汽车行驶系由行车机构和承载机构组成,包括车轮、车轴和桥壳、悬架和推力杆、车架或承载式车身或封闭式传动轴套管等。本文将从整体上对行驶系进行简单概述。
一、行驶系结构型式
汽车行驶系的功用是支承整车质量、传递和承受路面作用于车轮的各种力和力矩,并缓和冲击、吸收振动以保证汽车在其相应的使用条件下能正常行驶。
行驶系的结构型式与汽车的类型、经常行驶的路面性质、以及对汽车行驶性能的要求等都有关系,下面将进行简单介绍。
1、对于轿车:由于其多行驶于市区及高速公路上,路况良好,承载质量相对不大,但要求快速、舒适和低噪声等。因此,其行驶系常选择承载式车身、断开式前驱动桥及前后独立悬架等结构。
2、关于悬架:在选择悬架型式的性能参数时,既要求有好的平顺性,又要抗侧倾和抗俯倾,还要注意前后悬架结构型式的合理匹配以获得良好的操纵稳定性和安全性。
由弹性元件、减振器和导向装置等组成的普通悬架,其弹性特性和阻尼特性是一定的,当路面激励作用于车轮时,汽车簧上质量被动地发生振动(即响应),故这类悬架称为被动悬架。
而主动悬架是其自身具有能源,能对响应进行积极的干预,但其结构复杂、能耗大。但半主动悬架和普通悬架一样,无能源,只增加了自动调节装置,悬架阻尼根据汽车行驶状态的动力学要求作无级调节。可减轻汽车在急加速、急减速和转弯时的过大后仰、前俯和侧倾。
在普通的悬架安装中,为了减少噪声和高频振动,常在承载式车身与独立悬架之间加装橡胶软垫,进行隔音和隔振。同样,在各导向杆、推力杆的连接处也普遍采用橡胶衬套。
3、关于轮胎:高速汽车对其要求是减小滚动阻力、增强承载能力;采用小直径、宽胎面,以降低车高、适应汽车的高速稳定性需要。子午线轮胎的强度高、滚动阻力小、附着性能与缓冲性能好、寿命长。但其侧向稳定性差、噪声较大。
4、对于客车:除考虑安全、舒适、平稳和低噪声外,对市区车辆还要考虑上下车的方便性。承载式车身的结构质量小、刚度大、高度低,已为客车广泛采用。
5、对于载货车:其行驶系广泛采用边梁式车架和纵置钢板弹簧悬架的传统组合。中、轻型车上,单片或少片(1~3)变厚度钢板弹簧的使用,可以保证同样寿命的情况下,实现节省钢材和减重,还能减少片间摩擦以保持良好的弹性。
除两端为滑板结构的纵置钢板弹簧平衡悬架外,也有车型采用一种摆臂式后轴平衡悬架,其取消了后从动轴的整体梁,减小了簧下质量、提高了平顺性、改善了车架受力状况,且由于轴荷转移增加了驱动轮对地面的压力,从而提高了车轮附着性能。
6、对于重型自卸车:其空车和满载时的簧上质量相差很大,因此多采用具有变刚度的油气悬架,这样即可保证空、满载时汽车都有良好的平顺性,也节省了弹簧钢材。
7、对于越野车:由于要在坏路和无路地区使用,因此要求其具有良好的通过性。
行驶系对通过性有最直接的影响,体现在两个方面:
(1)、最小离地间隙常位于桥轴的下方,因此行驶系的布置中要保证足够的离地间隙;
(2)、轮胎的气压、花纹、尺寸等结构参数和机械性能,以及前后轮的布置方法和载荷分配等,都对通过性影响很大。
在松软路面的轮胎气压应降低,以此增大接地面积、降低接地比压(增大车轮直径和宽度也能降低接地比压)、减小轮胎的沉陷量和滚动阻力。超低压的越野胎应具有薄而坚固且富有弹性的胎体,以减小其变形的迟滞损失并保证其使用寿命。在硬路面时胎压应恢复正常值。
此外,正确地选择轮胎花纹对提高一定类型路面的通过性影响很大。宽而深的越野花纹适用于松软土壤,因为嵌入的花纹可以增加土壤的剪切面积,提高附着系数,花纹形状也应有利于其摆脱泥泞;在湿的硬路面行驶时,花纹的凸起部分以较高的单位压力与地面接触、以此挤出水层,使之有足够的附着系数。
行驶于粒状雪地等摩擦性的轮胎,靠轮胎花纹间的砂子相对于静止砂体间产生的摩擦力推动汽车前进。
二、行驶系载荷
主要取决于车轮与路面间的相互作用力和汽车的振动,而路面不平度是引起汽车振动的主要原因,由此产生并作用于行驶系零件上的载荷一般都是随机载荷。
以前的行驶系零件强度计算,主要