課題一認識汽車底盤第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四一、汽車總體構造汽車主要由以下四部分組成：發動機、底盤、電氣設備和車身。第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四除發動機系統以外的汽車其它組成部分發動機行駛系統傳動系統轉向系統制動系統其它：車身、儀表及顯示、照明與信號、電氣與電子系統、空調、取暖及通風、雨刷……第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四一、汽車總體構造1、發動機發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出動力，即將熱能轉變為機械能。一般由機體、曲柄連桿機構、配氣機構、供給系、冷卻系、潤滑系、點火系（汽油發動機采用）、起動系等部分組成。第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四一、汽車總體構造2、底盤汽車底盤主要用于傳遞發動機發出的動力，使汽車產生運動和停止，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、轉向系和制動系組成。第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四汽車底盤示意圖第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四一、汽車總體構造3、電氣設備汽車的電氣設備主要由蓄電池、發電機、調節器、起動機、點火系、儀表、照明裝置、音響設備、刮水器等組成。其中蓄電池和發電機為電源設備，汽車電氣設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：蓄電池和發電機這兩個電源協調供電。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。并聯單線、負極搭鐵。第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四一、汽車總體構造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。車身應為全體乘員提供安全、舒適的乘坐環境，因此車身應具有隔聲、減振、保溫、安全的功能。第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四二、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、制動系和轉向系。第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四1、傳動系組成：指從發動機到驅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、驅動橋等組成。第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四1)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：實現有夾角和相對位置經常發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速旋轉。6)半軸：將差速器的動力傳給驅動車輪。第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四汽車傳動系統第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四離合器的功能：傳遞或中斷發動機扭矩保證汽車平穩起步，換檔平順防止傳動系統過載第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四變速器的功能：改變驅動輪的扭矩汽車向后行駛中斷發動機的扭力傳動第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四減速器的功能：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速，防止車輪與地面產生滑移傳動軸的功能：連接兩相交的軸傳遞扭力第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四傳動軸知識傳動軸按其重要部件——萬向節的不同，可有不同的分類。如果按萬向節在扭轉的方向是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節傳動軸和撓性萬向節傳動軸。前者是靠零件的鉸鏈式聯接傳遞動力的，后者則靠彈性零件傳遞動力，并具有緩沖減振作用。剛性萬向節又可分為不等速萬向節（如十字軸式萬向節）、準等速萬向節（如雙聯式萬向節、三銷軸式萬向節）和等速萬向節（如球籠式萬向節、球叉式萬向節）。等速與不等速，是指從動軸在隨著主動軸轉動時，兩者的轉動角速率是否相等而言的，當然，主動軸和從動軸的平均轉速是相等的。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，稱為等速萬向節或等角速萬向節。它們主要用于轉向驅動橋、斷開式驅動橋等的車輪傳動裝置中，主要用于轎車中的動力傳遞。當轎車為后輪驅動時，常采用十字軸式萬向節傳動軸，對部分高檔轎車，也有采用等速球頭的；當轎車為前輪驅動時，則常采用等速萬向節——等速萬向節也是一種傳動軸，只是稱謂不同而已。第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四十字節傳動軸結構圖第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四2.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、傳遞和承受發動機與路面傳來的各種力和力矩，并通過驅動輪與路面間附著作用產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，并且與汽車轉向系統很好的配合，實現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定性。第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

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，它將汽車的各相關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--前懸架7和后懸架2實現連接。在某些非整體式車橋的行駛系統中，兩側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。第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

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生的力和力矩，傳遞到車架。并通過彈性、阻尼元件、導向桿系衰減汽車的振動，提高車輛的操縱穩定性和平順性。

車輪：支承整車，連接車身與地面；緩沖路面沖擊載荷；產生驅動力和制動力；汽車轉彎時產生側向抗力，并回正車輪；提高車輛的通過性。第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四車架是全車的裝配基體，它將汽車的各相關總成連接成一體，有些車沒有專門設計的車架，其功能利用車身來完成。第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四車橋主要是用來裝配系統的各種零部件，根據具體結構可分為整體式和分體式兩種，按照其作用可分為轉向橋、驅動橋、轉向驅動橋和支撐橋四種。第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四轉向橋驅動橋功能意義上的車橋第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四3.轉向系統轉向系統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常需要改變行駛方向，這時，駕駛員通過汽車轉向系統使汽車上的車輪相對于汽車縱軸線偏轉一定的角度。另外，當汽車直線行駛時，轉向輪往往會受到路面側向干擾力的作用而自行偏轉，改變汽車原來的行駛方向。此時，駕駛員可以通過汽車的轉向系統使轉向輪向相反的方向偏轉，保持汽車原來的行駛方向。現代汽車轉向系統是由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構三個基本部分組成的。第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四（1）機械轉向系

1-轉向盤2-轉向軸3-轉向萬向節4-轉向傳動軸5-轉向器6-轉向搖臂7-轉向直拉桿8-轉向節臂9-左轉向節10、12梯形臂11-轉向橫拉桿13-右轉向節轉向操縱機構、轉向器、轉向傳動機構

