汽車基礎知識普及———底盤

　　底盤作用 ：支承、安裝汽車發動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，並接受發動機的動力，使汽車產生運動，保證 正常行駛。底盤由傳動系、行駛系、轉向系和制動系四部分組成。

　　傳動系簡介

　　傳動系一般由離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器、差速器和半軸等組成。

　　傳動系的功用

　　汽車發動機所發出的動力靠傳動系傳遞到驅動車輪。傳動系具有減速、變速、倒車、中斷動力、輪間差速和軸間差速等功能，與發動機配合工作，能保證汽車在各種工況條件下的正常行駛，並具有良好的動力性和經濟性。

　　傳動系的種類和組成

　　傳動系可按能量傳遞方式的不同，劃分為機械傳動、液力傳動、液壓傳動、電傳動等。

　　汽車行駛系的功用

　　1、將汽車構成一個整體，支撐汽車全部質量。

　　2、將傳動系傳來的轉矩化為汽車行駛的驅動力。

　　3、承受並傳遞路面作用於車輪上的各種反力和力矩。

　　4、減少振動，緩和衝擊，保證汽車平順行駛。

　　汽車行駛系的組成

　　一般由車架、車橋、車輪和懸架組成

　　車架

　　功用：車架是汽車的基體，如發動機、變速器、傳動機構、操縱機構、車身等總成和部件都安裝於車架上。

　　車架的類型

　　汽車上裝用的車架按其結構形式不同可分為：邊梁式車架、中梁式車架、綜合式車架和無梁式車架。

　　車橋

　　作用：車橋通過懸架與車架連接，支承著汽車大部份重量，並將車輪的牽引力或制動力，以及側向力經懸架傳給車架。

　　類型：汽車的車橋分為整體式和斷開式兩種。按使用功能劃分，車橋又可分為轉向橋、轉向驅動橋、驅動橋和支持橋。

　　轉向橋：安裝轉向輪的車橋叫轉向橋。現代汽車一般都是前橋轉向，也有少數是多橋轉向的。

　　a、與非獨立懸架匹配的轉向車橋

　　這類轉向橋結構大體相同，主要由前梁，轉向節，主銷和輪轂等部分組成。車橋兩端與轉向節絞接。前梁的中部為實心或空心梁。

　　b、與獨立懸架匹配的轉向橋

　　斷開式轉向橋的作用與非斷開式轉向橋一樣，所不同的是斷開式轉向橋與獨立懸架匹配，斷開式車橋為活動關節式結構。

　　c、轉向車輪定位

　　為了使汽車保持穩定的直線行駛，轉向輕便、減少輪胎與轉向機構的摩損，要求裝配後的轉向車輪、轉向節和前軸與車架有正確的相對位置。前輪、前軸、轉向節與車架的相對安裝位置，稱為轉向車輪定位，也稱前輪定位。前輪定位包括主銷後傾、主銷內傾、前輪外傾、前輪前束四個參數。

　　A、主銷後傾：主銷裝在前軸上後，其上端略向外傾，稱為主銷後傾。

　　B、主銷內傾：主銷裝在前軸上後，其上端略向內傾，稱為主銷內傾。

　　C、前輪外傾：汽車的前輪安裝後，其旋轉平面上方略抽外傾，稱為前輪外傾。

　　D、前輪前束：汽車兩個前輪的旋轉平面不平行，前端略向內收，稱為前輪前束。汽車的前束值一般小於10mm，通過改變橫拉杆的長度可以調整前束的大小。

　　支承橋：轉向橋和支持橋都屬於從動橋。有些單橋驅動的三軸汽車，往往將後橋設計成支持橋。挂車上的車橋也是支持橋。發動機前置前驅動轎車的後橋也屬於支橋。

　　車輪與輪胎

　　功用：是支承汽車車體重量，緩和由於路角不平引起的衝擊力，接受和傳遞制動力和驅動力，輪胎具有抵抗側滑的能力，輪胎具有自動回下正的能力，使汽車正常轉向，保持汽車直線駛。

