经典汽车构造(下).ppt

第二十二章悬架 第一节概述 第二节弹性元件 第三节减振器 第四节非独立悬架 第五节独立悬架 第六节主动悬架和半主动悬架 第一章概述 1定义 图 车架或车身与车桥之间一切传力连接装置的统称 2功用 A弹性地连接车桥与车架或车身 B缓和行驶中车辆受到的由不平路面引起的冲击力 C迅速衰减由于弹性系统引起的振动 D起导向作用 使车轮按一定轨迹相对车身运动 3组成 图 弹性元件 导向装置 减振器 横向稳定杆 4类型 非独立悬架 独立悬架 第二节弹性元件 1钢板弹簧 2螺旋弹簧 3扭杆弹簧 4气体弹簧 5橡胶弹簧 利用橡胶本身的弹性 1钢板弹簧 1 1类型 单片 双片 多片 1 2安装固定 1 3润滑 各片之间使用石墨润滑脂润滑 A钢板弹簧的中心部位用U形螺栓与车桥固定 B主片两端的卷耳与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接 C中心螺栓及弹簧夹保证装配时各片的相对位置 2螺旋弹簧 2 1类型 圆柱形螺旋弹簧 刚度不变 圆锥形螺旋弹簧 刚度可变 2 2特点 A不需要润滑 防污性强 占用空间小 质量小 B只能承受垂直载荷 必须有导向装置和减振器配合使用 3扭杆弹簧 图 3 1断面形式 圆形 矩形 管状 3 2工作原理 当车轮跳动时 摆臂将绕着扭杆轴线摆动 使扭杆产生扭转弹性变形 在车轮与车架之间起弹性连接的作用 3 3安装 A一端固定在车架上 另一端固定在悬架的确摆臂上 B扭杆弹簧预加扭转方向必须与扭杆安装在车上后承受工作载荷的扭转方向相同 3 4特点 质量轻 不需润滑 维修简便 可节省纵向空间 4气体弹簧 空气弹簧 油气弹簧 囊式弹簧 膜式弹簧 单气室 双气室 两级压力式 4 2油气弹簧 4 2 1类型 单气室 双气室 两级压力式 4 2 2单气室油气分隔式油气弹簧工作原理 4 2 3特点 A具有良好的行驶平顺性 B体积小 质量轻 C对密封性要求很高 维护相对麻烦 第三节减振器 1基本原理 图 利用活塞在缸筒内作往复运动 使孔壁与油液以及液体分子间产生摩擦形成阻尼力 使车身和车架的振动能量转化为热能 2对减振器的要求 A在悬架压缩行程内 减振器的阻尼力应小 以便充分利用弹性元件的弹性 以缓和冲击 B在悬架伸张行程内 减振器的阻尼力应大 以便迅速减振 C在车桥与车架的相对速度过大时 减振器应能自动加大液流通道截面积 以免阻尼力过大 造成减振器损坏 3双向筒式减振器 4新型减振器 4新型减振器 4 1充气式减振器 4 2阻力可调式减振器 第四节非独立悬架 1 1钢板弹簧式 1 2螺旋弹簧式 1 3空气弹簧式 第五节独立悬架 1优点 A两侧车轮可以单独运动互不影响 B减小非簧载质量 有利于汽车的平顺性 C采用断开式车桥 可以降低发动机位置 降低整车重心 D车轮运动空间较大 可以降低悬架刚度 改善平顺性 2类型 横臂式 纵臂式 单斜臂式 烛式 麦弗逊式 单横臂式 双横臂式 等长 不等长 单纵臂式 双纵臂式 3横向稳定器 第六节主动悬架和半主动悬架 1主动悬架 图 1 1作用 根据汽车的运动和路面状况 适时地调节悬架的刚度和阻尼 1 2组成 执行机构 测量系统 控制系统 能源系统 2半主动悬架 图 不改变悬架的刚度 而只调节悬架的阻尼 有级式半主动悬架 无级式半主动悬架 图悬架 示意图 前后悬架 图悬架示意 图前后悬架 图非独立悬架 动画演示 图独立悬架 动画演示 图单片弹簧钢板 图多片弹簧钢板 两副钢板弹簧 图两副弹簧钢板 图螺旋 图圆锥形螺旋弹簧 