汽車拖拉機學(xué)2025/4/13行駛系統(tǒng)行駛系統(tǒng)第一節(jié)行駛系統(tǒng)的概述第二節(jié)車架第三節(jié)車橋第四節(jié)車輪第五節(jié)懸架第六節(jié)履帶式拖拉機行駛系統(tǒng)2025/4/131的教學(xué)內(nèi)容行駛系統(tǒng)的功用行駛系統(tǒng)的組成行駛系統(tǒng)的行駛原理的重點、難點掌握車輪定位原理掌握輪胎結(jié)構(gòu)原理掌握懸架減振原理的教學(xué)要求1.車輪定位原理與實踐2.輪胎結(jié)構(gòu)原理與實踐3.懸架減振原理與實踐的課程思政融入點科學(xué)精神科技發(fā)展創(chuàng)新思維農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的課程思政的育人目標(biāo)的“耕讀教育”思政點映射表課程耕讀教育要點耕讀教育映射與融入點教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效車輪定位原理與實踐1.車輪定位的目的是什么？2.車輪定位是如何保證車輛直線行駛穩(wěn)定的？3.車輪定位是如何保證高速行駛車輛穩(wěn)定的？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)素養(yǎng)科技發(fā)展創(chuàng)新思維輪胎結(jié)構(gòu)原理與實踐1.為何廣泛采用子午線輪胎？2.輪胎是怎樣提高附著力的？3.如何防止輪胎爆胎？4.如何減少輪胎對田間土壤的壓實？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神科技發(fā)展創(chuàng)新思維農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化懸架減振原理與實踐1.為何汽車廣泛采用獨立懸架？2.為何有多種獨立懸架結(jié)構(gòu)？3.如何解決懸架與車輪定位參數(shù)變化的矛盾？4.拖拉機為很少采用懸架？是如何減振的？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT適應(yīng)發(fā)展科技發(fā)展創(chuàng)新思維農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化7第一節(jié)行駛系統(tǒng)概述2025/4/138第一節(jié)行駛系統(tǒng)概述1.行駛系統(tǒng)的功用

將發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩變?yōu)橥苿悠囃侠瓩C行駛的驅(qū)動力，并使驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動變成汽車拖拉機在地面上的移動

傳遞并承受路面作用于車輪上的各向反力及其所形成的力矩

盡可能緩和不平路面對車身造成的沖擊和振動，保證汽車拖拉機行駛平順性，且與汽車拖拉機轉(zhuǎn)向系很好地配合工作，實現(xiàn)汽車拖拉機行駛方向的正確控制，以保證汽車拖拉機操縱穩(wěn)定性。

支承汽車拖拉機的全部質(zhì)量一、行駛系統(tǒng)的功用2025/4/1392.行駛系統(tǒng)的類型2025/4/13

行駛系統(tǒng)一般分為輪式、履帶式、半履帶式3種類型，如圖12-1所示。10(1)輪式行駛系統(tǒng)

在良好路面條件下，采用輪式行駛系統(tǒng)可提高行駛速度，減少摩擦，降低能耗，所以，汽車拖拉機以及絕大多數(shù)工程車輛采用輪式行駛系統(tǒng)。輪式拖拉機有時在水田作業(yè)采用剛性水田輪，以提高作業(yè)時的驅(qū)動性能。2025/4/1311(2)履帶式行駛系統(tǒng)

履帶式行駛系統(tǒng)具有接地面積大、對地面壓強小、附著性能好等特點，可以提高車輛的驅(qū)動性能與通過性能。但履帶結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重，行駛阻力大，只有在行駛條件差的田間或施工現(xiàn)場大負(fù)荷作業(yè)時具有明顯的優(yōu)勢。

大中型拖拉機、工程車輛通常采用金屬履帶式行駛系統(tǒng)，而部分小型履帶式拖拉機和自走式農(nóng)業(yè)機械的行駛系統(tǒng)通常采用橡膠履帶式行駛系統(tǒng)，如水稻聯(lián)合收割機、小麥聯(lián)合收割機等。2025/4/1312(3)半履帶式行駛系統(tǒng)

有些在雪地或沼澤地帶行駛的車輛和拖拉機等，其前橋裝有車輪或滑橇式車輪用來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，而后橋裝有履帶，即所謂的半履帶行駛系統(tǒng)，以減少車輛對地面的壓強，防止車輛下陷，提高通過能力。2025/4/1313第一節(jié)行駛系統(tǒng)概述1.汽車行駛系統(tǒng)的組成（1）輪式汽車行駛系統(tǒng)汽車行駛系統(tǒng)一般由車架、車橋、車輪和懸架組成(圖12-2)。。車架是全車的裝配基體，它將汽車的各相關(guān)總成連接成一整體。前輪和后輪分別支承著從動橋和驅(qū)動橋。為減少汽車在不平路面上行駛時車身所受到的沖擊和振動，車橋又通過彈性前懸架和后懸架與車架連接。三、行駛系統(tǒng)的組成2025/4/13142.拖拉機行駛系統(tǒng)的組成及特點

輪式拖拉機行駛系統(tǒng)一般由車架、前橋和車輪組成。

在四輪拖拉機上，裝在后面左、右驅(qū)動半軸上的兩個車輪，稱為驅(qū)動輪，用以傳遞發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動拖拉機行駛。裝在前軸上的兩個車輪稱為導(dǎo)向輪，一般不傳遞動力，但可相對機體偏轉(zhuǎn)一個角度，使拖拉機轉(zhuǎn)向。如果前輪也傳遞發(fā)動機的動力，則這種拖拉機稱為四輪驅(qū)動拖拉機。

