汽车底盘构造与检修课件：汽车底盘基本知识

汽车底盘构造与检修

汽车底盘基本知识学习任务2汽车行驶的基本原理思考与练习

汽车底盘基本知识学习任务1认识汽车底盘学习任务1认识汽车底盘学习目标

知识目标

能正确描述汽车底盘的总体结构。

技能目标

会识别汽车的驱动形式。建议课时1课时。学习任务1认识汽车底盘

一、理论知识准备1．汽车底盘总体结构

汽车底盘由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四部分组成。其作用是支撑、安装汽车发动机和其他各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生移动，并按驾驶员的操控正常行驶。

1）传动系统

汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系统。它能保证汽车在各种行驶条件下具有所必需的牵引力、车速，以及保证它们之间的协调变化等，使汽车有良好的动力性和燃油经济性；还可以保证汽车能倒车，以及左、右驱动车轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要平稳地接合，或彻底、迅速地分离。传动系统包括：离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器及半轴等部分。学习任务1认识汽车底盘

2）行驶系统

汽车行驶系统的功用是接受发动机经传动系统传来的转矩，并通过驱动轮与路面间的附着作用，产生路面对汽车的推动力（又称牵引力），以保证整车正常行驶。此外，它还可以缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车行驶的平顺性；并且能与汽车转向系统配合工作，实现对汽车行驶方向的正确控制，保证汽车操纵稳定性。行驶系统包括：车架、车桥、悬架和车轮等部分。

3）转向系统

汽车转向系统是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构。汽车转向行驶时，驾驶员通过操纵转向系统，使汽车实现转弯或恢复直线行驶状态。转向系统包括：转向操纵机构、转向器、转向传动机构等部分。

4）制动系统

制动系统是汽车装设的全部制动和减速系统的总称，其功能是使行驶中的汽车减速、停止行驶，或使已停驶的汽车保持不动。制动系统包括：制动器、制动传动装置。学习任务1认识汽车底盘2．汽车传动系统概述

1）传动系统的功用

汽车传动系统基本功用是将发动机经飞轮输出的动力传给驱动车轮，并改变转矩的大小，以适应行驶条件的需要，保证汽车正常行驶。此外，传动系统还具有减速增矩、变速变矩、改变车速、实现倒车、必要时中断传动系统的动力传递、实现差速等功用。

2）传动系统的类型

传动系统按能量传递方式的不同，可分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。

（1）机械传动系统。机械传动系统一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。学习任务1认识汽车底盘

如图1-1所示为发动机纵向安装在汽车前部、后桥驱动的4×2机械传动系统布置示意图。发动机产生的动力经离合器、变速器、万向传动装置传到驱动桥。在驱动桥处，动力又经主减速器、差速器和半轴等到达驱动车轮。图1-1机械传动系统（前置后驱）1-离合器；2-变速器；3-传动轴；4-驱动桥；5-差速器；6-半轴；7-主减速器学习任务1认识汽车底盘

（2）液力传动系统。液力传动也叫动液传动，它是靠液体介质在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。动液传动装置有液力耦合器和液力变矩器两种。液力耦合器能传递转矩，但不能改变转矩大小。液力变矩器除了具有液力耦合器的全部功能以外，还能实现无级变速。一般液力变矩器还不能满足汽车各种行驶工况的要求，往往需要串联一个有级式机械变速器，以扩大变矩范围，这样的传动称为液力机械传动。液力机械传动系统如图1-2。图1-2液力机械传动系统1-液力变矩器；2-自动变速器；3-万向传动；4-驱动桥；5-主减速器；6-传动轴学习任务1认识汽车底盘

（3）液压传动系统。液压传动也叫静液传动，它是靠液体传动介质静压力能的变化来传递能量，主要由油泵、液压马达和控制装置等组成。发动机输出的机械能通过油泵转换成液压能，然后再由液压马达将液压能转换成机械能。

液压传动有布置灵活等优点，但其缺点是传动效率较低、造价高、寿命与可靠性不理想，目前只用于少数特种车辆。液压传动系统如图1-3所示。图1-3液压传动传动系统1-离合器；2-油泵；3-控制阀；4-液压马达；5-驱动桥；6-油管学习任务1认识汽车底盘

（4）电传动系统。电传动系统是发动机驱动发电机发电，再由电动机驱动驱动桥或由电动机直接驱动带有减速器的驱动轮。电传动系统如图1-4所示。图1-4电传动系统1-离合器；2-发电机；3-控制器；4-电动机；5-驱动桥；6-导线学习任务1认识汽车底盘3．传动系统的组成及各总成的功用

