2.1汽车发动机基础知识（课件）-《汽车构造与拆装》同步教学（电子工业版）

汽车底盘构造与拆装 任务一 汽车发动机基础知识 任务目标 ●知识目标 1.掌握行驶系统的功用与组成。 2.掌握车架的类型与特点。 3.掌握悬架的功用及基本组成。 4.掌握悬架的类型及特点。 5.掌握轮胎的结构与特点。 ●能力目标 1.能够独立完成悬架的拆装 。 任务引入 汽车行驶在道路上，尤其是行驶在崎岖的山路或无路地区，由于路面的不平，会造成汽车激烈颠簸，极大地影响汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和安全性。为此、汽车通过行驶系统来缓解路面不平引起的冲击 3 一、行驶系统的功用与组成 相关知识 汽车行驶系统的功用是接收传动系统传来的发动机转矩，并产生驱动力；承受汽车的总质量，传递并承受路面作用于车轮上的各个方面的反力及转矩；缓冲减振，保证汽车行驶的平顺性；与转向系统协调配合工作，控制汽车的行驶方向。 行驶系统一般由车架、车桥、悬架和车轮组成。 4 二、车架 车架就是支承车身的基础构件，一般称为底盘大梁架。 汽车按其结构形式可分为 边梁式车架 中梁式车架 综合式车架 无梁式车架 边梁式车架 2 中梁式车架只有一根位于中央的纵梁，如图 2-2 所示。 中梁式车架 2 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接，如图 2-1 所示。 综合式车架 3 综合式车架前部是边梁式，后部是中梁式，如图 2-3 所示。 无梁式车架 4 无梁式车架是以车身兼代车架，所有的总成和零部件都安装在车身上，作用于车身的各种力矩均由车身承受。这种车身也叫承载式车身，如图 2-4 所示。 三、车桥 车桥通过悬架与车架相连，两端安装车轮。其功能是传递车架与车轮之间各方向作用力，按位置可分为前桥、后桥，如图 2-5 所示。 根据驱动方式的不同，车桥也分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种。 转向桥 1 转向桥利用车桥中的转向节使车轮偏转一定角度实现汽车的转向。除承受垂直载荷外，还承受纵向力、侧向力，以及这些力造成的力矩。各种车型的转向桥，其结构基本相同，都由前轴、转向节、主销和轮毂四部分组成。转向桥采用非独立悬架的是整体桥，采用独立悬架的是断开桥。整体式转向桥如图 2-6 所示。 转向驱动桥的结构和一般驱动桥一样，由主减速器、差速器、半轴和桥壳组成，也有一般转向桥所具有的转向节壳体、主销和轮毂等，如图 2-8 所示。 四、悬架 悬架的组成 1 悬架系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避振器组成的整个支持系统。 悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称。其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的振动，以保证汽车能平顺地行驶。悬架位置分布图如图 2-9 所示。 悬架由弹性元件、减振器和导向机构（横向稳定杆、摆臂、纵向推力杆）等组成。 （1） 弹性元件的种类 汽车悬架系统所用的弹簧主要有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧和油气弹簧等。 （1）钢板弹簧。 它由单片或若干片长度不同、宽度相等、厚度可以相等也可以不相等的弹簧钢板叠成，如图 2-10 所示。 （2）螺旋弹簧。 它是前后悬架中最常见的弹簧，如图 2-11 所示。螺旋弹簧有线性和非线性两种。 （3）扭杆弹簧。 它是具有扭转弹性的弹簧钢制成的杆，如图 2-12 所示。 （4）油气弹簧。 它是以惰性气体（一般为氮气）作为弹性介质，以油液作为传力介质的气体弹簧，利用气体的可压缩性来执行弹簧缓冲的作用，如图 2-13 所示。油气弹簧的结构有单气室油气弹簧、双气室油气弹簧。 （5）空气弹簧。 它是一般用于电子悬架系统中，如图 2-14 所示。 （2） 减振器 减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动，减振器在车上与弹性元件并联安装 , 如图 2-15所示。 减振器按减振作用的行程不同，可分为双向作用式减振器和单向作用式减振器两种。 （1）双向作用式减振器。 伸张和压缩行程都能起到减振作用的减振器，如图2-16所示。 双向作用式减振器的工作有压缩和伸张两个行程，工作原理见表 2-1。 （2）单向作用式减振器。 只在伸张行程起到减振作用的减振器。 （3）充气式减振器。 