎坷不平地段等壞路或無路地帶和陡坡、側(cè)坡、壕溝、臺階等障礙的能力。,7.汽車環(huán)境安全性,汽車環(huán)境安全性是指汽車控制有害物排放和噪聲，保證人類和環(huán)境安全的能力。 汽車有害物排放分為蒸發(fā)排放和廢氣排放兩類。 蒸發(fā)排放是指由汽油機曲軸箱、燃油箱及燃油管路滲漏蒸發(fā)的有害氣體。通過采用封閉的燃油箱及通風(fēng)裝置以及活性炭吸收裝置，可以有效地控制蒸發(fā)排放。 廢氣排放是指汽車發(fā)動機工作時排放的含有有害物質(zhì)的廢氣?？梢酝ㄟ^控制汽油機的空燃比和點火定時，控制柴油機的噴油率和噴油定時，以及控制發(fā)動機的各種排放后處理系統(tǒng)來減少汽車廢氣的排放。,汽車噪聲分為車內(nèi)噪聲和車外噪聲。車內(nèi)噪聲主要由兩種路徑：通過空氣傳遞和振動傳遞?？諝鈧鬟f的是發(fā)動機的聲音、輪胎的聲音、行駛時的風(fēng)聲等；振動傳遞的是發(fā)動機的振動、傳動系統(tǒng)的振動和路面的振動等。車外噪聲主要來源于發(fā)動機的排氣噪聲和輪胎行駛時的花紋噪聲?？梢酝ㄟ^多種措施降低汽車噪聲，達到汽車有關(guān)法規(guī)要求。,