　　車輪組成：通常車輪由輪轂、輪輞以及這兩件元件之間的連接部分稱為輪輻的元件所組成

　　分類：按照輪輻的結構車輪可分為輻板式和輻條式。根據輪輞形式不同又可分為組裝輪輞式，可調式車輪，對開式，可反裝式車輪。

　　根據車輪材質不同又有鋁合金、鎂合金、鋼車輪之分。

　　輪輞結構及規格代號

　　按斷面結構形式分為深式輪輞、平式輪輞和可拆式輪輞

　　深槽式輪輞，代號（DC），這種輪輞多用於小轎車及越野車上。易於裝卸，因而它的輪輞一般都採用鋼板衝壓成形的整體結構。

　　平底輪輞如圖，代號（WFB），主要用於中、重型載貨汽車，自卸汽車和大客車。

　　對開式輪輞（對拆平底式輪輞）代號（DT）。它由左右可分的兩半輪輞組成。兩部分輪輞可以是等寬度，也可以不等寬，它們之間用螺栓固緊在一起形成用以安裝輪胎的輪車內。

　　輪胎

　　輪胎總成是安裝在輪輞上的，直接與路面接觸。它的作用是：承受汽車的重力；當汽車行駛中，路面不平引起衝擊和振動要求輪胎與懸架一齊起緩和衝擊的作用；保證車輪和路面接觸具有良好的附著性，傳遞驅動力和制動力，保持汽車行駛穩定性。

　　結構：輪胎主要由胎冠、胎肩，胎側，胎體和胎圈等部分組成。

　　胎冠　是指外胎兩胎肩夾的中間部位。包括胎面，緩衝層（或帶束層）和帘布層等。

　　胎面　是指胎冠最外層與路面接觸帶有花紋的外胎膠層。作用是保護胎體，防止其早期磨損和損傷。

　　緩衝層　是指斜交輪胎胎面和胎體之間的膠布層。作用是緩和並部分吸收路面對輪胎的衝擊。

　　帶束層　是指在子午線輪胎和帶束斜交輪胎的胎面基部下，沿胎面中心線圓周方向箍緊胎體的材料層。作用是增強輪胎的周向剛度和傾向剛度，並承受大部分胎面的應力。

　　帘布層　是指胎體中由覆膠平行簾線組成的布層，它是胎體的骨架，支撐外胎各部分。

　　胎側　是指胎肩到胎圈之間的胎體側壁部位上的橡膠層，作用是保護胎體，承受側向力。

　　胎體　是由一層或數層帘布與胎圈組成整體的充氣輪胎的受力結構。斜交輪胎的胎體帘布線彼此交叉排列，子午線的胎體簾線互相平行。

　　胎圈　是指輪胎安裝在輪輞上的部分。由胎圈芯和胎圈包布等組成。作用是防止輪胎脫離輪輞。

　　氣輪胎按結構不同可以分為有內胎和無內胎兩種。

　　按帘布材料可分為棉帘布輪胎、人造線輪胎、尼龍輪胎、鋼絲輪胎、聚酯輪胎，玻璃纖維輪胎、無帘布輪胎。

　　按胎面花紋可分為普通花紋輪胎、越野花紋輪胎，混合花紋輪胎。

　　按氣壓可分為高壓輪胎、低壓輪胎、超低壓輪胎。

　　按帘布層結構可分為斜交輪胎、帶束斜交輪胎和子午線輪胎。

　　1、有內胎的充氣輪胎　主要由外胎、內胎、墊帶組成。內胎中充滿壓縮空氣，外胎用來保護內胎不受損傷且具有一定彈性；墊帶放在內胎下面，防止內胎與輪輞硬性接觸受損傷。

　　2、普通斜交輪胎

　　它的特點是帘布層和緩衝層各相鄰層簾線交叉排列，各帘布層與胎冠中心線成35o～40o的交角，因而叫斜交輪胎。

　　3、子午線輪胎

　　這種輪胎的胎體帘布層與胎面中心線呈90度或接近90o角排列，簾線分布如地球的子午線，因而稱為子午線輪胎。子午線輪胎簾線強度得到充分利用，它的帘布層數小於普通斜交輪胎帘布層數，使輪胎重量可以減輕，胎體較柔軟。子午線胎採用了與胎面中心線夾角較小（10o～20o）的多層緩衝層，用強力較高，伸張力小的結構帘布或鋼絲帘布製造，可以承擔行駛時產生的較大的切向力。帶束層象鋼帶一樣，緊緊箱在胎體上，極大地提高胎面的剛性和驅動性以及耐磨性。