充气式减振器的结构特点是：在缸筒的下部装有一个浮动活塞，在浮动活塞与缸筒形成的密闭气室中充有高压氮气。浮动活塞之上是减振器油液。浮动活塞上装有大断面的 O 形密封圈，将油和气完全分开，此活塞亦称封气活塞。充气式减振器如图 2-17 所示 （4）阻力可调式减振器。 阻力可调式减振器的工作过程是：当汽车的载荷增加时，空气囊中的气压升高，则气室内的气压也随之升高，使膜片向下移动与弹簧产生的压力相平衡。与此同时，膜片带动与它相连的柱塞杆和柱塞下移，使得柱塞相对空心连杆上的节流孔的位置发生变化，结果减小了节流孔的通道截面积，即减少了油液流经节流孔的流量，从而增加了油液流动阻力。 阻力可调式减振器结构图如图 2-18 所示。 （3） 导向机构 导向机构是传力机构，其作用一是传递各个方向的力和力矩，二是使车轮按一定轨迹相对于车架和车身跳动。汽车在行驶过程中，车轮的运动轨迹应符合一定的要求，否则对汽车的某些行驶性能会有不利的影响。导向机构位置图如图 2-19 所示。 （4） 横向稳定杆 横向稳定杆的作用是防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜。横向稳定杆位置图如图 2-20 所示。 图 2-21为横向稳定杆工作示意图 悬架的种类 2 非独立悬架又称整体式悬架。两侧车轮由一根整体式车桥相连，车轮与车桥一起通过悬架与车架连接，左右车轮运动相互影响，容易产生颤动摇摆现象，广泛应用于货车的前、后悬架和一些轿车的后悬架。非独立悬架按采用的弹性元件不同，可分为钢板式、螺旋弹簧式、空气弹簧式、油气弹簧式。在此主要介绍钢板式、螺旋弹簧式、空气弹簧式三种常见的非独立悬架。 （1） 非独立悬架 （1）钢板式非独立悬架。 钢板弹簧被用作非独立悬架的弹性元件，由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系统大为简化，广泛用于货车的前、后悬架中。钢板弹簧式非独立悬架如图 2-22 所示。 （2）螺旋弹簧式非独立悬架。 螺旋弹簧式非独立悬架一般只作为乘用车的后悬架。螺旋弹簧作为弹性元件只能承受垂直载荷，所以其悬架系统要加设导向机构和减振器。 螺旋弹簧非独立悬架结构与实物图如图 2-23所示。 （3）空气弹簧式非独立悬架。 汽车在行驶时，由于载荷和路面的变化，要求悬架刚度随之变化。车身高度随使用要求可以调节，空气弹簧式非独立悬架可以满足这一要求。空气弹簧式非独立悬架如图 2-24 所示。 独立式悬架采用的车桥是断开式的。两侧车轮分别独立地与车架或车身弹性连接，当一侧车轮受到冲击时，其运动不会影响另一侧车轮。 独立悬架按弹性元件采用不同分为螺旋弹簧式、钢板弹簧式、扭杆弹簧式、气体弹簧式。采用较多的是螺旋弹簧式；根据导向机构不同的结构特点可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式、麦弗逊式、单斜臂式独立悬架，如图 2-25 所示。 （） 独立悬架 （1）横臂式独立悬架。 横臂式独立悬架是指车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬架，按横臂的数量分为单横臂式和双横臂独立式悬架。 单横臂式独立悬架多应用在后悬架上，但由于不能适应高速行驶的要求，目前应用不多。 双横臂式独立悬架按上下横臂是否等长，又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种独立悬架。 不等长双横臂独立式悬架如图 2-26 所示。 （2）纵臂式独立悬架。 纵臂式独立悬架是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架结构，又分为单纵臂式和双纵臂式两种形式。 单纵臂独立式悬架如图2-27所示。双纵臂独立式悬架如图 2-28 所示。 （4）烛式独立悬架。 烛式独立悬架的结构特点是车轮沿主销轴线上下移动，如图 2-30 所示。 （5）麦弗逊式独立悬架。 麦弗逊式独立悬架也称滑柱连杆式独立悬架， 减振器可兼作转向主销，转向节可以绕着它转动，如图 2-31 所示。 （6）单斜臂式独立悬架。 单斜臂式独立悬架是介于单横臂与单纵臂之间的一种悬架结构（图 2-32）。 五、车轮和轮胎 车轮 1 （1） 车轮的类型 车轮用于安装轮胎，承受轮胎与车轮之间的各种作用力和力矩。车轮由轮毂、轮辋和轮辐组成。按照轮辐结构的不同，可分为辐板式和辐条式车轮。 （1）辐板式车轮。 它应用广泛，其轮毂和轮辋由冲压而成的钢质圆盘连接起来，如图 2-33 所示。 （2）辐条式车轮。 它采用几根可锻铸的空心轮辐将轮毂和轮辋连在一起，如图 2-34 所示。 （2） 轮辋的类型 轮辋的常见形式主要有深槽轮辋、平底轮辋和对开式轮辋。 （1）深槽轮辋。 深槽轮辋是一种整体轮辋，其断面中部为一深凹槽，可使轮胎拆装方便，如图 2-35 所示，主要用于轿车及轻型越野汽车。 （2）平底轮辋。 平底轮辋的结构形式很多，如图 2-36 所示的轮辋断面中部是平直的。挡圈是整体的，用一个开口弹性锁圈来将挡圈固定在轮辋上。 （3）对开式轮辋。 对开式轮辋由内外两部分组成，其内外轮辋的宽度可以相等，也可以不等，两者用螺栓连成一体，如图 2-37 所示。 轮胎 2 （1） 轮胎分类 汽车轮胎按胎体结构不同可分为充气轮胎和实心轮胎。实心轮胎用于低速汽车或重型挂车，现在已经很少使用。 （1）按组成结构分类。 内胎轮胎如图 2-38 所示。 无内胎轮胎如图 2-39 所示。 （2）按其胎体内帘线排列方向分类。 普通斜交轮胎如图 2-40 所示，子午线轮胎如图 2-41 所示。 （2） 轮胎组成 轮胎按结构可分为斜交胎和子午胎。两者结构基本一致，只是由于胎体结构帘布层排列上的差异而存在一些差别。子午线轮胎结构与组成如图 2-42 所示。 （1）胎面。 胎面直接和路面接触的部分是外胎的外表层，包括胎冠、胎肩、胎侧三部分。 （2）胎体。 作为轮胎最重要的结构，整个内层帘布称为胎体。胎体的主要作用是维持气压、承受垂直负荷吸收振动。 （3）带束层。 它是子午线轮胎或带束斜交轮胎的胎面与胎体之间的一个强化层。它的功能与缓冲层相似，通过紧紧包裹胎体，以增加胎面的刚性。 （4）胎圈（直接和轮辋接触的部分）。 胎圈把轮胎附在轮辋上，在接口处包覆帘布。胎圈由胎圈钢丝、胎圈、胎圈包布和其他零件组成。胎圈的设计一般能够紧凑地绕着轮辋，并保证万一气压突然增大时，轮胎也不会脱离轮辋。 （3） 轮胎花纹 轮胎胎面和地面接触，除了要保护轮胎滚动中胎体免受地面损伤，还希望有很好的附着力，为轮胎提供足够的牵引力、制动力、转弯力，以便汽车在各种路面上可靠行驶。轮胎具有的附着力除了与胎面材料性质有关外，很大程度上还依靠轮胎的花纹来保证。胎面上的花纹有多种形状，归纳起来大体可以分成几大类，如图 2-43 所示。 （4） 轮胎规格 轮胎的规格是根据使用要求和尺寸大小确定的。轮胎尺寸必须标在轮胎的侧面。轮胎规格大体由下面几部分组成。 （1）轿车轮胎规格表示法。 轮胎规格标记如图 2-44 所示。 （2）轮胎的扁平率计算。 轮胎断面高度 H 与宽度 B 之比以百分比表示，称为轮胎的扁平率，如图 2-45 所示。 （5） 轮胎换位 轮胎换位可使胎面磨损均匀，能充分合理地使用轮胎，并延长轮胎的使用寿命。轮胎换位根据轮胎的不同特点采用不同的换位方法，如图 2-46 所示。 任务实践 实践名称 汽车悬架的拆装。 工作准备 实训车辆、举升机、拖顶、弹簧压缩器、常用拆装工具等。 实践要求与注意事项 （1）明确操作规范和职责范围，预防潜在危险。 （2）实践操作过程中保持场地卫生及安全，不嬉戏打闹。 （3）在使用举升机的过程中应上好保险后再开始工作。 （4）使用维修手册时，要注意避免破损，手册与使用车型相对应。 操作步骤及方法检修 （1） 汽车前悬架的拆装 （1）拆卸汽车前悬架，停放好车辆，将车辆用举升机稍稍顶起，拧松车轮紧固螺栓，如图2-47所示。 （2）将车辆升至工作位置，取下车轮，如图 2-48 所示。 （3）打开发动机舱，在四周铺上防护垫，如图 2-49 所示。 （4）用扳手拆下转向节螺母和螺栓，如图 2-50 所示。 （5）从前滑竿上拆下稳定杆连杆螺母，取下连杆，如图 2-51 所示。 （6）将制动软管从减振器上分离，如图 2-52 所示。 （7）拆下支撑罩，如图 2-53 所示。 （8）松开固定螺栓，取下螺母和支撑板，如图 2-54 所示。 （9）用拖顶支撑悬架下端，松开减振器下端螺栓，取出减振器总成，如图 2-55 所示。 （10）用弹簧压缩器压住减振弹簧，如图 2-56 所示。 （11）松开固定螺母，取下减振弹簧上盖，如图 2-57 所示。 （12）取下弹簧和防尘套，如图 2-58 所示。 （13）取出减振垫、下隔振垫，如图 2-59 所示。 （14）安装。按照拆卸过程的相反顺序安装。 （2） 汽车后悬架的拆装 （1）拆卸汽车后悬架，将车辆升于工作位置，取下车轮，如图 2-60 所示。 （2）用拖顶举起后桥，如图 2-61 所示。 （3）拆下减振器上部紧固螺栓，如图 2-62 所示。 （4）放下拖顶，拆下减振器下部螺栓，如图 2-63 所示。 （5）取下减振器，如图 2-64 所示。 （6）用撬棍压下后桥，取出减振弹簧，如图 2-65 所示。 （7）取下减振器防尘套，如图 2-66 所示。 （8）安装。按照拆卸过程的相反顺序安装。 $$