汽車知識(shí)：汽車底盤的組成及作用

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    底盤的作用是接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并保證汽車按駕駛員的操縱正常行駛。底盤包括傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)這四大部分，通常，這四大系統(tǒng)也簡(jiǎn)稱為傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系。相關(guān)閱讀：野外自駕 汽車底盤機(jī)件損壞急救有方  道路碎沙石多 底盤養(yǎng)護(hù)要尋求好的方法

    傳動(dòng)系：

    傳動(dòng)系我們應(yīng)該不會(huì)感到陌生。大家都知道離合器和變速器吧，它們就是傳動(dòng)系里面的重要部件，駕駛員和它們打的交道都是相當(dāng)多的(僅次于方向盤了)，一趟車跑下來(lái)，誰(shuí)能記得消自己到底踩了多少下離合、換了多少次擋?從動(dòng)力的傳輸過(guò)程來(lái)看，傳動(dòng)系是連接發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪的紐帶，包括離合器、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等。汽車傳動(dòng)系按照結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)介質(zhì)可以分為機(jī)械式、液力機(jī)械式、靜液式、電力式等四種型式，對(duì)于絕大部分汽車來(lái)說(shuō)，目的最常見的是機(jī)械式和液力機(jī)械式這兩種。傳動(dòng)系有多種布置方式，轎車常用FF方式(即發(fā)動(dòng)機(jī)前置、前輪驅(qū)動(dòng))；載貨車、大部分客車和少部分豪華轎車常用FR方式(即發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后輪驅(qū)動(dòng))；豪華客車一般采用RR方式(即發(fā)機(jī)機(jī)后置、后輪驅(qū)動(dòng))；越野車多用nWD分式(即全輪驅(qū)勸，n表示車輪數(shù)量)；而賽車一般是采用MR方式(即發(fā)動(dòng)機(jī)中置、后輪驅(qū)動(dòng))。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)是采取橫置還是縱置也都會(huì)影響到傳動(dòng)系的布置。

    傳動(dòng)系的首要任務(wù)就是與發(fā)動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)工作，以保證汽車能在不問的使用條件下正常行駛。并具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。出此，無(wú)論是什么型式的傳動(dòng)系，至少都應(yīng)該具備以卜四種基本功能：

    1．減速和變速

    我們知道，只有當(dāng)作用在驅(qū)動(dòng)輪上的牽引力足以克服外界對(duì)汽車的阻力時(shí)，汽車方能起步和正常行駛。我們不妨以普通型桑塔納轎車為例，桑塔納轎車自重1070kg,發(fā)動(dòng)機(jī)排量1．8升，最大扭矩為150N·m／3100rpm，最大功率為72kw／5200rpm,車輪規(guī)格為195／60R14。假設(shè)它在水平干燥的水泥路面上以90km／h的速度勻速行駛，這時(shí)，它受到的阻力可以用簡(jiǎn)化公式來(lái)計(jì)算：F＝mgf十CdAua2／21．15(m也就是汽車的自重，前面我們說(shuō)了為1070kg；g為重力加速度，也就是9．8m／s2；f為輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于水泥路面，f＝0．014x(1十ua2／19440);Cd為空氣阻力系數(shù)、約為0．32；A為汽車迎風(fēng)面積，桑塔納的為1．89m2；ua為車速，我們已經(jīng)定為90km／h)，計(jì)算的結(jié)果為440N。接下來(lái)，我們?cè)賮?lái)計(jì)算它的驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)力計(jì)算公式為Ft＝Ttqigi0nT/r(Ttq為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，本例中的最大扭矩為150N·m/3100rpm；ig和i0分別為變速器傳動(dòng)比和主減速器傳動(dòng)比；nT為傳動(dòng)系的機(jī)械效率；r為輪胎半徑，r＝14x0.0251十0.195x60％＝0.47m)，如果將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩直接作用于驅(qū)動(dòng)輪(也就是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不經(jīng)過(guò)傳動(dòng)系而直接作用于車輪，此時(shí)，ig和i。均為1，nT為1)。則驅(qū)動(dòng)輪能夠得到的最大牽引力約為319N。很顯然，牽引力還沒有行駛阻力大，這種情況下汽車是無(wú)法起步或繼續(xù)行駛的，它會(huì)逐漸減速直至停下。同時(shí)，我們還可以看一下，如果將發(fā)動(dòng)機(jī)直接與輪胎相連，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以5000rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)ua＝0.377r·n／igi。(參數(shù)同上，n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)，車速將達(dá)到驚人的886km／h，這樣的速度既不實(shí)用，也是不可能達(dá)到的(因?yàn)檫@時(shí)候的阻力非常大，牽引力又小，車子根本就沒辦法前進(jìn))。為了解決上述矛盾，我們就要求傳動(dòng)系必須具備減速增扭的作用(簡(jiǎn)稱減速作用)，而主減速器就是起著這樣的作用。

