发表于 2006-02-26 17:48 IP属地:未知
第九课:汽车行驶系
行驶系分为四大主要部分:车桥、车轮、车架和悬架。
车桥(也称车轴)通过悬架和车架(或承载式车身)相连,两端安装汽车车轮。其功能是传递车架(或承载式车身)与车轮之间各方向作用力。
车桥可以是整体式的,有如一个巨大的杠铃,两端通过悬架系统支撑着车身,因此整体式车桥通常与非独立悬架配合;车桥也可以是断开式的,象两把雨伞插在车身两侧,再各自通过悬架系统支撑车身,所以断开式车桥与独立悬架配用。
根据驱动方式的不同,车桥也分成转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种。其中转向桥和支持桥都属于从动桥。大多数汽车采用前置后驱动(FR),因此前桥作为转向桥,后桥作为驱动桥;而前置前驱动(FF)汽车则前桥成为转向驱动桥,后桥充当支持桥。
转向桥的结构基本相同,由两个转向节和一根横梁组成。如果把横梁比做身体,转向节就是他左右摇晃的脑袋,脖子就是我们常说的主销,车轮就装在转向节上,仿佛脑袋上带了个草帽。不过,行驶的时候草帽转,脑袋却不转,中间用轴承分隔开,脑袋只管左右晃动。脖子——主销是车轮转动的轴心,这个轴的轴线并非垂直于地面,车轮本身也不是垂直的,我们将在车轮定位一节具体论述。
转向驱动桥与转向桥的区别就是一切都是空心的,横梁变成了桥壳,转向节变成了转向节壳体,因为里面多了根驱动轴。这根驱动轴因被位于桥壳中间的差速器一分为二,而变成了两根半轴。两个草帽也不是简单地套在脑袋上,还要与里面的两根半轴直接相连。半轴在“脖子”的位置也多了一个关节——万向节,因此半轴也变成了两部分,内半轴和外半轴。 转向轮的定位
转向轮的转向轴心——主销并非垂直于地面,而是朝两个方向产生倾角,即主销内倾角和主销后倾角。车轮本身也有一个外倾角和前束。先说主销后倾角。站在车身左侧,观察车的左前轮,我们会发现主销是向后倾倒的。这样做的主要目的是为了让主销的延长线与地面的交点在车轮触地点的前面。
这种设计是为了使车轮在滚动的过程中保持稳定,不致左右摇摆。我们不作过多的理论解释,只举一个例子:也许有的读者小时候玩过推铁环的游戏,我们用一个头部带圈的长铁杆从后面推一个大铁环使其滚动,由于铁环很容易翻倒而使得这个游戏具有一定的挑战性。但如果我们换一种推法,让铁杆与铁环的接触点在铁环与地面接触点的前面,我们会发现这样做使得这个游戏的挑战性大大降低了,铁环不再那么容易晃动甚至翻倒了。这就是主销后倾角的妙用。
下面看看主销内倾角。站在车的后部,观察车的右前轮,我们发现主销向左倾倒,也即向内侧倾倒。
这样做的目的是为了在转弯的时候让车轮产生倾斜。还是举一个生活中的例子:我们在骑自行车拐弯的时候,会自然地将车子向所转的方向倾斜,让车轮与地面有一个夹角,学过物理的人知道,这样做是为了产生足够的向心力。汽车也是一样,右侧车轮在右转弯的时候在主销内倾角和后倾角的共同作用下会向右侧倾倒,而左侧车轮虽也有主销内倾角,却不会向左侧倾倒,因为还有主销后倾角,把它又拉了回来,甚至也能向右微微倾斜。不仅如此,两侧车轮的转动还使右侧车身降低,左侧车身抬高,整个车身也向右倾斜,于是产生了足够的向心力。
除了上述的主销后倾和内倾两个角度以保证汽车稳定直线行驶外,车轮中心平面也不是垂直于地面的,而是向外倾斜一个角度,称为车轮外倾角。因为假如空车时车轮正好垂直于地面,则满载时,车桥因受压产生变形,中间下沉,两端上翘,车轮便随之变为内倾,这样将加速轮胎的磨损。另外,内倾的车轮从两端向内挤压轮毂上的轴承,加重了它的负荷,降低了使用寿命。因此在安装车轮时要预先使车轮有一定的外倾,这也使其与拱行路面相适应。
车轮有了外倾以后,在滚动时就会导致两侧车轮向外滚开。由于转向横拉杆和车桥的约束使车轮不可能向外滚开,于是车轮在无法按照自己的预想轨迹滚动的情况下,势必产生横向滑动,从而加重了轮胎的磨损。为了消除这种不良影响,在安装车轮时,使汽车两前轮并不平行,俯视车轮,会发现两前轮就象人的内八字脚一样。这称为车轮前束。
在外倾角和前束的共同作用下车轮基本上可以沿直线滚动而没有什么横向影响了。以上就是车轮定位的四个要素:主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和车轮前束。轮胎的结构与规格
轮胎是汽车行驶系中重要的部件。
无内胎的充气轮胎近年来在轿车和一些货车上的使用日益广泛,因此这里讨论的基本上是以目前最常用的无内胎轮胎,即通常所谓的真空胎为对象。
轮胎的结构分为三部分:胎体、帘布、外胎面。
胎体较柔软,外胎面刚性较大,中间的帘线起到加强胎体强度和定型的作用,多加以金属丝提高轮胎的弹力性能。
轿车轮胎大致分为子午线轮胎和斜线轮胎。斜线轮胎的帘线按斜线交*排列,故而得名。胎体构成了轮胎的基本骨架,从外胎面到胎侧的柔软度是一致的。虽然斜线轮胎的噪音小,外胎面柔软,低速行驶时乘坐舒适性好,且价格便宜,但其综合性能不如子午线轮胎,汽车厂家都是以子午线轮胎为前提研制新车的,随着子午线轮胎的不断改进,斜线轮胎将基本上被淘汰。
子午线轮胎的帘布层相当于轮胎的基本骨架,其排列方向与轮胎子午断面一致,由于行驶时轮胎要承受较大的切向作用力,为保证帘线的稳固,在其外部又有若干层由高强度、不易拉伸的材料制成的带束层(又称箍紧层),其帘线方向与子午断面呈较大的交角(70-75度),材料多选用玻璃纤维、聚酰胺纤维或钢丝等高强度材料,既起到固定帘线的作用,同时利用束带来提高胎面的刚性。轮胎侧面的刚性小于胎面的刚性,所以在转弯时轮胎侧面因受地面横向力作用发生变形,从而保证了外胎面的触地面积基本保持不变。
子午线轮胎与普通斜线胎相比,弹性大,耐磨性好,滚动阻力小,附着性能好,缓冲性能好,承载能力大,不易刺穿;缺点是胎侧易裂口,由于侧向变形大,导致汽车侧向稳定性稍差,制造技术要求高,成本高。
下面我们举两例来说明斜线轮胎与子午线轮胎的规格及其标识。斜线轮胎:5.60-13 4PR 5.60 :轮胎宽(5.6英寸) 13:适合轮辋直径(13英寸) 4PR :轮胎强度(相当于四层帘布)子午线轮胎:195/60R 14 85 H 195:轮胎宽(195mm) 60 :扁平率(轮胎子午断面高宽比)(60%) R:轮胎结构(Radial) 14:适合的轮辋直径(14英寸) 85:允许载荷代码H:极限速度符号(H=210km/h)