1）传动系统的组成

传动系统一般由离合器、变速器、传动轴、万向传动装置以及主减速器、差速器和半轴等组成。发动机发出的动力依次经过离合器、变速器和由万向节与传动轴组成的万向传动装置，以及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴，最后传到驱动车轮。

传动系统各总成的基本功用分别是：

（1）离合器：按照需要适时地切断或接合发动机与传动系之间的动力传递。

（2）变速器：通过改变传动比，改变输出轴的转速高低、转矩大小以及旋转方向，使发动机工作在最好状态，也可以切断发动机向驱动轮的动力传递。学习任务1认识汽车底盘

（3）万向传动装置：将变速器输出的动力传给主减速器，并适应两者之间距离和轴线夹角的变化。

（4）主减速器：降低转速，增大转矩，改变动力的传递方向（90°）。

（5）差速器：将主减速器传来的动力分配给左右半轴，并允许左右半轴以不同角速度旋转，以满足左右驱动轮在行驶过程中差速的需要。

（6）半轴：将差速器传来的动力传给驱动轮，使驱动轮获得旋转的动力。学习任务1认识汽车底盘

2）汽车传动系统的布置形式

汽车传动系统布置形式与发动机的位置及汽车的驱动形式有关。

（1）汽车驱动形式。

汽车的驱动形式通常用汽车的全部车轮总数×驱动车轮数来表示，普通汽车多为4个车轮，常见的驱动形式有4×2、4×4。如：BJ2023汽车驱动形式为：4×4，表示4个车轮全部为驱动轮。重型货车多为6个车轮，其驱动形式有6×6、6×4和6×2。

另外，还可用汽车全部车桥数×驱动桥数表示，如：BJ2020汽车驱动形式为：2×2，表示两个车桥全部为驱动桥。学习任务1认识汽车底盘

（2）汽车传动系统布置形式。

①发动机前置后轮驱动（FR）。

发动机前置后轮驱动（FR）的传动系统如图1-1所示，主要应用于轻、中型载货汽车上，在部分轿车和客车上也有采用。其优点是附着力大，汽车易获得足够的驱动力，整车的前后质量分布比较均衡，操控稳定性较好。缺点是传动部件多、传动系统质量大，贯穿乘座舱的传动轴占据了舱内的地面空间。学习任务1认识汽车底盘

②发动机前置前轮驱动（FF）。

发动机前置前轮驱动（FF）根据发动机布置的方向可以分为发动机前横置前轮驱动（图1-5a）和发动机前纵置前轮驱动（图1-5b）。这种布置形式目前已广泛地应用于微型和中级轿车上，在高级轿车上的应用也日渐增多。与发动机后置后桥驱动的传动系统相比，发动机前置前轮驱动除具有结构布置紧凑、可降低车身底板高度、转向稳定等特点外，还具有发动机散热条件好、操纵机构布置简单等优点。但是，上坡时汽车重心后移使前面驱动轮附着力减小，易产生驱动轮打滑；下坡制动时，则由于车辆重心前移，前桥负载加重，高速行驶时易发生翻车事故。学习任务1认识汽车底盘图1-5发动机前置前轮驱动的传动系示意图a）发动机前横置前轮驱动；b）发动机前纵置前轮驱动学习任务1认识汽车底盘

③发动机后置后轮驱动（RR）。

发动机后置后轮驱动（RR）的传动系统如图1-6所示。采用这种布置形式更容易使汽车总质量在前后车轴之间合理分配，而且具有车厢内噪声低、空间利用率高等优点，因此大、中型客车大多采用此种方案。但是由于发动机在汽车后部，发动机冷却条件差，发动机、离合器和变速器的操纵机构都较复杂，且调整维修不便。少数轿车和微型汽车也有采用这种方案。学习任务1认识汽车底盘图1-6发动机后置后轮驱动的传动系统示意图a）大型客车；b）轿车；c）轿车1-发动机；2-离合器；3-变速器；4-角传动装置；5-万向传动装置；6-后驱动桥学习任务1认识汽车底盘

④发动机中置后轮驱动（MR）。

发动机中置后轮驱动（MR）布置形式的传动系统如图1-7所示。发动机放置在前、后轴之间，同时采用后轮驱动。还有一种是前中置发动机，即发动机置于前轴之后、后排乘员之前，类似于发动机前置后轮驱动，但能达到与发动机中置后轮驱动一样理想的轴荷分配，从而提高操控性。发动机中置后轮驱动的优点是轴荷分配均匀，具有很中性的操控特性。缺点是发动机占去了驾驶室的空间，降低了空间利用率和实用性。因此，应用发动机中置后轮驱动形式的汽车大都是追求操控表现的跑车。图1-7发动机中置后轮驱动的传动系统示意图学习任务1认识汽车底盘

