汽车机修工入门全程图解
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第三节 行驶系统

行驶系统承受并传递路面对车轮的各种反作用力及力矩;减振缓冲,保证汽车平稳行驶。将汽车各总成及部件连成一个整体并对全车起支承作用,以保证汽车正常行驶。行驶系统包括车架、前轴、驱动桥的壳体、车轮(转向车轮和驱动车轮)、悬架(前悬架和后悬架)等部件。

一、车桥

前桥和后桥都负责车轮导向。在各种行驶情况下都必须完成这项任务。在某些情况下必须保持车轮位置不变,在其他情况下则需有意改变车轮位置。无论是哪种情况,目的都在于通过车轮位置确保以最佳方式在路面与轮胎之间传递作用力。

为了达到这一目的,车桥设计越来越复杂。车桥的特点在于,通过独立元件吸收所有三个坐标方向的作用力。因此例如弹簧减振支柱几乎完全不用承受纵向力和横向力,只需吸收垂直方向的规定作用力。

采用独立悬架基本上可以消除一侧车轮运动对另一侧车轮的影响。这种特性是相对于整体车桥的主要优点。整体车桥的两侧车轮通过一个整体式车桥体相互连接。

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大部分轿车的车桥都采用独立悬架。也就是说,同一车桥上的两个车轮都独立地固定在车身上。这样可使车轮之间的空间安装其他部件,例如发动机或主减速器。前桥如图1-8所示。

图1-8 前桥

1—转向横拉杆球头;2—转向梯形臂;3—车轮导向销;4—稳定杆连杆;5—橡胶支座;6—弓形摆臂;7—前桥托架;8—弹簧减振支柱;9—稳定杆;10—齿轮齿条式转向器;11—转向横拉杆

二、后桥

后桥与前桥不同,其车轮不进行转向,而是对两侧车轮进行平行导向。由此认为后桥设计比前桥更加简单的推论只能在一定条件下成立。

特别是后桥的高度很低,用于确保尽可能大的后备厢空间。同时,后桥上必须安装主减速器和半轴,并尽可能避免将这些元件的振动传递到车身上。

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如图1-9所示为多连杆后桥,共有五个连杆,其中四个用于车轮导向。第五个连杆即整体式摆臂将控制臂与车轮托架连接在一起。用于消除起步和制动时的车辆前俯。这种带有四个车轮导向摆臂的相对复杂的车桥结构即使在车轮承受作用力的情况下,也能够尽可能减少不希望出现的车轮转向移动。

图1-9 多连杆后桥

1—后桥托架;2—后桥主减速器后部支座;3—稳定杆;4—横摆臂;5—导向臂;6—推力杆;7—后桥主减速器前部支座;8—控制臂;9—整体式摆臂

后桥托架上不仅要安装不同摆臂,还要安装后桥主减速器。但是必须尽可能避免将振动,特别是传动系统噪声传递到车身上。因此后桥托架共通过四个橡胶支座固定在车身上。这些橡胶支座使车身与车桥的噪声隔离。

后桥稳定杆与前桥稳定杆的作用相同,即用于减小转弯行驶时的车身侧倾运动。稳定杆固定架安装在后桥托架后方。

推力杆主要用于承受传递驱动力和制动力时产生且作用于车身的力矩。此外推力杆还用于提高车身刚度。

三、驱动桥

只有四轮驱动车辆的前桥同时也是驱动桥。宝马MINI是前桥驱动车辆,在驱动桥上装有主减速器和驱动轴等附加部件,这样可使传动系统提供的驱动力传递到车轮上。

四、悬架和减振系统

悬架用于缓冲驶过不平路面时产生的碰撞,路面的突然变化通过悬架转化为振动。若没有悬架和减振系统,不平路面的振动就会直接传递到车身上。这样会严重影响行驶舒适性。此外还会导致车身部件承受较大的机械负荷、材料迅速疲劳以及使用寿命缩短。

1. 减振系统弹簧

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悬架的工作原理是,弹簧行程越大,施加的弹簧力就越大。车辆驶过不平路面时,只有车轮根据路面不平的情况进行垂直移动,因此使弹簧压在一起并对车身产生一个向上的作用力,只有这样才能使车身平缓而非突然加速移动。车身上升行程通常较小,至少在达到最大上升行程前完全驶过不平路面。悬架工作示意图如图1-10所示。

图1-10 悬架工作示意图

1—车辆的纵向移动;2—带有悬架但没有减振系统时的车辆垂直移动

2. 减振器

减振器也称为避振器,其作用是缓冲车身振动,即减小振动振幅。

减振器对车辆行驶特性有着决定性影响。它可以显著提高行驶舒适性,因为它能够将特别突然的路面不平情况转化为柔和的车身运动。同时减振器还能提高行驶安全性,即使在车辆转弯、驶过不平或凸起路面时,它也能确保车轮与路面的接触。

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前桥减振器通常与螺旋弹簧一起以模块形式安装在车身与车轮之间。无论采用螺旋弹簧还是空气弹簧系统,后桥弹簧和减振器通常都独立安装。减振器的结构如图1-11所示。

图1-11 减振器的结构

1—螺旋弹簧/空气弹簧;2—减振器

充气减振器(图1-12)可采用单筒结构或两个套筒彼此套在一起的双筒结构。

图1-12 充气减振器

1—气垫;2—工作活塞;3—调节仓;4—油室;5—分离活塞;6—底座阀

减振系统的工作原理是使活塞移入充有机油的缸内,此时通过活塞上的小孔或阀门压出机油。在此过程中将活塞的动能转化为热能,从而缓冲车身振动,即减小振动振幅。