　　子午線輪胎本身結構原因，使其高速旋轉時，變形輪，生溫低，產生駐波的臨界速度比斜交胎高，提高了行駛中的安全性。

　　4、無內胎輪胎

　　在外觀上與普通輪胎相似。所不同的是無內胎輪胎的外胎內壁上附加了一層厚約2～3mm的專門用來封氣的橡膠密封層，它是用硫化的方法粘附上去的，密封層正對著的胎面下面，貼著一層未硫化橡膠的特殊混合物製成的自粘層。當輪胎穿孔時，自粘層能自行將刺穿的孔粘合，因此又有叫有自粘層的無內胎輪胎。

　　無內胎輪胎在穿孔時，壓力不會急劇下降，有利於安全行駛，無內胎輪胎不存在內外胎之間的摩損和卡住，它的氣密性好，可直接通過輪輞散熱，溫升低，使用壽命長，結構簡單，重量輕。其缺點是途中壞了修理困難。

　　現今，載重車、轎車大都採用低壓胎，因為低壓胎彈性好，斷面寬，與路面接觸面積大，胎壁薄散熱性好。這些性能使輪胎壽命延長。

　　懸架

　　作用：車架與車橋彈性連接起來，吸收或緩和車輪在不平路面上受到的衝擊和振動，傳遞各種作用力和力矩。

　　組成：般由彈性元件、導向裝置和減振器三部分組成。

　　類型懸架可分為獨立懸架和非獨立懸架類

　　1、獨立懸架 獨立懸架的特點是：每一側車輪單獨通過彈簧懸掛在車架下面，汽車行使中，當一側車輪跳動時，不會影響另一側車輪的工作。獨立懸架中多採用螺旋彈簧和扭桿彈簧作為彈性元件，並配用導向裝置和減振器。獨立懸架在轎車上廣泛應用。

　　2、非獨立懸架 非獨立懸架的特點是兩側的車輪分別安裝在同一整體式車轎上，車轎通過彈性元件與車架相連。這種懸架在汽車行駛中，當一側車輪跳動時，另一側車輪也將隨之跳動。非獨立懸架中廣泛採用鋼板彈簧作為彈性元件，這種懸架在中、重型汽車上普遍採用。

　　彈性元件

　　懸架採用的彈性元件有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧、橡膠彈簧等。

　　減振器

　　功用：善汽車行駛平順性。為衰減振動，汽車懸架系統中採用減振器多是液力減振器。

　　工作原理：是當車架（或車身）和車橋間受振動出現相對運動時，減振器內的活塞上下移動，減振器腔內的油液便反覆地從一個腔經過不同的孔隙流入另一個腔內。此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內摩擦對振動形成阻尼力，使汽車振動能量轉化為油液熱能，再由減振器吸收散發到大氣中。在油液通道截面和等因素不變時，阻尼力隨車架與車橋（或車輪）之間的相對運動速度增減，並與油液粘度有關。

　　防傾桿

　　將 「ㄇ」形桿體的兩端分別連結在左、右懸掛裝置上面，當左、右側的輪子分別上下移動時，會產生扭力並使桿體自身產生扭轉，利用桿體受力所產生的反作用力去使車子的左、右兩邊維持相近的高度。

　　因此「防傾桿」亦稱為「扭力桿」、「防傾扭力桿」、「平衡桿」、「扭力平衡桿」、「平穩桿」等等名稱。

　　轉向系

　　汽車行駛過程中，經常需要改變行駛方向，即所謂的轉向，這就需要有一套能夠按照司機意志使汽車轉向的機構，它將司機轉動方向盤的動作轉變為車輪（通常是前輪）的偏轉動作。 按轉向力能源的不同，可將轉向系分為機械轉向系和動力轉向系。 機械轉向系的能量來源是人力，所有傳力件都是機械的，由轉向操縱機構（方向盤）、轉向器、轉向傳動機構三大部分組成。其中轉向器是將操縱機構的旋轉運動轉變為傳動機構的直線運動（嚴格講是近似直線運動）的機構，是轉向系的核心部件。 動力轉向系除具有以上三大部件外，其最主要的動力來源是轉向助力裝置。由於轉向助力裝置最常用的是一套液壓系統，因此也就離不開泵、油管、閥、活塞和儲油罐。