由于拖拉機主要用于田間作業(yè)，因此，與汽車相比，其行駛系統(tǒng)具有以下幾個特點：

①田間土壤松軟、潮濕，土壤產(chǎn)生附著力的條件較差，為了提高驅(qū)動輪的驅(qū)動力，增加車輪與土壤的接觸面積，以減少車輪下陷所產(chǎn)生的滾動阻力，驅(qū)動輪一般采用直徑較大的低壓輪胎，且胎面上有凸起的花紋。2025/4/1315

③拖拉機經(jīng)常要進(jìn)行中耕作業(yè)，為了不傷害農(nóng)作物，拖拉機不僅要有較高的道路離地間隙，而且還要有合適的農(nóng)藝離地間隙（圖12-3）。農(nóng)藝離地間隙hn是指跨在農(nóng)作物上的機體的最低點離地面的距離，道路離地間隙hd是指前軸或后橋半軸殼體最低點離地面的距離。有的拖拉機離地間隙是可以調(diào)節(jié)的。此外，為了適應(yīng)各種作物的不同行距，防止壓苗和傷苗，拖拉機前、后輪的輪距應(yīng)該可以調(diào)節(jié)。2025/4/1316

④由于拖拉機的田間作業(yè)速度較慢，加之低壓輪胎本身具有一定的減振和緩沖作用，所以拖拉機后橋上一般未安裝彈性懸架和減振器，使后橋與機體剛性連接，而前軸與機體鉸鏈連接。但隨著拖拉機運輸速度的提高，為了減少振動，改善駕駛?cè)说膭趧訔l件，有些拖拉機的前軸采用了彈性懸架。

⑤水田土壤是一種特殊的土壤，對行駛系統(tǒng)提出了特殊的要求，為了使拖拉機能夠順利地爬越田埂，能夠克服由于沉陷而增加的滾動阻力，同時又能發(fā)揮出足夠的牽引力。為此，拖拉機的車輪有高花紋輪胎、鑲齒水田輪、水田葉輪、間隔式履帶板等多種型式。2025/4/1317第二節(jié)車架

2025/4/1318第二節(jié)車架一、汽車車架

車架是汽車拖拉機的基礎(chǔ)件，其功用是支承連接汽車拖拉機的各零部件，并承受來自車內(nèi)、車外的各種載荷。汽車車架的結(jié)構(gòu)形式基本上有3種：邊梁式車架、中梁式車架（或稱脊骨式車架）和綜合式車架，其中以邊梁式車架應(yīng)用最廣。1.邊梁式車架

邊梁式車架由兩根位于兩邊的縱梁和若干根橫梁組成，用鉚接法或焊接法將縱梁與橫梁連接成堅固的剛性構(gòu)架。

縱梁通常用低合金鋼板沖壓而成，斷面形狀一般為槽形，也有的做成Z字形或箱形斷面。根據(jù)汽車形式不同和結(jié)構(gòu)布置的要求，縱梁可以在水平面內(nèi)或縱向平面內(nèi)做成彎曲的，以及等斷面或非等斷面的。2025/4/1319

橫梁不僅用來保證車架的扭轉(zhuǎn)剛度和承受縱向載荷，而且還可以支承汽車上的主要部件通常載貨車有5～6根橫梁，有時會更多。邊梁式車架的結(jié)構(gòu)特點是便于安裝駕駛室、車箱及一些特種裝備和布置其他總成，有利于改裝變型車和發(fā)展多品種汽車。因此，被廣泛采用在載貨汽車和大多數(shù)的特種汽車上。

轎車邊梁式車架如圖12-4a所示，其中部較低，可降低轎車重心，滿足轎車高速行駛的穩(wěn)定性和乘坐舒適性的要求。其前端較窄，可允許轉(zhuǎn)向輪有較大的偏轉(zhuǎn)角度；其后端向上彎曲，懸架變形時，可保證車輪有足夠的跳動空間。為了提高車架的抗扭剛度，有的轎車采用“X”形車架（圖12-4b）。2025/4/132025/4/1320a.轎車邊梁式車架

b.轎車X形車架圖12-4轎車邊梁式車架21

圖12-5為東風(fēng)貨車邊梁式車架，它主要由兩根縱梁和八根橫梁鉚接而成。

縱梁為槽形不等高斷面梁，由于縱梁中部受到的彎曲力矩最大，故中部斷面高度最大，由此向兩端斷面高度則逐漸減小。這樣，可使應(yīng)力分布較均勻，同時又減小了質(zhì)量。在左右縱梁上各有多個安裝用孔，用以安裝轉(zhuǎn)向器、鋼板彈簧、燃油箱、儲氣罐、蓄電池等的支架。橫梁一般也用鋼板沖壓成槽形，為增強車架的抗扭強度，有時采用管形或箱形斷面的橫梁。2025/4/13222.中梁式車架中梁式車架只有一根位于中央貫穿前后的縱梁，中梁的斷面可以做成管形或箱形。這種結(jié)構(gòu)的車架有較大的扭轉(zhuǎn)剛度。使車輪有較大的運動空間，因此被采用在某些轎車和貨車上。圖12-6所示的是具有中梁式車架的轎車底盤。中梁是管式的，傳動軸裝在管內(nèi)。主減速器殼通常固定在中梁的尾端，形成斷開式驅(qū)動橋。中梁前端做成伸出的支架，以固定發(fā)動機。2025/4/1323