第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四1.方向盤2.轉向軸3.轉向中間軸4.轉向油管5.轉向油泵6.轉向油罐7.轉向節臂8.轉向橫拉桿9.轉向搖臂10.整體式轉向器11.轉向直拉桿12.轉向減振器第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四（1）轉向操縱機構是駕駛員操縱轉向器的工作機構，主要由轉向盤、轉向軸、轉向管柱等組成。（2）轉向器是將轉向盤的轉動變為轉向搖臂的擺動或齒條的直線往復運動，并對轉向操縱力進行放大的機構。轉向器一般固定在汽車車架或車身上，轉向操縱機力通過轉向器后一般還會改變力的方向。（3）轉向傳動機構轉向傳動機構是將轉向器輸出的力和運動傳給車輪，并使左右車輪按照一定關系進行偏轉的機構。第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四4.制動系統制動系統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）穩定駐車，使下坡行駛的汽車速度保持穩定。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，汽車上必須裝設一些列專門裝置以實現上述功能，這樣的一系列各種裝置總稱為制動裝置。第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四一般汽車制動系統應設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。現代汽車行車制動裝置還裝設了防抱死制動裝置。防抱死制動裝置用以提高和改善制動系統的制動性能。制動系統一般由制動操縱機構和制動器兩個主要部分組成。第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四三、汽車底盤的總體布置1.發動機前置后輪驅動（FR）傳統的布置型式，應用廣泛，用于各種車輛。應用范圍：大、中型載貨汽車，部分轎車、客車。優點: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；缺點：需要較長的傳動軸，增加整車重量；使用多個萬向節，降低了傳動系統的效率；影響地板的布置。第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四2.發動機前置前輪驅動（FF）多用于轎車，但豪華轎車不采用。應用范圍：大部分轎車。發動機布置：可以橫置或縱置。優點：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；傳動系統效率較高。提高車輛的操縱穩定性；結構緊湊；缺點：在車輛滿載時，質心后移較多，影響動力性；發動機艙布置部件過多，影響散熱和維修；前輪既是轉向輪又是驅動輪，結構和運動關系復雜。第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四(1)第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四2)

第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四3.發動機后置后輪驅動（RR）應用范圍：大、中型客車優點：容易做到前后軸荷的分配合理。空間利用高；降低車廂內的噪聲。缺點：穩定性差；操縱距離長，操縱機構復雜；無迎風，不容易散熱，發動機的冷卻條件差。第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四4.發動機前置全輪驅動（nWD）應用范圍：越野車、軍事車輛，高級轎車。優點：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：結構復雜；成本高；重量大；第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四5.發動機中置后輪驅動（MR）

應用范圍：跑車、方程式賽車，一些大中型客車將臥式發動機裝在地板下面。優點：可以采用較大功率的發動機。將發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：穩定性一般；操縱距離較長，操縱機構比較復雜；第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四四、汽車行駛的基本原理

發動機動力→驅動力矩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動力Ft，外界對汽車作用的滾動阻力Fw、坡度阻力Fi等。第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四

汽車的驅動力Ft來自于發動機。發動機發出的轉矩經過汽車傳動系統施加給驅動車輪的轉矩Mt，力圖使車輪旋轉。在Mt的作用下，驅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、方向相反的發作用力，這就是促使汽車行駛的驅動力Ft。第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四滾動阻力Ff是由車輪滾動時與路面的變形產生的，其大小與汽車總質量、輪胎結構和輪胎氣壓以及路面的性質有關。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量和路面的縱向坡度。第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四汽車勻速行駛：Ft=Ff+Fw+Fi汽車加速行駛：

Ft>Ff+Fw+Fi汽車減速行駛或停駛時：Ft<Ff+Fw+Fi另外，汽車驅動力的大小不僅取決于發動機輸出轉矩和傳動系統的結構，還取決于輪胎與路面的附著性能。第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四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動力，如果驅動力大于摩擦力，車輪與路面之間就會發生滑動。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。第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四附著力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FφφG。式中，稱為附著系數，其值與輪胎的類型及路面的性質有關；附著重力G則是汽車總重力分配到驅動輪上的部分。為使車輪在路面上不打滑，汽車驅動力Ft必須小于或等于附著力Fφ，即FtFφ，此式也成為汽車行駛的附著條件第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四五、汽車基本性能指標1.動力性2.燃料經濟性3.制動性4.操縱穩定性5.平順性6.通過性7.環境安全性第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四1.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，發動機最大功率越高，汽車的最高車速就越大。第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四（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。第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四超車加速時間

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。第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四（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坡道的升高量h與百米之比值Imax或角度αmax來表示。hsα第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四2.汽車的燃料經濟性汽車的燃料經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，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工況行駛百公里燃油消耗量。循環工況是指具有不同車速---時間規范的加速、減速、怠速停車、制動等工況的循環工況。第53頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四3.汽車制動性汽車制動性是指汽車行駛時能在短時間內停車并且維持行駛方向的穩定性和在下長坡連續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、制動時的方向穩定性三個方面。第54頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四a.制動效能是指汽車在行駛中迅速減速到停車狀態的能力，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制動時制動效能的穩定程度，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，制動距離增大的現象。c.制動時的方向穩定性是指汽車在制動中不發生跑偏、側滑或失去轉向能力保持不偏離原來路徑的能力。第55頁，共61頁，2023年，2月20日，星期四(3)制動時汽車的方向穩定性跑偏側滑前輪失去轉向能力

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動方向盤汽車仍按直線方向行駛的現象。