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專家講解:汽車底盤的組成及作用

2018-03-22 ? 字號(hào)

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。


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,誰能記得消自己到底踩了多少下離合、換了多少次擋?從動(dòng)力的傳輸過程來看,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)于絕大部分汽車來說,目的常見的是機(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**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,無論是什么型式的傳動(dòng)系,**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(圖庫(kù) 論壇)轎車為例,桑塔納轎車自重1070kg,發(fā)動(dòng)機(jī)排量1.8升,大扭矩為150N·m/3100rpm,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)化公式來計(jì)算:F=mgf十CdAua2/21.15(m也就是汽車的自重,前面我們說了為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,我們?cè)賮碛?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(也就是說發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不經(jīng)過傳動(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法起步或繼續(xù)行駛的,它會(huì)逐漸減速直**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,**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)角度來說,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)說讓發(fā)動(dòng)機(jī)反著轉(zhuǎn),不要說目前沒有這樣的發(fā)動(dòng)機(jī),就是在未來相當(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)功能就是通過變速器的例擋來實(shí)現(xiàn)的。


    3.必要時(shí)中斷傳動(dòng)


    有過駕駛經(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)。