⑤全轮驱动（nWD）。

n是nWheelDrive的缩写（n代表驱动轮数），nWD表示传动系统为全轮驱动。对于要求能在坏路或无路地区行驶的越野汽车，为了充分利用所有车轮与地面之间的附着条件，以获得尽可能大的驱动力，总是将全部车轮都作为驱动轮，故传动系统采用nWD方案。四轮驱动（4WD）的传动系统如图1-8所示。图1-84WD传动系统示意图1-前驱动桥；2-发动机；3-变速器；4-前传动轴；5-分动器；6-后传动轴；7-后驱动桥的半轴；8-后驱动桥；9-横向稳定器学习任务1认识汽车底盘

二、任务实施

1．准备工作

（1）准备发动机前置后轮驱动车辆一辆。

（2）准备发动机前置前轮驱动车辆一辆。

（3）准备发动机后置后轮驱动车辆一辆。

（4）准备全轮驱动车辆一辆。

2．操作步骤

（1）将所有车辆举升至合适的高度。

（2）找到底盘的四大系统。

（3）观察各种车辆的传动系统布置形式。

（4）降下所有车辆。

（5）5S作业。学习任务1认识汽车底盘

三、评价与反馈

1．自我评价

（1）通过本学习任务的学习，你是否已经知道以下问题：

①汽车底盘总体结构包括哪些？

②传动系统的类型和组成分别是什么？

③汽车传动系统的布置形式有哪些？

（2）实训操作完成情况如何？

（3）通过本学习任务的学习，你认为自己的知识和技能还有哪些需要加强？学生签名：______________年____月____日学习任务1认识汽车底盘学习任务1认识汽车底盘四、技能考核标准（表1-2）学习任务2汽车行驶的基本原理学习目标

知识目标

能分析汽车行驶的基本原理。

技能目标

能利用汽车行驶的驱动条件分析汽车行驶状态。建议课时1课时。学习任务2汽车行驶的基本原理

一、理论知识准备1．驱动力的产生

如图1-9所示，由发动机产生并经汽车的传动系统传到车轮的转矩Mt力图使车轮旋转。在车轮与地面接触处，车轮向地面施加了一个力F0，其数值为车轮的转矩Mt与车轮半径r之比，即：F0=Mt/r。与此同时，地面对车轮施加了一个与F0数值相等、方向相反的反作用力Ft，这个反作用力Ft就是汽车前进的驱动力。图1-9驱动力产生示意图学习任务2汽车行驶的基本原理2．汽车行驶受到的阻力

汽车必须具有足够的驱动力，以克服各种行驶阻力，这些阻力主要包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力和惯性阻力。

1）滚动阻力

（1）滚动阻力的产生。

滚动阻力是当车轮在路面上滚动时，两者之间相互作用力以及相应的轮胎和支撑面变形所产生的能量损失的总称。具体包括：

①道路塑性变形损失。

②轮胎弹性迟滞损失。

③其他损失，如轴承、油封损失、悬架零件间摩擦和减振器内损失等。学习任务2汽车行驶的基本原理

汽车在松软路面上行驶时，滚动阻力主要是由路面变形引起的；汽车在硬路面上行驶时，滚动阻力主要是由轮胎变形引起的，如图1-10、图1-11所示。其中，W为法向载荷，Fz为法向载荷，FP1为车轮中心推力，Tf为滚动阻力偶矩，Fx1、Fx2为切向反作用力，Tt为驱动力矩，a为法向合力与偏离轮胎中心的距离。学习任务2汽车行驶的基本原理图1-10驱动轮在硬路面上滚动图1-11从动轮在硬路面上滚动学习任务2汽车行驶的基本原理

（2）滚动阻力的计算。

汽车滚动阻力的构成非常复杂，难以精确计算，而且驱动轮与从动轮也不完全相同。汽车滚动阻力由下式计算：Ff=G·f式中：Ff———滚动阻力；G———汽车总重；f———滚动阻力系数。