　　動力轉向機構動力轉向機是利用外部動力協助司機輕便操作轉向盤的裝置。隨著最近汽車發動機馬力的增大和扁平輪胎的普遍使用，使車重和轉向阻力都加大了，因此動力轉向機構越來越普及。值得注意的是，轉向助力不應是不變的，因為在高速行駛時，輪胎的橫向阻力小，轉向盤變得輕飄，很難捕捉路面的感覺，也容易造成轉向過於靈敏而使汽車不易控制。所以在高速時要適當減低動力，但這種變化必須平順過度。

　　一）液壓式動力轉向裝置 液壓式動力轉向裝置重量輕，結構緊湊，利於改善轉向操作感覺，但液體流量的增加會加重泵的負荷，需要保持怠速旋轉的機構。

　　二）電動式動力轉向裝置 電動式動力轉向裝置是最新形式的轉向裝置，由於它節能，故受到人們的重視。它是利用蓄電池轉動電機產生推力。由於不直接使用發動機的動力，所以大大降低了發動機的功率損失（液壓式最大損失5-10馬力），且不需要液壓管路，便於安裝。尤其有利於中置發動機後輪驅動的汽車。但目前電動式動力轉向裝置所得動力還比不上液壓式，所以只限用於前輪軸輕的中置發動機後驅動的汽車上。

　　三）電動液壓式動力轉向裝置 即由電機驅動轉向助力泵並由計算機控制的方式，它集液壓式和電動式的優點於一體。因為是計算機控制，所以轉向助力泵不必經常工作，節省了發動機的功率。這種方式結構緊湊，便於安裝布置，但液壓產生的動力不能太大，所以適用排量小的汽車。

　　制動系

　　簡單地說制動系統是通過摩擦襯塊夾緊旋轉的制動盤或摩擦襯片壓緊旋轉的制動鼓來產生制動力的，在此過程中將由於摩擦而產生大量的摩擦熱。所以，制動作用的原理就是把行駛中的汽車動能轉換為熱能從而實現使汽車減速的目的。對一輛時速為250公里/小時的重型轎車進行全制動時需要的制動功率高達1000千瓦，可見車輛對制動系統的技術要求是極其苛刻的。

　　制動系統分類

　　制動系統按照功能可分為行車制動系統、駐車制動系統、第二制動系統和輔助制動系統等。行車制動系統的功能是使行駛中的車輛減速，直至停車，是行車途中最頻繁使用的制動功能之一；駐車制動系統是使已停駛的汽車駐留原地不動的裝置；第二制動系統是在行車制動系統失效的情況下保證汽車仍能實現減速和停車的裝置，在許多國家該系統已列為基本裝置之一；輔助制動系統用於減緩或穩定車速的額外製動裝置。

　　制動系統的組成

　　傳統的制動系統主要由供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器四個基本部分組成。

　　汽車制動系統常見的部件包括：制動鼓、制動蹄片、制動盤、制動鉗、摩擦襯塊、鋼索、液壓泵、真空助力器、電子控制單元等等

　　制動器

　　制動器是產生阻礙車輛運動或運動趨勢的力（制動力）的部件。根據制動力矩產生的方式不同，制動器可分為：摩擦制動器（利用固定元件與旋轉元件工作表面的摩擦作用產生制動力矩的制動器）和緩速制動器，通常提及的制動器泛指摩擦制動器。目前各類汽車所採用的制動器可分為鼓式制動器和盤式制動器兩大類。鼓式制動器的摩擦副中的旋轉元件為制動鼓，其工作表面為圓柱面；盤式制動器的旋轉元件為制動盤，以端面為工作表面。另外，根據旋轉元件的安裝位置不同，制動器又可分為車輪制動器和中央制動器兩大類。其中，車輪制動器的旋轉元件固裝在車輪或半軸上，即制動力矩直接分別作用於兩側車輪上，其一般用於行車制動，也可兼用於第二制動（或應急制動）和駐車制動；中央制動器的旋轉元件固裝在傳動系的傳動軸上，其制動力矩需經過驅動橋再分配到兩側車輪上，其一般只用於駐車制動和緩速制動。