    還有，汽車的使用條件(比如實(shí)際裝載質(zhì)量、道路坡度、路面狀況，以及道路的寬度和曲率，交通狀況所允許的車速等等)由于很多因素的影響而不斷變化，這就要求汽車的牽引力和速度要有相當(dāng)大的變化范圍。另一方面，由于發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩變化不大，功率和燃油消耗曲線變化卻相當(dāng)大，這就使得發(fā)動(dòng)機(jī)保持高功率低油耗的轉(zhuǎn)速范圍(我們可以稱之為有利轉(zhuǎn)速范圍)是很窄的、為了使發(fā)動(dòng)機(jī)能保持在有利的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，傳動(dòng)系的傳動(dòng)比就需要在一定范圍內(nèi)變化。所以，從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，傳動(dòng)系還必須具備受速作用，變速器也就應(yīng)運(yùn)而生。

    2．實(shí)現(xiàn)汽車倒駛

    如果汽車連這個(gè)功能都不具備的話，很難想象人們?cè)鯓舆M(jìn)出停東場(chǎng)、車庫(kù)等，當(dāng)然在那些狹窄的路而上想倒車也是不可能的了。也許你會(huì)說(shuō)讓發(fā)動(dòng)機(jī)反著轉(zhuǎn)，不要說(shuō)目前沒有這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，就是在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)。我們都不可能看到這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)、所以，傳動(dòng)系能夠在保持發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下使汽車實(shí)現(xiàn)反向行駛，這個(gè)功能就是通過(guò)變速器的例擋來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

    3．必要時(shí)中斷傳動(dòng)

    有過(guò)駕駛經(jīng)驗(yàn)的人都知道。發(fā)動(dòng)機(jī)必須是在踩下離合器以后才能啟動(dòng)(踩下離合器就使得發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)承受地面的阻力，也就是說(shuō)讓發(fā)動(dòng)機(jī)空載，這和汽車空載可是兩碼事)，啟動(dòng)后的發(fā)動(dòng)機(jī)也必須保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以上才能保證不熄火。除了汽車起步的時(shí)候，中斷發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力輸出也是常有的事，比如換擋、減速停車、遇紅燈時(shí)等等，所有這些都要求傳動(dòng)系能夠在必要的時(shí)候切斷動(dòng)力輸出，而離合器和變速器的空擋就承擔(dān)了這個(gè)任務(wù)。

    4．差速作用

    汽車轉(zhuǎn)彎是最平常不過(guò)的事，但是大家有沒有注意到汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)車輪是怎樣運(yùn)動(dòng)的呢?也許你從沒注意過(guò)這些芝麻蒜皮的小事，那么你到大街上隨便找個(gè)彎道仔細(xì)看一看就會(huì)發(fā)現(xiàn)：轉(zhuǎn)彎時(shí)，汽車的左右車輪轉(zhuǎn)速不一樣，彎內(nèi)側(cè)的車輪比外側(cè)的車輪轉(zhuǎn)得慢些。這個(gè)現(xiàn)象并不難理解，因?yàn)樽笥臆囕喸谵D(zhuǎn)彎時(shí)通過(guò)的距離是不同的。請(qǐng)不要小看這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的現(xiàn)象，對(duì)于非驅(qū)動(dòng)輪來(lái)說(shuō)，這根本就不是問題，可對(duì)驅(qū)動(dòng)輪來(lái)說(shuō)就不一樣了，如果左右驅(qū)動(dòng)輪在轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)速一樣，必然會(huì)使車輪產(chǎn)生相對(duì)于地面滑動(dòng)的現(xiàn)象，這不僅會(huì)造成轉(zhuǎn)向困難，還會(huì)增加汽車的動(dòng)力消耗，加速輪胎和傳動(dòng)系零部件磨損，為了避免這些問題的發(fā)生，我們就使用了差速器。

    行駛系：

    行駛系的功用是接受由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳來(lái)的扭矩，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著作用，產(chǎn)生路而對(duì)汽車的牽引力，以保證汽車正常行駛；傳遞并承受路面作用于車輪上的各向反作用力及其所形成的力矩；此外，它應(yīng)盡可能地緩和不平路面對(duì)車身造成的沖擊和振動(dòng)，保證汽車行駛平順，并且與汽車轉(zhuǎn)向系很好地配合工作，實(shí)現(xiàn)汽車行駛方向的控制，以保證汽車的操縱穩(wěn)定性。

