汽车原理与结构-制动系统

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从减速增矩的原理看,方向盘直径一定时, 从减速增矩的原理看,方向盘直径一定时,角传动 比越大,操作将越省力,但比值太大则操作不够灵活。 比越大,操作将越省力,但比值太大则操作不够灵活。 所以iω的选择应兼顾两方面的要求。 所以i 的选择应兼顾两方面的要求。 经验值:货车i 16~ 经验值:货车iω =16~32 客车、轿车i 16~ 客车、轿车iω =16~32 由于要同时满足上述两方面的要求,所以i 由于要同时满足上述两方面的要求,所以iω的选 择是十分局限的, 择是十分局限的,为此动力转向系统已成为现代中型 货车、中小客车(轿车)发展的趋势。 货车、中小客车(轿车)发展的趋势。 四、转向器 转向器是转向系统中的主要降速装置,通常由1 转向器是转向系统中的主要降速装置,通常由1~2 级减速传动副构成,具有减速、改变运动方向的作用。 级减速传动副构成,具有减速、改变运动方向的作用。 与蜗轮减速器类似) (与蜗轮减速器类似)
1转向器 2摇臂 3直拉杆 4转向节臂 5梯形臂 6横拉杆 前梁(前桥)
车桥仅为转向桥时, 车桥仅为转向桥时,转向梯 形杠杆置于前梁之后。 形杠杆置于前梁之后。
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方向盘
转向驱动桥中传动杠杆系 置于车桥之前
转向输出方向不同时, 转向输出方向不同时,直 拉杆3可横置 拉杆 可横置
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1、转向器效率 正效率: ●正效率:转向器输入功与从转向器 输出端输出功之比。 输出端输出功之比。 逆效率: ●逆效率:转向器输出功与从转向器 输入端输入功之比。 输入端输入功之比。 正效率高的转向器操作省力; 正效率高的转向器操作省力;逆 效率高的转向器容易将路面反力传递 到方向盘。 到方向盘。 可逆转向器: 可逆转向器:逆效率很高的转向器 不可逆转向器: 不可逆转向器:逆效率很低的转向器 极限可逆转向器: 极限可逆转向器:逆效率适中的转向器 显然,为兼顾各方面的需求, 显然,为兼顾各方面的需求,极限可逆转向器的运 用最为广泛。 用最为广泛。
上次课内容回顾 一、独立悬架 ●结构特点 二、典型独立悬架 ●麦弗逊式 三、转向系统 ●机械转向系 ●操纵部分 ●动力部分 五、两侧轮偏角、最小转弯半径 两侧轮偏角、
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●类型 ●多轴悬架 ●主动悬架
●动力转向系 ●传动部分
四、转向系统的组成 ●运动转换部分
三、转向系角传动比 iω 转向的操纵件为方向盘, 转向的操纵件为方向盘,转向系设计中应确定方 向盘转动的角增量与转向车轮的角增量之比。 向盘转动的角增量与转向车轮的角增量之比。 转向系角传动比: 转向系角传动比: iω= iω 其中: 为转向器角传动比; 其中:iω1为转向器角传动比; iω2为转向传动机构角传动比。 为转向传动机构角传动比。 由于组成转向传动机构的传动件为各类连杆, 由于组成转向传动机构的传动件为各类连杆,其角 传动比i 近似为1 因此转向系角传动比i 传动比iω2近似为1,因此转向系角传动比iω的大小取 决于转向器角传动比i 决于转向器角传动比iω1 。 大多数情况: 大多数情况:iω≈ iω1
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2、典型转向器 左图是目前普通 车辆中最常用的齿轮 齿条式转向器, 齿条式转向器,具有 结构简单、紧凑; 结构简单、紧凑;刚 性大质量轻; 性大质量轻;传动效 率高,制造方便, 率高,制造方便,成 本低的特点。 本低的特点。 主动件: 主动件:1 转动 从动件: 从动件:2 移动
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(3)转向控制 ●操作方向盘,扭杆转动,此时活塞尚处在锁定状 操作方向盘,扭杆转动, 态(齿轮齿条锁死),转轴微量扭曲,控制阀芯 齿轮齿条锁死),转轴微量扭曲, ),转轴微量扭曲 相对阀套位移造成油路受阻直到中断, 相对阀套位移造成油路受阻直到中断,液压缸两腔 出现压差,活塞移动,齿条随活塞一体移动; 出现压差,活塞移动,齿条随活塞一体移动; ●活塞移动,两腔压力趋于平衡,导致控制阀芯逐渐 活塞移动,两腔压力趋于平衡, 回位,此时方向盘上若不继续加力,阀芯复位, 回位,此时方向盘上若不继续加力,阀芯复位,液 压缸两腔等压,车轮锁定在转向位置; 压缸两腔等压,车轮锁定在转向位置; ●以此类推,对方向盘进行不同力度的操作,液压动 以此类推,对方向盘进行不同力度的操作, 力具有随动作用,实现动力转向。 力具有随动作用,实现动力转向。