　　鼓式制動器有內張型和外束型兩種。前者的制動鼓以內圓柱面為工作表面，在汽車上應用廣泛；後者制動鼓的工作表面則是外圓柱面，目前只有極少數汽車將其用於駐車制動器。內張型鼓式制動器主要由制動鼓（形狀似鍋，安裝在輪轂上，並與車輪同步旋轉）、制動蹄片（圓弧狀部件，兩個一組，蹄片外側粘有產生制動力矩的摩擦襯片）、固定銷及制動分缸等。制動時，位於制動鼓內部的制動蹄片一端承受來自製動分缸的促動力後，繞其另一端的支點向外旋轉，壓靠到制動鼓內圓面上，進而產生摩擦力矩（制動力矩）。

　　盤式制動器主要由制動盤（安裝在輪轂上與車輪形成整體旋轉）和制動鉗（固定在轉向節等懸架構件上）組成。其中，制動盤有通風式和實心式兩種；制動鉗主要有浮動鉗夾式（單活塞）、浮動叉式、固定鉗夾式等幾種。

　　與鼓式制動方式相比，盤式制動裝置的機械部分外露，散熱性能好，減少了由於摩擦熱而產生了制動衰退現象，制動性能較穩定，所以現代轎車大多採用了盤式制動器，但是為了降低車輛成本，部分轎車在前輪採用盤式制動器的同時，後輪仍保留了鼓式制動器。

　　防抱死制動系統

　　防抱死制動系統ABS（Anti-lock Brake System）通過輪速感測器實時檢測各車輪的轉速，當車輪出現抱死/滑動的趨勢/現象時，ABS電子控制單元ECU根據輪速感測器傳送的信號實時調節對應車輪的制動力，以避免車輪發生抱死/滑動，進而提高車輛緊急制動工況下的轉向操縱性及行駛穩定性，確保駕駛者能夠進行有效地緊急避讓操縱及縮短大多數路況下的緊急制動距離。

　　電子穩定程序控制系統

　　電子穩定程序控制系統ESP（Electronic Stability Program）的車載微型計算機通過對來自轉向、輪速、側滑及加速度等感測器的信號監控車輛的運行狀況，ESP系統一旦診斷出車輛存在側滑傾向時，系統就立即通過制動、發動機和變速器等方面採取修正措施，以實現車輛平穩行駛。

　　有

　　無

　　電子制動力分配

　　電子制動力分配），英文全稱為Electronic Brakeforce Distribution，簡稱EBD。EBD實際上是ABS的輔助功能，是在ABS的控制電腦里增加一個控制軟體，機械系統與ABS完全一致。它只是ABS系統的有效補充，一般和ABS組合使用，可以提高ABS的功效。當發生緊急制動時，EBD在ABS作用之前，可依據車身的重量和路麵條件，自動以前輪為基準去比較後輪輪胎的滑動率，如發覺此差異程度必須被調整時，剎車油壓系統將會調整傳至後輪的油壓，以得到更平衡且更接近理想化的剎車力分布。配置有EBD系統的車輛，會自動偵測各個車輪與地面間的抓地力狀況，將剎車系統所產生的力量，適當地分配至四個車輪。在EBD系統的輔助之下，剎車力可以得到最佳的效率，使得剎車距離明顯地縮短，並在剎車的時候保持車輛的平穩，提高行車的安全。而EBD系統在彎道之中進行剎車的操作亦具有維持車輛穩定的功能，增加彎道行駛的安全。