    行駛系包括車架、車橋、車輪、懸架等，有的車還包括橋殼(比如載貨車、客車、越野車等等)。車架可以說(shuō)是汽車的骨架，它的作用是支撐并連接汽車的各個(gè)總成和零部件，并承受來(lái)自車內(nèi)外的各種載荷。車橋也稱為車軸、它通過(guò)懸架和車架(或車身)相連，兩端安裝車輪，其功用也就是傳遞車架(或車身)與車輪之間各個(gè)方向的作用力，承受車架和車身的重量。橋殼和車橋—樣，都能承受車架和車身重量，承受由車輪傳來(lái)的路面反作用力和力矩，除此以外。還能保護(hù)主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)軸等部件。車輪與輪胎是行駛系中的重要部件，它們的作用很多：支撐整車的重量；緩和由路面?zhèn)鱽?lái)的沖占力；通過(guò)輪胎同路面間存在的附著力來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力等等。懸架是車架(或車身)與車橋(或傘輪)之間的傳力連接裝置的總稱，它的功用是把路面作用于車輪上的支撐力、牽引力、制動(dòng)力和側(cè)向力以及這些作用力所造成的力矩傳遞到車架(或車身)上，以保證汽車的正常行駛。

    轉(zhuǎn)向系：

    方向盤應(yīng)該足每一位駕駛員最熟悉的部件了(用“密切”這個(gè)詞來(lái)形容駕駛員與方向盤的關(guān)系絲毫不為過(guò))，而它就是我們下面要提到的轉(zhuǎn)向系的組成部分。

    汽車在行駛過(guò)程中需要經(jīng)常改變行駛方向(也就是轉(zhuǎn)向)，除此以外，在汽車直線行駛時(shí)，由于車輪受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用，就會(huì)偏離行駛方向。這樣，我們又需要通過(guò)方向盤不斷地修正偏離的方向以保持正確的行駛方向。所以，轉(zhuǎn)向系的作用就是保證汽車能夠按照駕駛員選擇的方向行駛。

    按照轉(zhuǎn)向能源的不同，轉(zhuǎn)向系可以分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系這兩大類。機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有的傳力部件都是機(jī)械的，機(jī)械式轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)(方向盤)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。由于它完全是以人的體力作為轉(zhuǎn)向能源，容易使駕駛員感到疲勞。為了解決這個(gè)問題，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系出現(xiàn)了，它是以駕駛員的體力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力作為轉(zhuǎn)向能源的。在正常情況下，汽車轉(zhuǎn)向所需的能量只有一小部分由駕駛員提供，而人部分是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)向助力裝置提供的，但當(dāng)轉(zhuǎn)向助力裝置失效時(shí)，還必須保證能由駕駛員自己獨(dú)立完成汽車轉(zhuǎn)向的任務(wù)。因此，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系也就是在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)了一套轉(zhuǎn)向助力裝置。為丁充分減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)，現(xiàn)代轎車一般都有動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

    盡可能提高汽車行駛速度，是提高運(yùn)輸生產(chǎn)率的主要技術(shù)措施之一，但這必須是以保證汽車行駛安全為前提。因此，在寬闊平坦、車流和人流較小的情況下，汽車可以用高速行駛，而在更多的時(shí)候，比如即將轉(zhuǎn)向、行經(jīng)不平路面、兩車交會(huì)、遇到障礙物等等，我們都需要降低車速、甚至停車。如果不具備制動(dòng)這一性能，汽車根本不能按駕駛員的意圖減速或停車，就更別汽車的行駛安全了。說(shuō)到這里，制動(dòng)系也就不難理解了。它的作用也就是使汽車減速或停車，并保證駕駛員離去后汽車能可靠地停住。

    每一輛汽車的制動(dòng)系至少應(yīng)該具備兩套系統(tǒng)，即行車制動(dòng)系和駐車制動(dòng)系。行車制動(dòng)系(可以理解為我們平時(shí)所說(shuō)的腳剎)的作用也就是在汽本行駛過(guò)程中降低速度和停車，駐車制動(dòng)系(可以理解為我們平時(shí)所說(shuō)的手剎)的作用是使已經(jīng)停駛的汽車駐留原地不動(dòng)。除了這兩套基本的制動(dòng)系統(tǒng)外，許多國(guó)家還規(guī)定了汽車必須具備第二制動(dòng)系，其作用是保證行車制動(dòng)系失效后能夠?qū)崿F(xiàn)正常減速和停車。

    制動(dòng)系由供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器這四部分組成。