汽车底盘材料.ppt

汽车底盘材料 制造汽车所采用的钢材 主要有 碳结钢 合金钢 易切钢 弹簧钢 非调制钢 轴承钢 齿轮钢 冷镦钢 耐热钢等 根据在车辆上应用的范围不同 所选钢材也有所不同 主要有 碳素钢 锰钢 硅锰钢 汽车底盘材料历史 1 早期 我们的祖先发明汽车都是用木头做的 所以最早的车子都是底盘都有是大梁式的就是车子的发动机悬挂系统都是安装在大梁上这就是我们现在所说的 非承载式 底盘就和我们现在见到的大货车差不多这样制造相对简单但是由于车体偏高不利于车内空间布局共振等等缺点 2 汽车雏形 1766年英国发明家瓦特 1736 1819 改进了蒸汽机 拉开了第一次工业革命的序幕 1769年法国陆军工程师古诺 1725 1804 制造出第一辆蒸汽机驱动的汽车 汽车底盘出现也随着发展 此时汽车底盘主要是用木头和铁加固而成的 汽车悬架的发展 1580年 载客四轮马车已使用减震的弹簧悬架 1805年 埃利奥特获得椭圆形和半椭圆形弹簧板的专利 1900年 美国人哈德福特制成了第一个汽车减振器 并将它装在奥兹莫比尔轿车上 1921年 英国的利兰德汽车公司生产第一个使用扭杆弹簧悬架的汽车 1933年 美国的费尔斯通公司研制成了第一个实用的空气弹簧悬架 同年 门罗公司为赫德森轿车研制双向筒液压减振器 直到目前 这种筒式减振器没有很大改变 1934年 通用汽车公司采用了前螺旋弹簧独立悬架 1938年 别克汽车第一次将螺旋弹簧应用到汽车后悬架上 1956年 英国利兰车和法国雪铁龙车开始使用液压和液气压悬挂系统 前后轮的悬架用管道相连 液气混合在管中保持压力 此后 这种系统成为各国小型载客车辆的标准装置 1950年 福特汽车公司的麦弗逊制成了麦弗逊式独立悬架 是轿车上应用较用 多的悬架形式 1984年 林肯大陆轿车采用了可调整的空气悬架系统 从此电控悬架在汽车上开采始 低合金钢高强度热轧钢板主要用于汽车车架纵梁 横梁及制动盘等受力构件和安全件 含钛热轧钢板 锰钢或锰稀土系列 硅 钒钢和含钒系列 车身分类 我们现在接触的非承载式车身车型比较少 多数是卡车 专业越野车之类 非承载式车身的汽车有刚性车架 又称底盘大梁架 这种车架一般都是矩形或者梯形的 布置在车身的最底部 我们平时是看不到的 下图就是一个非承载式车身的车架 我们可以看到上面很多的横纵梁构成一个矩形结构 非承载式车身的汽车有一刚性车架 又称底盘大梁架 在非承载式车身中发动机 传动系统的一部分 车身等总成部件都是用悬架装置固定在车架上 车架通过前后悬架装置与车轮联接 非承载式车身比较笨重 质量大 高度高 非承载式车身 承载式车身 所谓覆盖件就是覆盖在车身表面的部件 基本上我们从车外看到的部分都属于覆盖件 例如车门 车顶 翼子板等等 它们车身的外壳 车顶和地板以及通常我们所说的a b c三根柱都是连接在一起的 覆盖件与 梁 通常起到美观和遮风挡雨的作用 一般都用厚度不超过1毫米的钢板冲压而成 我们平时所说的某辆车钢板的薄厚就是指这些部位 实际上这些部位对于车身强度的影响很有限 所以我们已经不能从车身覆盖件的薄厚来判断一辆车的碰撞安全性了 当然 较厚的钢板在抵御轻度刮蹭方面还是要更强一些 接下来我们说说承载式车身所谓的 梁 它的学名应该叫做车身结构件 车身结构件隐藏在车身覆盖件之下 对车身起到支撑和抗冲击的作用 分布在车身各处的钢梁是车身结构件的一种 下图就是典型的车头处钢梁 我们可以看到它由钢板围成一个闭合断面结构 钢板的厚度和材质规格都要比车身覆盖件高很多 而且为了在碰撞时有效吸收撞击能量 这些钢梁还会将不同强度的钢材焊接在一起 形成有效的溃缩吸能区 还有一些钢梁不一定是闭合断面结构 它们在尽量轻量化的原则下被设计成各种不同形状以承受特定方向上的力 现代汽车安全 