中梁式車架的優(yōu)點是：能使車輪有較大的運動空間，便于采用獨立懸架，從而可提高汽車的越野性；與同噸位貨車相比，其車架較輕，減少了整車質(zhì)量；同時重心較低，因此行駛穩(wěn)定性好；車架的強度和剛度較大；脊梁還能起封閉傳動軸的防塵等作用。但這種車架的制造工藝復(fù)雜，精度要求高，給維護和修理造成諸多不便，應(yīng)用較少。2025/4/13圖12-6具有中梁式車架的轎車底盤243.綜合式車架

圖12-7所示的車架前部是邊梁式，而后部是中梁式的，這種車架稱為綜合式車架（也稱復(fù)合式車架）。它同時具有中梁式和邊梁式車架的特點。該車架的邊梁用以安裝發(fā)動機，懸伸出來的支架可以固定車身。這種車架實際上屬于中梁式車架的變型。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，近年來車架結(jié)構(gòu)形式也出現(xiàn)了多樣化和復(fù)雜化。如桁架式車架（圖12-8），主要用于競賽汽車及特種汽車。它由鋼管組合焊接而成，這種車架兼有車架和車身的作用。2025/4/13圖12-7綜合式車架圖12-8桁架式車架25平臺式車架是一種將底板從車身中分出來，而與車架組成一個整體的結(jié)構(gòu)，車身通過螺栓與車架相連接，如圖12-9所示。部分轎車和大型客車取消了車架，而以車身兼代車架的作用，即將所有部件固定在車身上，所有的力也由車身來承受。這種車身稱為承載式車身，如圖12-10所示。目前大多數(shù)轎車都是采用承載式車身。承載式車身由于無車架，可以減輕整車質(zhì)量：可以使地板高度降低，使上、下車方便，但是傳動系和懸架的振動與噪聲會直接傳入車內(nèi)，為此，應(yīng)采取隔音和防振措施。2025/4/13圖12-10承載式轎車車身圖12-9平臺式車架26二、拖拉機車架拖拉機的車架有全梁架式、半梁架式和無梁架式3種。1．全梁架式車架

全梁架式車架是一個完整的框架，拖拉機的所有部件都安裝在這個框架上。部件的拆裝較為方便，但金屬用量多。車架在工作中的變形，使各部件間的相對位置發(fā)生變動，影響零件的正常工作，零件容易損壞。一般履帶式拖拉機采用這種車架。2025/4/132025/4/13

全梁架式車架一般由縱梁、前梁及后軸等組成（圖12-11）。在縱梁的下方安裝著兩根橫梁，發(fā)動機用三點支承在車架上，其前端用搖擺支座安裝在前梁上，后端用兩點安裝在前橫梁上。三點支承不會在車架變形時破壞聯(lián)接螺栓的緊固。拖拉機的后橋和變速箱聯(lián)成一體，也用三個支承點安裝在車架上，變速箱前端用球形墊圈支承在后橫梁上，后橋用兩個支座安裝后軸上。后軸的兩端安裝驅(qū)動輪，臺車軸安裝臺車的平衡臂，縱梁的前端安裝履帶張緊裝置。27282.半梁架式車架半梁架式車架的前半部采用專門梁架，用來安裝發(fā)動機和前軸等；后半部則由離合器、變速箱、后橋3部分的殼體而構(gòu)成（圖12-12）。這種車架的主要優(yōu)點是剛度較好，維修發(fā)動機比較方便。2025/4/13293．無梁架式車架這種車架沒有梁架，而是由各部件的殼體連成（圖12-13）。使用這種車架可以減輕拖拉機的質(zhì)量，節(jié)省金屬，簡便結(jié)構(gòu)，車架剛度很高，不易變形。但制造和裝配的技術(shù)要求高，拆裝某一部件時需要將拖拉機拆開。2025/4/1330第三節(jié)車橋2025/4/13312025/4/13用于連接和安裝左、右車輪的車軸或車梁等零部件稱為車橋，又稱車軸。其功用是傳遞車架（或承載式車身）與車輪之間的各種作用力及其力矩。車橋可分為轉(zhuǎn)向橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋、驅(qū)動橋和支持橋4種類型，轉(zhuǎn)向橋和支持橋為從動橋。汽車拖拉機均以前橋為轉(zhuǎn)向橋，后橋為驅(qū)動橋。驅(qū)動橋已在前面敘述過了，支持橋除不能轉(zhuǎn)向外，其它功能和結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)向橋相同。有少數(shù)汽車拖拉機還采用四輪驅(qū)動，則前橋為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋。32

前橋的功用是：承受汽車拖拉機前部質(zhì)量，將車架傳來的推動力傳給前輪，并利用轉(zhuǎn)向裝置使車輪偏轉(zhuǎn)一定角度，實現(xiàn)汽車拖拉機轉(zhuǎn)向。1.汽車前橋

對于后輪驅(qū)動的汽車，其前橋僅為轉(zhuǎn)向橋，主要由前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)和輪轂等3部分組成（圖12-14）。2025/4/13第三節(jié)車橋一、前橋圖12-14汽車前橋（轉(zhuǎn)向橋）的組成33（1）前軸