图扭杆弹簧 图囊式 实物图 图囊式实物图 图膜式 与囊式相比 弹性曲线更理想 振动频率更低 尺寸更小 图单气室 图双气室 图两级压力式油气 图橡胶弹簧 图减振器 图双向筒式 组成 活塞杆 活塞 工作缸 伸张阀4 补偿阀7 流通阀8等 压缩阀6 工作过程 压缩行程 活塞下移 下腔油压升高 推开流通阀 油液流入上腔 由于活塞杆占有一部分容积 使得下腔的一部分油液顶开压缩阀 伸张行程 活塞上移 上腔油压升高 推开伸张阀 油液流入下腔 由于活塞杆占有一部分容积 使得储油缸的油液顶开补偿阀 各阀预紧力情况 流通阀 压缩阀 补偿阀 伸张阀 图双向筒式 图双向筒式 图钢板非独立悬架 图螺旋非独立悬架 图空气弹簧式 实物图 图空气弹簧式实物图 图单横臂式 工作演示 车轮平面会发生倾斜 破坏轮胎和地面的附着 轮胎磨损较严重 图双横臂式 工作演示 车轮平面不会发生倾斜 但轮距发生明显变化 图双横臂不等长式 实物图 工作演示 两臂长度选择适当时 轮距和定位角不发生太大变化 图双横臂不等长式实物图 工作演示 图单纵臂 工作演示 不适合用于转向轮 图双纵臂 图单斜臂 图烛式 有专门的主销 但主销承受全部的侧向力 磨损严重 动作演示 图麦弗逊式 实物图 图麦弗逊式实物图 工作演示 图横向稳定器 半主动悬架 图 阀门放大 阀门放大图 主动悬架 图 第二十三章汽车转向系统 第一节概述 第二节转向器 第三节转向操纵机构 第四节转向传动机构 第五节液压助力转向系统 第一节概述 1组成 图 2类型 3转向系的传动过程 4转向轮的运动分析 转向器 操纵机构 转向传动机构 机械转向系 动力转向系 转向盘 转向轴 万向节传动装置 转向器 转向传动机构 5转向系统传动比 6转向盘自由行程 转向盘在空转阶段的角行程 5转向系统传动比 5 1转向器角传动比 转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增量之比i 1 5 2转向传动机构角传动比 转向摇臂转角增量与转向盘一侧转向节的相应转角增量之比i 2 5 3转向系统角传动比 转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比i i i 1i 2 第二节转向器 1传动效率 转向器的输出功率与输入功率之比 正效率 逆效率 2类型 可逆转向器 不可逆效率 极限可逆效率 逆效率较高 逆效率很低 介于前两者之间 齿轮齿条式 循环球式 蜗杆曲柄指销式 3齿轮齿条式 3 1结构 图 转向齿轮轴 转向齿条 转向横拉杆 3 2类型 两端输出式 中间输出式 3 3间隙调整 图 通过弹簧和压块将齿条压靠在齿轮上 弹簧预紧力可调 4循环球式 4 1结构 图 转向螺杆 转向螺母 齿扇 4 2螺杆螺母传动副 第一级传动 转向螺杆 轴颈支承在两个圆锥滚子轴承上 转向螺母 下平面加工成齿条 是第一级传动副的从动件 第二级传动副的主动件 螺杆与螺母之间以钢球传动 4 3齿条齿轮传动副 第二级传动 两者的啮合间隙通过对齿扇轴的调整 5蜗杆曲柄指销式转向器 5 1结构 图 转向蜗杆 指销 摇臂轴 5 2类型 单指销 双指销 第三节转向操纵机构 1定义 从转向盘到转向传动轴一系列零部件 2结构 图 转向盘 转向柱管 转向轴 万向传动装置 3转向盘 图 3 1结构 轮圈 轮辐 轮毂 3 2要求 A应具有柔软的外表皮 B控制方便 4吸能装置 4吸能装置 4 1转向轴 图 4 2转向柱管 图 第四节转向传动机构 1功用 将转向器输出的力和运动传给转向轮 