　　線控制動系統

　　線控制動系統（Brake by-wire System）可分為電液制動系統EHB、全電制動系統EMB和混合制動系統三大類。

　　電液制動系統EHB（Electro-Hydraulic Brake）採用電子控制功能取代了傳統制動系統中制動踏板與輪邊制動器之間的機械及液壓連接，即由電氣控制替代了原先的桿系及液壓管路連接。EHB系統在正常的制動過程中：首先，由踏板行程模擬器中集成的行程感測器及壓力感測器感應駕駛者施加在踏板上制動力的速度及強度，以獲得（識別）駕駛者的制動意圖；然後，EHB計算機根據系統電氣線路傳輸來的感應信號計算出各車輪所需的制動力；接著，液壓執行單元根據EHB計算機輸出的控制指令通過高壓蓄能器分別向各車輪精確施加所需的制動力，使得車輛更快速、更穩定地制動或減速。車輛安裝EHB系統後，便可以取消原先的真空制動增壓器及發動機真空泵。同時，EHB系統的高壓蓄能器中持續穩定的制動液壓力可達140巴，完全能夠快速響應駕駛者的制動指令。

　　全電制動系統EMB（Electro-Mechanical Brake）沒有電液制動系統的高壓儲能器，其通過電機驅動將摩擦片推向制動盤，直接在制動鉗上產生相應的制動力。由於EMB工作時無需液壓，因此也被稱為「乾式」線控制動系統。

　　混合制動系統（Hybrid Brake System）是指前輪採用電液制動、後輪採用全電制動的混合式線控制動系統，是乾式線控制動系統之前的過渡方案。因為，如果全套制動系統都採用全電制動技術，則需要42伏的電源以取得較高的前輪制動力，事實上該技術條件在未來的幾年內還不可能成為現實。採用混合制動系統後，後輪的全電制動系統可沿用傳統的12伏電壓，同時，後輪制動迴路可採用「即插即用（Plug and Play）」的安裝方式，不僅安裝和維護極為容易，而且還大大降低了技術創新的風險。

　　上述的線控制動系統都能夠根據實際需要對各車輪制動力進行獨立計算及控制，所以，線控系統能夠縮短車輛制動距離，提高行車安全性。另外，線控制動系統還能夠通過軟體集成諸如防抱死制動ABS、電子穩定程序控制ESP及輔助制動BAS等功能，以進一步提高車輛制動的安全性及舒適性。

　　緩速制動技術

　　經常在山區行駛的汽車，如果單靠行車制動系統來達到下長坡時穩定車速的目的，則可能導致行車制動系統的制動器因過熱而降低制動效能，甚至完全失效而導致危險事故的發生。所以那些經常出入山區的商用汽車和需要頻繁制動的公交車及客車一般會增設輔助制動系統。這種以在不使用或少使用行車制動系統的條件下使車輛速度降低或保持穩定（但不能使汽車緊急制動）的輔助制動系統常被稱為緩速制動裝置。現在，汽車工程中使用的緩速制動技術主要有：

　　發動機緩速

　　發動機緩速（制動）技術利用液壓原理將車輛動力之源的發動機暫時轉換為吸收（消耗）能量的緩速裝置。這種安裝在發動機頂部的緩速裝置被稱為發動機緩速器。發動機緩速器在運行過程中會產生一定的發動機制動雜訊，其產生的緩速（制動）能量與發動機的轉速成正比。

　　排放緩速

　　排放緩速是利用安裝在發動機排放系統上的緩速器通過約束（限制）排放氣體的流量提高排放系統的背壓，背壓的提高約束了活塞的運動，進而降低了曲軸的轉速，最終起到了制動的效果。排放緩速器在運行過程中不會產生制動雜訊，其產生的緩速（制動）能量與發動機的轉速RPM成正比。

　　液力緩速

　　液力緩速是利用專設的液力緩速器來產生緩速作用。液力緩速器中有固定葉輪和旋轉葉輪，後者一般由變速器驅動。其通過液力緩速器內的液力阻尼作用將由旋轉葉輪輸入的汽車動能轉換為熱能來實現緩速制動作用。

　　電磁緩速

　　電磁緩速是利用專設的電磁緩速器來產生緩速作用。電磁緩速器的主要元件是由驅動輪通過傳動系帶動的盤狀金屬轉子和由若干個固定不動的電磁鐵組成的定子。當有電流通過定子的勵磁線圈時，便產生了磁場，並對在此磁場中旋轉的轉子造成阻力矩，即制動力矩，進而產生了阻緩汽車運動的制動力。