前軸經(jīng)鍛壓制成工字形斷面，提高了抗彎強度，接近兩端部分略成方形，提高了抗扭強度。中部為鋼板彈簧座，且向下彎曲，以便安裝發(fā)動機，并使重心下降，減少傳動軸的傾斜角度。兩端翹起各加工成拳形。拳部有主銷孔，用以安裝轉(zhuǎn)向節(jié)主銷。（2）轉(zhuǎn)向節(jié)

轉(zhuǎn)向節(jié)用主銷和前軸連接，可繞主銷轉(zhuǎn)動，以達(dá)到前輪偏轉(zhuǎn)的目的。為減小磨損，轉(zhuǎn)向節(jié)上、下耳的主銷孔內(nèi)壓裝有鐵基粉末冶金套，并通過裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上的潤滑脂嘴注入潤滑脂進(jìn)行潤滑。為使前輪偏轉(zhuǎn)靈活輕便，在轉(zhuǎn)向節(jié)下耳與前軸拳形部位之間裝有推力軸承，轉(zhuǎn)向節(jié)上耳與前軸拳形部位之間裝有調(diào)整墊片，用以調(diào)整其軸向間隙。2025/4/13342025/4/13

兩個轉(zhuǎn)向節(jié)下耳均有錐形孔，可安裝與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連接的轉(zhuǎn)向節(jié)下臂。左轉(zhuǎn)向節(jié)上耳有錐形孔，用以安裝與直拉桿相連接的轉(zhuǎn)向節(jié)上臂。

前輪的最大偏轉(zhuǎn)角，由裝在轉(zhuǎn)向節(jié)凸緣上的轉(zhuǎn)角限位螺栓加以限制，偏轉(zhuǎn)角度可用轉(zhuǎn)角限位螺栓進(jìn)行調(diào)整。（3）輪轂

輪轂用兩套圓錐滾子軸承支承于轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸上，軸承的松緊度可用軸端的螺母調(diào)整。輪轂外端安裝車輪。內(nèi)端與制動鼓連接。輪轂內(nèi)軸承的內(nèi)側(cè)裝有油封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入制動鼓。352.輪式拖拉機前橋

后輪驅(qū)動的輪式拖拉機前橋，有雙前輪分置式、雙前輪并置式和單前輪式3種型式（圖12-15）。雙前輪分置式前橋由于行駛穩(wěn)定性好、輪距可調(diào)等特點，因此，一般拖拉機均采用這種前橋。雙前輪并置式和單前輪式前橋由于前輪位于中間，轉(zhuǎn)彎半徑小，離地間隙因僅受后橋高度的限制而較大，故較適宜于高稈作物的行間作業(yè)，但穩(wěn)定性較差，僅采用于少數(shù)中耕型拖拉機上。

2025/4/1336輪式拖拉機的前橋一般由前軸、主套管總成、左右副套管總成和轉(zhuǎn)向節(jié)總成等組成。前軸兩端用來安裝主銷、前輪，前軸中間通過搖擺軸、連接座等與機體連接車架前部鉸接形成拖拉機的前支承，承受拖拉機前部的重量。除少數(shù)專用的中耕拖拉機外，一般輪式拖拉機兩前輪都分置于前軸的兩側(cè)。因此，當(dāng)拖拉機在不平地面上行駛時，前軸可以擺動，保證兩前輪都能同時著地，其擺動幅度一般為10°～14°。

為調(diào)節(jié)前輪輪距，前軸做成可伸縮的，常用的結(jié)構(gòu)形式有伸縮套管式和伸縮板梁式。2025/4/1337

圖12-16為拖拉機伸縮套管式前軸。連接座與前軸套管焊接在一起，并用搖擺軸與下托架鉸接。前軸套管兩端裝有左、右伸縮套管，伸縮套管上有調(diào)整前輪距用的多排孔。下托架用螺釘與機體緊固在一起。搖擺軸與連接座間有滑動襯套，用黃油潤滑。這樣連接座同前軸套管一起，可以相對于機體擺動。安裝發(fā)動機散熱器用的上托架固定在下托架上，并用來限制前軸的擺動角度。2025/4/132025/4/13轉(zhuǎn)向節(jié)主套銷與伸縮套管焊在一起，其內(nèi)裝有轉(zhuǎn)向節(jié)主銷（轉(zhuǎn)向節(jié)立軸），主銷的下端連接著前輪軸，軸上裝有前輪。左右主銷的上端分別與轉(zhuǎn)向杠桿和轉(zhuǎn)向搖臂相連，兩者用橫拉桿連接起來，并與前軸組成轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)。為防止伸縮套管在前軸套管內(nèi)轉(zhuǎn)動，影響前輪定位參數(shù)的變化，目前套管斷面變圓形為梯形或矩形，這種形式在大部分輪式拖拉機上采用。38392025/4/1340

四輪驅(qū)動的拖拉機和汽車，前橋既要轉(zhuǎn)向又要驅(qū)動，因此，在結(jié)構(gòu)上既要有驅(qū)動橋所具有的主減速器、差速器、最終傳動和半軸，也要有轉(zhuǎn)向橋所具有的轉(zhuǎn)向節(jié)和主銷等（圖12-17）。

轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋與單獨的驅(qū)動橋和轉(zhuǎn)向橋相比所不同的是：為了轉(zhuǎn)向需要將半軸分成兩段制造，稱為內(nèi)半軸和外半軸，二者用等角速萬向節(jié)連接起來。于是，主銷也被分成上下兩段，分別固定在萬向節(jié)的球形支座上；轉(zhuǎn)向節(jié)制成空心的，以便外半軸從中穿過。轉(zhuǎn)向節(jié)由轉(zhuǎn)向節(jié)外殼和轉(zhuǎn)向節(jié)軸組合而成。2025/4/13第三節(jié)車橋二、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋41

等角速萬向節(jié)的內(nèi)外端有止推墊片，防止軸向竄動，以保證主銷軸線通過節(jié)心，防止運動干涉。轉(zhuǎn)向節(jié)殼體與上下蓋之間有調(diào)整墊片，用來調(diào)整主銷軸承的預(yù)緊度和保證兩半軸的軸線重合。2025/4/13421.轉(zhuǎn)向節(jié)主銷后傾

轉(zhuǎn)向節(jié)主銷裝在前軸上，其上端向后傾斜，這種現(xiàn)象叫主銷后傾。在縱向垂直平面內(nèi)，垂線與主銷軸線之間的夾度γ稱為主銷后傾角（圖12-18）。2025/4/13第三節(jié)車橋三、前輪定位為了保證汽車拖拉機直線行駛的穩(wěn)定性、操縱輕便性以及減少輪胎和機件的磨損，要求前輪和轉(zhuǎn)向主銷安裝在前軸上，保持一定的相對位置。這種具有一定相對位置的安裝，叫做前輪定位。前輪定位包括：轉(zhuǎn)向節(jié)主銷后傾、轉(zhuǎn)向節(jié)主銷內(nèi)傾、前輪外傾和前輪前束等4項。43

主銷后傾的作用主要是為了保證汽車拖拉機直線行駛的穩(wěn)定性，并使汽車拖拉機轉(zhuǎn)向后，前輪有自動回正作用。當(dāng)主銷后傾后,主銷軸線延長線與路面的交點a位于輪胎與地面接觸點b的前面。當(dāng)前輪偏轉(zhuǎn)而汽車拖拉機繞轉(zhuǎn)向軸線O轉(zhuǎn)向時,在前輪上就作用有一個使汽車拖拉機轉(zhuǎn)向的側(cè)向力FP,此力作用在輪胎支承面的中心b。如果轉(zhuǎn)向節(jié)主銷后傾,其軸線與地面的交點a將位于b點的前方,這樣,側(cè)向力FP

將對a點產(chǎn)生一個回正力矩M=FPL,其方向與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反,驅(qū)使前輪回到居中位置。前輪的這種自動回正作用有利于保持汽車拖拉機直線行駛的穩(wěn)定性。因此,當(dāng)汽車拖拉機在行駛中若遇到較小的側(cè)向力,前輪會在回正力矩的作用下自動回正。2025/4/132025/4/13

前輪的這種自動回正作用，有利于保持汽車拖拉機直線行駛的穩(wěn)定性。因此，當(dāng)汽車拖拉機在行駛中若遇到較小的側(cè)向力，前輪會在回正力矩的作用下面自動回正。

車速越高，則FP值越大；后傾角越大，則L值越大，前輪的穩(wěn)定效應(yīng)也越強，特別是在高速和大轉(zhuǎn)彎時，其作用尤為突出。4445

顯然，主銷后傾角越大，回正力矩也越大。但過大的回正力矩反而會使汽車拖拉機在行駛中產(chǎn)生“晃頭“現(xiàn)象，并且會發(fā)生轉(zhuǎn)向沉重或回正過猛打手現(xiàn)象，所以后傾角應(yīng)該適當(dāng)。試驗表明，汽車拖拉機在行駛中，由于輪胎的變形，與地面接觸處輪胎的支承面實際上將后移，其中點b亦隨之后移，回正力矩的力臂L加長。因此，為了不致造成過大的回正力矩，現(xiàn)在有不少汽車拖拉機的主銷不后傾，甚至少數(shù)汽車拖拉機的主銷還前傾，即為負(fù)值。2025/4/132025/4/13

主銷后傾角的獲得一般是前軸、鋼板彈簧和車架三者裝配在一起時，由于鋼板彈簧前高后低，使前軸向后傾斜而形成。由此可知，車架變形、鋼板彈簧疲勞、轉(zhuǎn)向節(jié)松曠、車橋扭轉(zhuǎn)變形等均將使主銷后傾角發(fā)生變化。

一般汽車的轉(zhuǎn)向節(jié)主銷后傾角為γ=0°～3°，拖拉機為0°～5°。46472.轉(zhuǎn)向節(jié)主銷內(nèi)傾

主銷裝在前軸上時，其上端略向內(nèi)傾斜，這種現(xiàn)象稱為主銷內(nèi)傾。在橫向平面內(nèi)，主銷軸線與垂線之間的夾角β叫主銷內(nèi)傾角（圖12-19）。主銷內(nèi)傾的主要目的是為了使前輪具有自動回正作用，以提高其在居中位置時的穩(wěn)定性，從而有利于保持汽車拖拉機直線行駛的穩(wěn)定性。2025/4/132025/4/1348