使两转向轮偏转角按一定关系变化 2与非独立悬架配合使用的转向传动机构 2 1结构 图 转向摇臂 转向直拉杆 转向节臂 2 2类型 前置式 后置式 转向直拉杆横置式 3与独立悬架配合使用的转向传动机构 梯形臂 转向横拉杆 2与非独立悬架配合的转向传动机构 2 1结构 图 转向摇臂 转向直拉杆 转向节臂 2 2类型 前置式 后置式 转向直拉杆横置式 2 3转向摇臂 图 2 4转向直拉杆 图 2 5转向横拉杆 图 第五节液压助力转向系统 1类型 按工作油液的压力 常压式 常流式 按转向控制阀 滑阀式 转阀式 2常压式助力转向装置 3常流式助力转向装置 4滑阀式助力转向装置 5转阀式助力转向装置 6转向油罐和转向液压泵 6转向油罐和转向液压泵 6 1转向油罐 图 储存 滤清并冷却液压助力转向系统的工作油液 6 2转向液压泵 将输入的机械能转换为液压能输出 类型 齿轮式 叶片式 转子式 柱塞式 图转向系 动力转向系 图动力转向系 图理想的转向轮偏角 cot cot B L 转向时 为避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力 减轻轮胎磨损 要求转向系统能保证所有车轮均作纯滚动 多轴转向示意图 多轴转向示意图 图齿轮齿条示意图 实物图 工作演示 整个转向系 图齿轮齿条 图齿轮齿条中间输出 图齿轮齿条两端输出 图齿轮齿条间隙调整 图完整的齿轮齿条转向器 图循环球式1 工作演示 图循环球转向器 图蜗杆曲指式 工作演示 图转向操纵机构 图转向柱管 实物图 图通用转向柱管 别克转向柱管 图别克转向柱管 图转向盘 实物图 图通用转向盘 图别克转向盘 图转向轴 图转向柱管吸能装置 图与非独立悬架配合的转向传动机构1 图与非独立悬架配合的转向传动机构2 图与非独立悬架配合的转向传动机构3 图转向摇臂 齿轮齿条式 循环球式 蜗杆指销式 齿轮齿条式 循环球式 蜗杆指销式 转向直拉杆 转向横拉杆 与独立悬架配合使用的转向传动机构 图常压式 工作状态 图常压式工作状态 图常流式 工作状态 图常流式工作状态 图滑阀式助力转向装置 图转阀式助力转向装置 工作演示 图转向油罐 图转向液压泵 工作演示 单腔叶片泵 双腔叶片泵 图转子泵 第十三章汽车制动系 第一节概述 第二节制动器 第三节人力制动系统 第四节伺服力制动系统 第五节动力制动系统 第六节制动力调节装置 第七节辅助制动系统 第一节概述 1功用 减速停车 下坡稳定车速 驻车制动 2工作原理 图 在人力作用下 制动蹄对制动鼓产生制动摩擦力矩M 在M 的作用下 车轮将对地面作用一个向前的力F 地面对车轮作用一个向后的反作用力FB 即为地面对车轮的制动力 3组成 供能装置 控制装置 传动装置 制动器 4类型 制动系统的功用 行车制动系统 驻车制动系统 第二制动系统 辅助制动系统 制动能源 人力制动系统 动力制动系统 伺服制动系统 第二节制动器 1功用 产生制动力矩 2类型 按制动器结构 鼓式制动器 盘式制动器 按安装位置 车轮制动器 中央制动器 3鼓式制动器 外张式 内张式 轮缸式车轮制动器 凸轮式车轮制动器 楔式车轮制动器 4盘式制动器 3 1轮缸式车轮制动器 3 1 1定义 液压制动轮缸作为制动蹄促动装置的制动器 3 1 2类型 领从蹄式制动器 双领蹄式制动器 双向双领蹄式制动器 双从蹄式制动器 单向自增力式制动器 3 1 3制动器间隙的调整 双向自增力式制动器 A领从蹄式制动器 结构 图 前制动蹄 后制动蹄 制动底板 制动轮缸 制动蹄间隙调整装置 特点 1 