项目三 汽车行驶系统的维护与检修[107页]

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汽车底盘构造、原理与检修（第一版）
出版社 理工分社
车架除承受静载荷外，还要承受汽车行驶时产生的各种动载荷。因 此，车架必须满足下列要求:
第一，足够的强度、刚度，质量上在保证强度、刚度的条件下尽可 能小。
第二，在结构上应使零件安装方便，受力均匀，不造成应力集中。 第三，满足汽车总布置的要求，各运动件不发生运动干涉，能获得 较低的汽车重心(保证离地间隙)，保证汽车行驶稳定性和机动性。
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（1）无梁式车架
无梁式车架是以车身兼代车架，也称为承载式车身。该种结构的汽车没有 刚性车架，只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位，发动机、前后悬架、 传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置，车身负载通过悬 架装置传给车轮。承载式车身除了其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负 荷力的作用。承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高，它 具有质量小、高度低、装配容易等优点，大部分轿车都采用这种车架结构。
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2、车架的分类及组成结构
现有的车架种类有无梁式、大梁式、钢管式及特殊材料一体成型式等。 其中，无梁式和大梁式是轿车和越野车使用的主流车架形式，如图所示。
钢管式车架是用多根钢管焊 接成框架，比无梁式车架刚度大， 但其难以批量化生产，只适用于 部分跑车。而特殊材料一体成型 式车架的特殊材料特指碳纤维， 有着刚度大、重量轻但成本高的 特点，只适用于赛车和豪华跑车 上。这两种车架比较小众化。
第三，与转向系统和制动系统协调配合工作，保证汽车行 驶过程中的操顺性。
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二、 行驶系统的组成
根据与路面直接接触部分的不同进行分类，汽车行驶系统有轮式、履带式、 车轮履带结合式、水陆两用式等几种形式。其中，轮式应用最为广泛
图所示为某款轿车行驶系 统的三维结构图，它与越野车 行驶系统的不同之处在于车架 功能由车身代替，整车重量大 大减轻。
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图所示为某越野车（轮式车）行驶系统，其组成包括车轮总成、车架、车 桥以及悬架。其中，前后车轮与地面直接接触，支承从动桥和驱动桥。车桥通 过悬架与车架相连，实现缓和冲击振动以及协调转向的功用。车架是整车的骨 架和装配基体，将发动机和底盘各零部件与车体连接成一个整体。
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三、行驶系统的工作原理
1、受力分析
汽车在行驶过程中的基本受力情况作如下分析：
在垂直方向：汽车的总重Ga通过轮胎传递到地面，引起的地面垂直反 力Z1、Z2分别作用于前、后车轮上；
在水平方向：发动机动力经传动系统的减速增扭作用传递到车轮，驱 动转矩MK通过轮胎与地面的附着作用，产生一个向前的纵向反力，即驱动 力Ft。
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（2）大梁式车架
大梁式车架是一种非承载式的车架，其结构原理很简单，即是将粗壮的钢 梁焊接或铆合起来成为一个钢架，然后在这个钢架上安装引擎、悬架、车身等 部件，这个钢架就是名附其实的“车架”。车架按其结构形式不同可分为：边 梁式车架（见图3.4）、中梁式车架（或称脊骨式车架，见图3.5）、综合式车 架（见图3.6）。
另外，汽车在弯道上行驶或制动时，由于总重Ga的横向分力以及离 心力的作用，汽车有侧向滑动和侧翻的趋势，路面则产生侧向力以防止 侧滑和侧翻，而侧向力由行驶系来传递和承受。
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第二节 车架和车桥的结构与维修
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一、车架的结构与维修
1、车架的功用要求
车架的作用是支承连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载 荷；车架是整个汽车的基体，汽车的绝大多数部件和总成都是通过车架来 固定其位置的。早期汽车所使用的车架，大多都是由笼状的钢骨梁柱所构 成的，也就是在两支平行的主梁上，以类似阶梯的方式加上许多左右相连 的副梁制造而成。车体建构在车架之上，至于车门、沙板、引擎盖、行李 厢盖等钣件，则是另外再包覆于车体之外，因此车体与车架其实是属于两 个独立的构造。
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项目三 汽车行驶系统的维 护与检修
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第一节 行驶系统的总体认识 一、行驶系统的功用
第一，接受经由传动系统传来的发动机转矩并产生驱动力， 保证车辆正常行驶；
第二，支承整车，传递并承受路面作用于车轮上的各个方 向的反力及其形成的力矩；
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三、行驶系统的工作原理
3、汽车制动工况分析
汽车制动时，制动系统产生一个与驱动转矩MK相反的制动力矩，使 得地面沿车轮切线方向产生一个与行驶方向相反的制动力，迫使汽车减 速或停车。同时，由于惯性的作用，汽车有前倾的趋势，前悬架弹簧先 被压缩，而后被拉伸，整车看上去就像在“点头”，即制动点头现象。 紧急制动时，表现更为明显。
3.4 边梁式车架结构示意图
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图3.5 中梁式车架图图
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3.6 综合式车架
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大梁式车架的优点是钢梁提供很强的承载能力和抗扭刚度，而且结 构简单，开发容易，生产工艺的要求也较低。致命的缺点是钢制大梁质 量沉重，车架重量占去全车总重的相当部分；此外，粗壮的大梁纵贯全 车，影响整车的布局和空间利用率，大梁的厚度使安装在其上的坐厢和 货厢的地台升高，使整车重心偏高。
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三、行驶系统的工作原理
2、行驶条件
车辆在平坦路面上要保证能正常行驶，驱动力Ft需克服驱动轮本身受 到的滚动阻力以及车身带来的空气阻力；加速行驶时，需克服加速运动时 的惯性力即加速阻力；上坡行驶时，需克服总重Ga沿坡道的分力即坡道阻 力。由于驱动力沿着驱动车轮轮胎与地面相切的水平方向上，其对车轮中 心的反力矩使驱动车轮侧有向上抬起的趋势，即驱动轮承受载荷减小，从 动轮承受载荷随之增大，该现象在汽车突然加速时表现较明显。