這是因為當(dāng)主銷內(nèi)傾后，前輪偏轉(zhuǎn)時會將機體抬高。假設(shè)前輪繞主銷軸線轉(zhuǎn)過180°（僅僅是為了解釋問題而作的假設(shè)，實際前輪最大偏轉(zhuǎn)角不超過50°），車輪將陷入路面“h”深，但車輪陷入路面是不可能的，實際情況是此時前軸被抬高了“h”，被抬高了的前軸在汽車拖拉機重量的作用下，隨時都有下落到最低位置的趨勢，所以主銷內(nèi)傾后，前輪就可以在行駛中不因遭遇不大的側(cè)向力而輕易發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以及在轉(zhuǎn)向結(jié)束松開轉(zhuǎn)向盤時，前輪能迅速回到行駛位置。49

主銷內(nèi)傾后，由于轉(zhuǎn)向時會將前輪抬起，從而轉(zhuǎn)向費力沉重，要使駕駛?cè)硕噘M一些力。但也有使操縱省力的一方面。當(dāng)前輪偏轉(zhuǎn)時，作用在輪胎支承面中點b上的縱向阻力將對主銷的軸線另一方面aa產(chǎn)生一個阻止它偏轉(zhuǎn)的阻力矩。如果輪胎中點b離主銷軸線aa的距離越小，阻止前輪偏轉(zhuǎn)的阻力矩就越小，轉(zhuǎn)向操縱就越輕便。

主銷內(nèi)傾角是由前軸在制造時其主銷孔軸線的上端向內(nèi)傾斜而獲得的。因此，前軸彎曲變形、主銷與銷孔磨損變形都將引起主銷內(nèi)傾角的改變。

一般汽車的轉(zhuǎn)向節(jié)主銷內(nèi)傾角β不大于8°，拖拉機為3°～9°。2025/4/132025/4/1350

綜上所述，主銷后傾和主銷內(nèi)傾均能使汽車拖拉機轉(zhuǎn)向時自動回正，保證直線行駛的穩(wěn)定性。所不同的是，主銷后傾的回正作用與車速有關(guān)，而主銷內(nèi)傾的回正作用與車速無關(guān)。這樣，在不同的車速時，各自發(fā)揮其穩(wěn)定作用。513.前輪外傾

前輪安裝在車橋上時，其旋轉(zhuǎn)平面上方略向外傾斜，這種現(xiàn)象稱為前輪外傾（圖12-20）。在通過車輪軸線的垂直面內(nèi)，車輪軸線與水平線之間所夾的銳角α（也等于垂線與車輪中心平面所構(gòu)成的銳角）叫前輪外傾角。前輪外傾的作用是避免汽車拖拉機重載時車輪產(chǎn)生負(fù)外傾，以提高行駛的安全性。2025/4/132025/4/13

前輪外傾后，可使輪胎支承面中點到轉(zhuǎn)向節(jié)主銷軸線的距離進(jìn)一步由L1

縮小到L2

，從而進(jìn)一步減小阻止前輪偏轉(zhuǎn)的阻力矩，使轉(zhuǎn)向操縱輕便。前輪外傾后，地面對車輪的垂直反力FY的軸向分力F指向前輪軸的根部（圖12-21），使前輪始終壓向內(nèi)端大軸承。它可抵消前輪在轉(zhuǎn)向或在橫坡上作業(yè)時所承受的向外的部分軸向力，從而減輕了外端小軸承的負(fù)荷，減少前輪松脫的危險。53

如果空車時，車輪正好垂直路面，則滿載時車輪因承載變形后而可能出現(xiàn)車輪內(nèi)傾。若車輪內(nèi)傾，則地面對車輪的垂直反力的軸向分力指向前輪輪軸的外端，使車輪外軸承及鎖緊螺母負(fù)荷增大，壽命縮短，嚴(yán)重時使車輪脫出。一般汽車的前輪外傾角α為1°左右，拖拉機為1.5°～4°。2025/4/13544.前輪前束

前輪安裝時，同一軸線上兩側(cè)車輪的旋轉(zhuǎn)平面不平等，前端略向內(nèi)束，這種現(xiàn)象稱為前輪前束。

由于外傾，前輪就好似一個滾錐，在行駛中，就有繞輪軸軸線與地面的交點O而向外滾開的趨勢（圖12-22）；另一方面，由于在轉(zhuǎn)向梯形的球鉸鏈等處不可避免地總會存在有間隙，因此汽車拖拉機在行駛中，前輪也可能因外撇而產(chǎn)生向外滾開的趨勢。但是由于前軸和橫拉桿的約束，實際上前輪不可能向外滾開，而是由前軸強制著它向前作直線滾動，這勢必增加輪胎的磨損，俗稱“吃胎”，前輪前束的作用就是使錐體中心前移，消除前輪外傾帶來的這種不良后果。由于前束，使前輪軸線與地面的交點O的位置略向前移，從而減小輪胎支承面上各點滾離直線行駛方向的傾向，有利于減輕輪胎磨損。2025/4/1355

在同一水平高度上，車輪前后端水平距離之差（A－B）稱為前束值（圖12-23）。當(dāng)A－B>0時，前束值為正；反之為負(fù)。一般前輪前束值在A－B=2～12mm范圍內(nèi)。

在使用過程中前束值要進(jìn)行檢查和調(diào)整。在有轉(zhuǎn)向梯形的汽車拖拉機上，通過調(diào)整橫拉桿的長度來調(diào)整前束值：而在雙拉桿轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)中，則需通過調(diào)整左右拉桿的長度來實現(xiàn)。2025/4/1356