转向器输 出为转动 转向器输 出为转动
转向器 转向器 车桥后布置式独立悬架转向传动机 两段式) 构(两段式)
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车桥前布置式独立悬架转向传动机 三段式) 构(三段式)
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六、动力转向系 用发动机输出的部分机械能转化成液压(或气压) 用发动机输出的部分机械能转化成液压(或气压) 能,在驾驶员控制下对转向系某一环节施加不同方向的 动力,以减轻驾驶员的转向操纵力。 动力,以减轻驾驶员的转向操纵力。 液压动力转向系实例
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一、制动原理 制动毂8随车轮一起转动,底板11相对车架静止, 11相对车架静止 制动毂8随车轮一起转动,底板11相对车架静止,两个 弧形制动蹄10安装在底板上,表面附有摩擦片9 弧形制动蹄10安装在底板上,表面附有摩擦片9。行驶时摩 10安装在底板上 擦片9与制动鼓8 擦片9与制动鼓8内圆表面保 留一定间隙, 留一定间隙,由弹簧保持正 确位置。 确位置。 制动时踏动制动板1 制动时踏动制动板1, 推杆2驱动主活塞3 推杆2驱动主活塞3,使制动 缸工作,两个轮缸活塞7移 缸工作,两个轮缸活塞7 动,摩擦片9与鼓内圆摩擦 摩擦片9 产生制动。 产生制动。
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1、总制动力合成示意图
车辆质心 位置
制动过程左右 车轮制动力相等, 车轮制动力相等, 无跑偏, 无跑偏,维持直 线运行。 线运行。
制动过程左右 车轮制动力不相等, 车轮制动力不相等, 将承受附加力矩无法 维持直线运行
由力偶产生的旋转作用导致车辆侧滑的趋势。 由力偶产生的旋转作用导致车辆侧滑的趋势。 这是行车紧急制动时的大忌,包括质心较低的轿车, 紧急制动时的大忌 这是行车紧急制动时的大忌,包括质心较低的轿车,出 现侧滑也容易产生甩尾,甚至侧向翻到。 现侧滑也容易产生甩尾,甚至侧向翻到。无驾驶经验的司 驾驶大型载重车在速度80KM/h以上紧急制动时, 80KM/h以上紧急制动时 机,驾驶大型载重车在速度80KM/h以上紧急制动时,由于 中心高,装载不均衡,几乎都要侧翻。 中心高,装载不均衡,几乎都要侧翻。
转向机构的布置取决于车桥的具体构造和转 向器的输出方式。当汽车发动机前置时, 向器的输出方式。当汽车发动机前置时,为避免 运动的干涉, 运动的干涉,大部分转向传动机构要安装在车桥 之前。 之前。
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2、独立悬架转向传动机构 独立悬架的转向轮相对车架是独立跳动的, 独立悬架的转向轮相对车架是独立跳动的,车桥也 是分体式, 是分体式,因此相应转向传动机构的转向梯形就必须分 成两段。 成两段。
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第八章
汽车制动系统
汽车制动, 汽车制动,就是指使行驶中的汽车减速直至停止或 使静止中的汽车保持不动的作用。 使静止中的汽车保持不动的作用。 可控制的对汽车进行制 动的外力成为制动力, 动的外力成为制动力,产生 制动力的一系列专门装置 即制动系统。 即制动系统。制动系统是汽 车制动的必备条件之一( 车制动的必备条件之一(制 动效果与地面附着力有关)。 动效果与地面附着力有关)。 制动系统原理图
控制阀 Hale Waihona Puke Baidu杆
供能装置 动力缸 左腔 活塞 右腔
捷达轿车整体式动力转向器示意图
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(1)齿轮齿条动力转向器 带有动力的转向系统,转向器功能、 带有动力的转向系统,转向器功能、原理与无动力 时完全相同。 时完全相同。 (2)直线行驶 扭杆不动(方向盘不转动),控制阀处于中间位 扭杆不动(方向盘不转动),控制阀处于中间位 ), 置,油路完全畅通,液压缸左右腔等压,活塞静止。 油路完全畅通,液压缸左右腔等压,活塞静止。 (要求有稳定的锁定功能,保证汽车直线行驶时的稳 要求有稳定的锁定功能, 定性位置。) 定性位置。)