节能环保总的社会发展需求把屈服强度小于210mpa的钢板归为软钢 黄色区域 屈服强度在210 550mpa之间的成为高强度钢板 屈服强度大于550mpa以上的成为超高强度钢板 红色区域 把dp trip和mart等以相变强化为主的钢板统称为先进高强度钢板 其强度范围500 1500mpa 这类钢板具有高的减重潜力 高的碰撞吸收能 高的疲劳强度 高的成型性和低的平面各向异性等优点 蓝色 悬架弹簧材料 悬架弹簧钢目前使用的悬架弹簧原材料弹簧钢 主要系列为si cr系钢 cr mn系钢 si mn系钢和si v系钢 si cr系钢在乘用车上应用较多 这类钢的抗回火稳定性好 松弛抗力高 疲劳寿命较理想 55sicr sae9254 sup12 以及同一大类的材料55sicrv sae9254 v 54sicrv6 srs60 60sicra是目前制造悬架弹簧的主流钢种 si mn系 cr mn系钢是用量最大的弹簧钢 60si2mna sup6 sup7 55crmn 55cr3 钢 价格低于si cr钢种 主要用于制造较低应力的悬架弹簧和维修配件 在热轧弹簧中占总量的30 左右 还有对于淬透性要求较高的钢种 有的采用55sivb钢 如eq140汽车板簧等 近年来由于其价格和交货硬度偏高 用量在下降 而大截面板簧则采用60crmnb钢制造 如eq153汽车变截面板簧就是用该钢制造 cr v系钢种50cr v 50crv4 sup10 基本上将退出 钢板弹簧 弹簧钢65mn 60si2mn性能 耐疲劳 冲击和腐蚀 弹簧悬架 液压减振器 一 汽车传动系的发展 1893年美国的杜里埃兄弟设计了差速器 使汽车转弯时能使两个轮子的转速不同 可以克服轮胎很快磨损的缺点 同时 他们还在汽车上首选使用了干式单片离合器 1894年法国的本哈特和拉瓦索发明了齿轮变速器 他们驾驶装有自己的变速器的汽车时快时慢 时进时退 用事实征服了汽车界 1898年法国雷诺汽车公司首先使用了传动轴 1902年皮尔里斯发明了汽车万向节 1913年 美国的派克特汽车推广应用了螺旋锥齿轮主减速器后桥 1928年派克特汽车在后桥上采用了双曲线齿轮主减速器 1928年美国凯迪拉克轿车采用了带同步器的变速器 半轴 42crmo合金钢40mnb钢 较便宜 传动轴 一般采用合金 发展复合材料 变速器 差速器 差速器壳 灰口铸铁ht200 性能 强度 刚度 尺寸稳定度前桥壳 调制刚45 40cr 性能 强度抗疲劳性 韧性后桥壳 可锻铸铁 球墨铸铁 强度 刚度 变速箱壳 灰口铸铁 性能 强度 刚度 尺寸稳定性变速箱齿轮 渗碳钢20crmnti 20mnti等性能 强度 耐磨性 接触疲劳抗力 断裂抗力 二 汽车转向系的发展 1908年福特t型汽车采用了行星齿轮转向器 1923年美国的马尔斯在两者之间接触处放置滚球支撑 这便是最早的循环球式转向器 1928年 美国的戴维斯研制出液压动力辅助转向器是最早的动力转向系统 但遗憾的是经过26年后才为汽车工业所采纳 1954年才在美国的一些大型轿车上首次应用动力转向 1966年美国凯迪拉克公司推出了一种可变速比的动力转向机构 1985年 日本丰田公司在其生产的轿车上装用了电子计算机控制的速度敏感动力转向装置 循环球式转向器 液压动力辅助转向器 转向节臂 40cr 40mnb性能 强度 抗疲劳性 韧性等半轴 调制钢45 40cr等性能 强度 韧性 抗疲劳 三 汽车制动系的发展 1889年戴姆勒汽车将制动鼓装在后轮上 再绕上钢缆 构成了制动装置 1902年英国的兰切斯特取得了盘式制动器的专利权 1902年美国的奥兹发明了钢带与制动鼓式制动器 1903年美国的廷切尔汽车采用了气压制动器 1907年英国的弗罗特发明了石棉制动蹄片 1918年英国的洛克希德发明了液压鼓式制动器 1928年皮尔斯 