隨著道路條件的改善，現(xiàn)代轎車的行駛速度越來越高，現(xiàn)在有許多高檔轎車都需要設(shè)置四輪定位，即不僅要求前輪定位，還需要有后輪定位。其原因是對前輪驅(qū)動汽車和獨立后懸架汽車，如果后輪定位不當(dāng)，即使前輪定位良好，也會有不良的操縱性和輪胎早期磨損。后輪定位包括：后輪外傾和后輪前束。2025/4/1357第四節(jié)車輪2025/4/1358第四節(jié)車輪1.車輪的功用車輪的主要功用是：①支承整車；②緩和由路面?zhèn)鱽淼臎_擊力；③通過輪胎同路面間存在的附著作用來產(chǎn)生驅(qū)動力和制動力；④汽車拖拉機轉(zhuǎn)彎行駛時產(chǎn)生平衡離心力的側(cè)抗力；⑤保證汽車拖拉機正常轉(zhuǎn)向行駛的同時，通過車輪產(chǎn)生的自動回正力矩，使汽車拖拉機保持直線行駛方向；⑥承擔(dān)越障提高通過性的作用等。

一、車輪的功用與組成2025/4/1359第四節(jié)車輪2.車輪的組成

車輪一般由輪胎、輪輞（輻板）等組成（圖12-24）。輻板與輪輞的連接型式有焊接、鉚接和螺栓聯(lián)接3種。汽車車輪或拖拉機前輪的輻板與輪輞一般是焊接的。而驅(qū)動輪的輻板多數(shù)用螺栓裝配在輪輞的連接凸耳上，以便用來調(diào)整拖拉機驅(qū)動輪的車距。輻板一般用螺栓聯(lián)接在車橋的輪轂上。2025/4/1360第四節(jié)車輪

輪輞的作用是用以安裝輪胎。按結(jié)構(gòu)不同，輪輞可分為有深式輪輞、平式輪輞和可拆式輪輞3種形式，如圖12-25所示。2025/4/13二、輪輞611.深式輪輞深式輪輞是一整體輪輞（圖12-25a），有帶肩的凸緣，用以安放外胎的胎圈，斷面中部的深凹槽是為便于外胎的拆裝。深式輪輞最適于小尺寸彈性較大的輪胎，對尺寸較大，較硬的輪胎則很難裝進(jìn)。一般輪式拖拉機的前輪和汽車上的車輪采用這種輪輞。2.平式輪輞平式輪輞（圖12-25b）是我國載重汽車上用得較多的一種。它是一邊制有凸緣，一邊裝有整體的擋圈，并用一個開口的彈性鎖圈來防止擋圈脫出。裝上輪胎后，要將擋圈向內(nèi)推，越過輪輞上的環(huán)形鎖槽，再將彈性鎖圈嵌入環(huán)槽中。2025/4/132025/4/133.可拆式輪輞可拆式輪輞由內(nèi)外兩部分組成（圖12-25c），其內(nèi)外輪輞的寬度可以相等，也可以不相等，二者用螺栓聯(lián)成一體。拆裝輪胎時拆卸螺栓上的螺母即可?？刹鹗捷嗇y安裝輪胎可靠、拆卸方便，多用于越野汽車上。6263第四節(jié)車輪1.輪胎的作用

汽車拖拉機幾乎都采用充氣輪胎。輪胎安裝在輪輞上，直接與路面接觸，它的作用是：①與懸架共同來緩和汽車拖拉機行駛時所受到的沖擊，并衰減由此而產(chǎn)生的振動，以保證汽車拖拉機有良好的乘坐舒適性和行駛平順性。②保證車輪和路面有良好的附著性，以提高汽車拖拉機的牽引性、制動性和通過性。③承受汽車拖拉機的重力。因此，輪胎必須具有適宜的彈性和承受載荷的能力。同時，在其與路面直接接觸的胎面部分，應(yīng)具有用以增強附著作用的花紋。三、輪胎2025/4/1364

此外，車輪滾動時，輪胎在所承受的重力和由于道路不平而產(chǎn)生的沖擊載荷作用下受到壓縮。消耗于壓縮的功，在載荷去除后并不能完全回收，有一部分消耗于橡膠的內(nèi)摩擦，結(jié)果使得輪胎發(fā)熱。溫度過高將嚴(yán)重地影響橡膠的性能和輪胎的組織，從而大大增加輪胎的磨損而縮短輪胎的使用壽命。從試驗和理論分析中可知，輪胎發(fā)熱的程度隨輪胎的結(jié)構(gòu)、內(nèi)部壓力、載荷、行駛速度和所傳遞轉(zhuǎn)矩大小而改變。這些因素在輪胎設(shè)計、制造和使用時，必須充分考慮，以不斷提高輪胎使用性能和使用壽命。2025/4/13652.輪胎的分類

汽車拖拉機輪胎按胎體結(jié)構(gòu)不同可分為充氣輪胎和實心輪胎?，F(xiàn)代汽車拖拉機絕大多數(shù)采用充氣輪胎。實心輪胎目前僅應(yīng)用在瀝青混凝土路面的干線道路上行駛的低速汽車上。

充氣輪胎按組成結(jié)構(gòu)不同，又分為有內(nèi)胎輪胎和無內(nèi)胎輪胎兩種。有內(nèi)胎輪胎已逐漸淘汰，無內(nèi)胎輪胎得到廣泛應(yīng)用。