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三、制动系统的类型 1、按功用分类 ●行车制动系统 ●驻车制动系统 ●第二制动系统 ●辅助制动系统 2、按制动能源分类 ●人力制动系统 ●动力制动系统 ●伺服制动系统
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四、ABS简介 ABS简介 ABS(Anti-lock Braking System)是一种汽车制动 ABS(AntiSystem) 时,自动防止驱动、从动车轴立刻被抱死的自动化装置。 自动防止驱动、从动车轴立刻被抱死的自动化装置。 研究表明,当汽车轮胎相对地面的滑动率在10%研究表明,当汽车轮胎相对地面的滑动率在10%-20% 10% 时,轮胎和地面的摩擦力(附着力)最大。在制动期间, 轮胎和地面的摩擦力(附着力)最大。在制动期间, 如果司机能控制轮胎的滑动率始终处于10%-20%范围之内, 如果司机能控制轮胎的滑动率始终处于10%-20%范围之内, 10% 范围之内 汽车将在更短的制动距离内停车。 汽车将在更短的制动距离内停车。 实际上,要人为做到是不可能的。 实际上,要人为做到是不可能的。因为紧急制动时间很 短,远低于人的生理反映时间,且驾驶员本身处于巨大的 远低于人的生理反映时间, 惯性力场之中而不能自控。 惯性力场之中而不能自控。 实现这一设想的装置 —— ABS
1转向齿轮 2转向齿条 3弹簧 4调整螺栓 5螺母 6压块 7防尘罩 10壳体 8油封 9轴承 10壳体
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五、转向传动机构 转向传动机构的功能就是将转向器输出的动力和运 动传递到前桥转向节,使车轮偏转。 动传递到前桥转向节,使车轮偏转。 转向器的输出运动有移动和转动两种形式, 转向器的输出运动有移动和转动两种形式,因此传 动机构的输入应与其相符合。 动机构的输入应与其相符合。 1、非独立悬架转向机构 如左图所示: 如左图所示:
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汽车的制动性 汽车行驶中按需要强制减速直至停止的能力。 汽车行驶中按需要强制减速直至停止的能力。 汽车制动性是评价汽车安全性的重要指标。同时, 汽车制动性是评价汽车安全性的重要指标。同时,汽 车良好的制动性能也是提高平均行驶速度, 车良好的制动性能也是提高平均行驶速度,获取较高运输 生产率的关键因素。 生产率的关键因素。 具有一定质、高速行驶的汽车,若需强制减速或及时 具有一定质、高速行驶的汽车, 停止,需要克服巨大的惯性力, 停止,需要克服巨大的惯性力,为此所需的最短距离称为 制动的安全距离。 制动的安全距离。 安全距离 能否及时停车取决于两个因素: 能否及时停车取决于两个因素: ★车辆内部产生的制动力矩 ★车轮与地面的附着力
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汽车制动过程 制动外力取决于摩擦力, 制动外力取决于摩擦力,而在短暂的制动过程摩擦力 的变化随相对滑移的变化而变化。 的变化随相对滑移的变化而变化。 因此制动是一个及其复杂的过程, 因此制动是一个及其复杂的过程,地面附着系数并非 恒定,而是随着车轮滑移程度不同而不断变化。 恒定,而是随着车轮滑移程度不同而不断变化。 实测数据表明,车轮与地面相对滑移在10 12% 10~ 实测数据表明,车轮与地面相对滑移在10~12%时, 附着系数达到最大值。 附着系数达到最大值。 汽车制动的关键问题 ●制动跑偏 ●侧滑 造成的原因: 造成的原因: 四轮(或更多) ●四轮(或更多)之间存在差异 瞬间、 ●瞬间、偶发的侧向力 ●车辆装载中心位置引发的力矩
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二、制动系统的组成 1、供能装置 包括供给、 包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态 的各种部件。为制动提供足够的制动力。 的各种部件。为制动提供足够的制动力。 2、控制装置 产生制动动作和控制制动效果的各种部件。 产生制动动作和控制制动效果的各种部件。 3、传动装置 将制动能量传递到制动器的各种部件。 将制动能量传递到制动器的各种部件。 4、制动器 产生阻碍车辆运动或运动趋势的制动力的部件。 产生阻碍车辆运动或运动趋势的制动力的部件。
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