滚动阻力系数表示单位车重的滚动阻力，汽车在不同路面上的滚动阻力系数值不同。学习任务2汽车行驶的基本原理

2）空气阻力

汽车在向前行驶时，前部承受气流的压力而后部被抽空，产生压力差。此外，空气与车身表面以及各层空气之间存在着摩擦，再加上引入车内的用于冷却发动机、室内通风的空气以及外伸零件引起的气流干扰，就形成了空气阻力。汽车行驶时，空气阻力的大小取决于行驶速度、汽车横断面面积和车身的形状（即流线型程度决定风阻系数的大小）。空气阻力的大小和行驶速度的平方成正比，而克服空气阻力所需功率则和行驶速度的立方成正比。因此，速度越高，空气阻力越大，车速每增加1倍则克服空气阻力所消耗的功率增加8倍。学习任务2汽车行驶的基本原理

一般来讲，大多数轿车的风阻系数在0.28～0.4，流线型程度较好的汽车（如跑车等），其风阻系数可达到0.25左右，一些赛车可达到0.15左右。风阻系数与汽车油耗成正比，因此降低空气阻力系数，对于降低汽车的燃料消耗有重要的意义。

根据测试，当一辆轿车以80km/h前进时，有60%的耗油是用来克服风阻。所以超速行驶，不仅会让燃油出现无法完全燃烧的问题，也会因风阻而加大油耗。学习任务2汽车行驶的基本原理

3）加速阻力

汽车行驶时，有一个保持等速运动的惯性力，如果要使汽车加速，就必须克服这一惯性力，即加速阻力。也就是说，汽车加速行驶时，需要克服汽车质量加速运动时的惯性力。加速阻力的大小，等于加速度与汽车质量的乘积。汽车的质量越大，加速阻力越大；加速度越大，加速阻力也越大。

4）惯性阻力

汽车变速行驶时，需要克服其质量变速运动时产生的惯性力和惯性力矩，称为惯性阻力。

汽车的质量分为平移质量和旋转质量（如飞轮、离合器、齿轮、传动轴和车轮等）两部分。汽车变速行驶时，平移质量产生惯性力，旋转质量产生惯性力矩。学习任务2汽车行驶的基本原理3．汽车行驶的驱动条件

汽车正常行驶，驱动力和行驶阻力总是保持相对的平衡。汽车的行驶过程，是驱动力能否克服各种阻力的交替变化的过程。

汽车匀速行驶时，驱动力Ft与滚动阻力Ff、空气阻力Fa坡度阻力Fi的关系为：Ft=Ff+Fa+Fi

汽车加速行驶时，驱动力Ft与滚动阻力Ff、空气阻力Fa坡度阻力Fi的关系为：Ft>Ff+Fa+Fi学习任务2汽车行驶的基本原理

汽车减速行驶至停车或无法起步时，驱动力Ft与滚动阻力Ff、空气阻力Fa坡度阻力Fi的关系为：Ft<Ff+Fa+Fi

故汽车的驱动条件为：Ft≥Ff+Fa+Fi

要使汽车向前行驶，牵引力必须大于或等于各项行驶阻力之和，这是汽车行驶的必要条件。学习任务2汽车行驶的基本原理4．汽车行驶的附着条件

实际上，汽车驱动力Ft的大小不仅取决于发动机输出转矩和传动系的结构，还取决于路面的附着性能。在平整的干硬路面上，由于轮胎与路面存在着足够的摩擦力并产生充足的附着作用，车轮能够正常地向前滚动并承受路面的驱动力。但在松软湿滑的路面上，由于车轮与路面的附着作用较小，车轮与路面之间可能发生滑动。

所谓附着力，就是抵抗车轮在地面上产生滑动的能力。附着力越大，就越能保持车轮在路面上正常滚动而不发生滑动；反之，车轮就会空转打滑。

一般情况下，附着力F附的大小与驱动轮所承载的重力G成正比：F附=G·Φ式中：Φ———附着系数，与路面的性质和轮胎的类型有关；G———汽车总质量Ga分配到驱动轮上的部分重力，当汽车为全轮驱动时，G就为总质量Ga所产生的重力。学习任务2汽车行驶的基本原理

为使车轮在路面上不打滑，汽车驱动力Ft必须小于或等于附着力F附。即：Ft≤F附

该式即为汽车行驶的附着条件，汽车的驱动力必须小于或等于轮胎与路面之间的附着力，这是汽车行驶的充分条件。

将汽车的驱动条件与附着条件联写，即：Ff+Fa+Fi≤Ft≤F附

该式即为汽车的行驶条件，也叫汽车行驶的充要条件。学习任务2汽车行驶的基本原理

二、任务实施

1．准备工作

画图工具。

2．操作步骤

（1）绘制从动轮在硬路面上滚动力图。

（2）绘