一制动蹄在张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向一致 称为领蹄 领蹄和鼓之间的正压力较大 2 另一制动蹄在张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反 称为从蹄 从蹄和鼓之间的正压力较小 受力分析 图 1 对领蹄支点求矩 Fs L FT1 L1 FN1 L1 2 对从蹄支点求矩 Fs L FT2 L1 FN2 L1 B单向双领蹄式动器 图 汽车前进行驶制动时 两制动蹄都为领蹄 汽车倒车制动时 两制动蹄都为从蹄 C双向双领蹄式动器 图 汽车无论是前进行驶还是倒车制动时 两制动蹄都为领蹄 D双从蹄式动器 图 汽车前进行驶制动时 两制动蹄都为从蹄 汽车倒车制动时 两制动蹄都为领蹄 E单向自增力式制动器 图 只有一个单活塞的制动轮缸 第二制动蹄的促动力来自第一制动蹄对顶杆的推力 两个制动蹄在汽车前进时均为领蹄 但倒车时能产生的制动力很小 F双向自增力式制动器 图 无论汽车前进还是倒车 都与自增力式制动器相当 3 1 3制动器间隙的调整 1 手动调整装置 A转动调整凸轮和支承销 B转动调整螺母 2 自动调整装置 A摩擦限位式自动调整装置 B楔块式自动调整装置 轮缸内自动调整装置 制动蹄自动调整装置 4盘式制动器 图 4 1类型 钳盘式制动器 全盘式制动器 定钳式制动器 浮钳式制动器 4 2间隙调整 4 3优缺点 4 3优缺点 优点 1 无摩擦助势作用 制动力矩受摩擦系数的影响较小 2 浸水后效能降低较少 3 在输出相同制动力矩的情况下 尺寸和质量较鼓式制动器小 4 制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小 5 较容易实现间隙自动调整 1 效能较低 所需制动促动管路压力较高 2 兼用于驻车制动时 需要加装的驻车制动传动装置较鼓式制动器复杂 缺点 第三节人力制动系统 1机械制动系统 主要用于驻车制动 车轮制动器 中央制动器 2人力液压制动系统 2 1组成 图 制动踏板 制动主缸 制动轮缸 油管 2 2制动主缸 2 3制动轮缸 2 2制动主缸 2 3制动轮缸 第四节伺服制动系统 1定义 在人力液压的基础上加设一套动力装置所形成的制动系统 2类型 按伺服系统的输出力作用部位和对其控制装置的操纵方式 助力式伺服制动系统 增压式伺服制动系统 按伺服能量的形式 真空伺服式 气压伺服式 液压伺服式 3真空增压式伺服制动系统 第五节动力制动系统 1作用 产生并利用气压或液压作为制动能源 2类型 气压制动系统 气顶液制动系统 液压制动系统 3气压制动系统 3真空助力式伺服制动系统 3气压制动系统 3 1组成 图 供能装置 控制装置 制动气室 3 2供能装置 3 3控制装置 3 4制动气室 膜片式 活塞式 复合式 3 2供能装置 A空压机及调压阀 图 B防冻器 图 C多回路压力保护阀 图 3 3控制装置 A制动阀 图 制动阀的随动作用 踏板行程和踏板力成一定的递增函数关系 B手控制动阀 图 C快放阀 图 D继动阀 图 第六节制动力调节装置 1前后轮制动分析 A前轮抱死 后轮滚动 B后轮抱死 前轮滚动 C前后轮都抱死 2前后轮都抱死的条件 图 FB1 FB2 G1 G2 3限压阀 4比例阀 5ABS系统 第七节辅助制动系统 缓速作用 1发动机缓速 2牵引电动机缓速 3液力缓速 4电磁缓速 5空气动力缓速 图制动器工作原理 工作演示 图领从蹄式制动器结构图 实物图