阿罗汽车第一次装用真空助力制动器 1936年 博世公司申请一项电液控制的abs装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用 鼓式制动器 盘式制动器 防撞梁 是在4km h以下的碰撞时 对外部塑料保险杠起到一个支撑 缓解碰撞力的作用 减小碰撞对塑料保险杠的损伤 降低维修成本 比较标准的防撞梁结构是应该能保证低速吸能盒通过溃缩有效吸收低速撞击时的能量 防撞梁通过螺栓连接到车身 方便拆卸和更换 现在很多车型的防撞梁上都加装有一层泡沫缓冲区 它的主要作用还 近年来在汽车用先进高强钢 advancedhighstrengthsteel 简称ahss 的工艺基础研究和应用技术研究方面的开发十分活跃 超高强钢板的强度已达到或超过1500mpa 目前先进高强钢板已发展到第二代 正在向着高成形性和超高强度的第三代高强钢发展 在针对和解决汽车用高强钢随着强度的增加 塑性和成形性能显著下降 开裂 起皱 回弹 模具磨损和焊接等问题明显增加 五 汽车轮胎的发展 1886年本茨和戴姆勒发明的汽车是实心橡胶轮胎 1888年英国一位兽医邓洛普发明了自行车用充气轮胎 这种充气轮胎才开始应用到汽车上 1888年英国兽医约翰 伯德 邓洛普建立了世界上第一家轮胎制造厂 开始生产橡胶轮胎 1904年 克莱斯勒采用了可拆式轮圈 以便于驾驶员在行车途中快速换胎 1908年 固特异公司发明了能在轮胎上刻出花纹的机器 制造出防滑轮胎 同年 米其林公司研制出了双式车轮 有效地解决了重型汽车的轮胎负荷问题 米其林公司研制出了双式车轮 有效地解决了重型汽车的轮胎负荷问题 极大地改善了轮胎行驶方向的稳定性 1948年美国古德奇公司制成了汽车无内胎轮胎 1981年 英国邓洛普公司又发明了一种新型轮胎 在穿孔的情况下汽车仍可继续行驶 实心橡胶轮胎 无内胎轮胎 塑料在底盘的应用 塑料技术上的革新为底盘应用带来了新的发展 而这是其他任何一种材料所无法实现的 全世界第二辆全塑汽车baja就拥有一个塑料底盘 在远离公路的热带环境里 拥有能对抗沙土和海水的复合车身与底盘的车辆是理想的选择 它结合了热塑性材料与热固性材料制成的外壳和骨架 利用塑料在力量方面的优势来进行能量管理 使其通过美国和更为严格的欧洲计算机模拟冲撞测试 底盘的重量减轻对制造商非常有利 因为重量的减轻让零部件的运输也变得更容易 这也节省了用户在燃料方面的开支 也为我们和后代在能源和环境保护方面做出了贡献 全塑汽车baja bajafj巡洋舰 汽车底盘防撞防锈隔音涂层 汽车底盘装甲 汽车底盘装甲的学名是汽车底盘防撞防锈隔音涂层 undercoating 底漆 一种高科技的粘附性橡胶沥青涂层 它具有无毒 高遮盖率 高附着性 可喷涂在车辆底盘 轮毂 油箱 汽车下围板 行李箱等暴露部位 快速干燥后形成一层牢固的弹性保护层 可防止飞石和沙砾的撞击 避免潮气 酸雨 盐分对车辆底盘金属的侵蚀 防止底盘生锈和锈蚀 保护车主的行车安全 同时弹性保护层能够减轻驾驶时道路和轮胎的噪音 提高车主的加速舒适度 这款名为splinter的跑车采用了一款4 6lv8发动机 最大功率达到了700马力 而0 96km h加速时间则刚刚超过3秒 最高时速也可以达到240英里 约合386公里 变速箱方面 splinter采用的是6档手动变速器 这辆15英尺 约合4 57米 长的汽车采用了层压夹板作为底盘的材料 木制的轮毂外面采用的是直径20英寸的轮胎 其悬挂的摇臂也由层压夹板制成 甚至它的弹簧 也是采用橘树的木材制造 这辆整部车子包括内部的各种部件都是由塑料制成的 因此永远不用担心生锈的问题 车子的座椅也采用防水设计 即使下雨也可以放心地将车停在户外 这部塑料车的重量仅为370公斤 是普通车子的三分之一 并且装配了5