充氣輪胎按胎體中簾線排列的方向不同，還可分為普通斜交胎、帶束斜交胎和子午線胎。

按胎內(nèi)的空氣壓力大小，充氣輪胎可分為高壓胎、低壓胎和超低壓胎3種。一般氣壓在0.5～0.7MPa者為高壓胎，0.15～0.45MPa者為低壓胎，0.15MPa以下者為超低壓胎。2025/4/13663.有內(nèi)胎的輪胎

有內(nèi)胎的充氣輪胎由內(nèi)胎、外胎和墊帶等組成（圖12-26）。

內(nèi)胎是一個環(huán)形粗橡膠管，上面裝有氣門嘴以便充入或排出空氣。為使內(nèi)胎在充氣狀態(tài)下不產(chǎn)生皺折，其尺寸應(yīng)稍小于外胎內(nèi)壁尺寸。

2025/4/13墊帶是一個環(huán)形橡膠帶，安裝在內(nèi)胎與輪輞之間，防止內(nèi)胎被輪輞及外胎的胎圈擦傷和磨損。

外胎是保護內(nèi)胎不受外來損害的強度高而且有一定彈性的外殼，它直接與地面接觸。外胎可根據(jù)其胎體中簾線排列方向的不同，分為普通斜線輪胎、子午線輪胎。67（1）普通斜線輪胎普通斜線輪胎的外胎由胎圈、緩沖層、胎面和簾布層等組成，如圖12-27所示。簾布層是輪胎的骨架，也稱胎體。其主要作用是承受負(fù)荷，保持輪胎的形狀和尺寸。通常由多層掛膠簾線用橡膠粘合而成。簾布層的簾線按一定角度交叉排列（圖12-28）。普通斜線胎的簾線一般與輪胎橫斷面（子午斷面）的交角為52°～54°。簾線料可以是棉線、人造絲、尼龍或鋼絲等。2025/4/1368

緩沖層位于胎面和簾布層之間，其作用是加強胎面和簾布層的結(jié)合，防止緊急制動時胎面從簾布層上脫離，緩和汽車行駛時路面對輪胎的沖擊和振動。緩沖層一般由稀疏的簾線和富有彈性的橡膠制成。胎面是輪胎的外表面，包括胎冠、胎肩和胎側(cè)。胎冠與路面接觸，直接承受沖擊和磨損，保護簾布層和內(nèi)胎免受機械損傷。為使輪胎與路面之間有良好的附著性能，胎面上制有各種凹凸花紋（圖12-29）。2025/4/1369普通花紋的特點是花紋細(xì)而淺，花塊接地面積大，適用于較好路面。其中縱向花紋輪胎的滾動阻力小，防側(cè)滑和散熱性好，噪聲低，高速行駛性能好，但甩石性和排水性較差。橫向花紋輪胎的耐磨性能好，不易夾石子。越野花紋的溝槽深而寬，花塊接地面積小，防滑性好。花紋有八字形、人字形和馬牙形等。安裝八字形和人字形花紋輪胎時，花紋“八”字和“人”字尖端的指向要與汽車拖拉機前進(jìn)時車輪旋轉(zhuǎn)方向一致，以提高排泥性能。混合花紋介于普通花紋和越野花紋之間。胎圈的作用是使外胎牢固地裝在輪輞上，有較大的剛度和強度，由鋼絲圈、簾布層包邊和胎圈包布組成。2025/4/1370（2）子午線輪輪胎

子午線輪胎簾布層簾線排列方向與輪胎子午斷面一致（即與胎面中心線成90°）。各層簾線彼此不相交（圖12-28b）。簾線這種排列使其強度被充分利用，故它的簾布層數(shù)比普通輪胎可減少近一半。

帶束層（類似緩沖層）通常用強度較高，拉伸變形很小的織物或鋼絲作為簾線。簾線與子午斷面交角較大（70°～75°）。

因為子午線外胎簾線排列方式使其在圓周方向上只靠橡膠聯(lián)系，行駛時，由于切向力的作用，周向變形勢必較大。有的帶束層，帶束層簾線與簾布層簾線成三向交叉，且層數(shù)較多，就形成一條剛性環(huán)帶束在胎體上，使胎面的剛度和強度大為提高。所以，子午線外胎切向變形較小，但胎側(cè)較軟，易變形。2025/4/1371

子午線外胎與普通斜線外胎相比具有更優(yōu)越的使用性能：①耐磨性好，使用壽命長，比普通胎長30％～50％。②滾動阻力小，節(jié)約燃料（滾動阻力可減小25％～30％，油耗可降低8％左右）。③附著性能好，承載能力大，緩沖能力強，不易被刺穿，并且重量較輕。2025/4/13724.無內(nèi)胎的輪胎

無內(nèi)胎輪胎在外觀上與有內(nèi)胎輪胎近似，所不同的是它沒有內(nèi)胎及墊帶，壓縮空氣直接充入外胎內(nèi)，由輪胎和輪輞保證密封，如圖12-30所示。無內(nèi)胎輪胎內(nèi)壁上有一層硫化橡膠密封層，厚約2～3mm，該層下面還粘附著一層由特殊混合物制成的自粘層，當(dāng)輪胎穿孔時，自粘層能自行將孔粘合。在胎圈外側(cè)有一層橡膠密封層，用以增加胎圈與輪輞貼合的氣密性。氣門嘴直接固定在輪輞上，其間用橡膠襯墊密封。2025/4/1373

無內(nèi)胎輪胎只在爆破時才會失效，而穿孔時漏氣緩慢，仍能繼續(xù)安全行駛。由于沒有內(nèi)胎，故摩擦生熱少，散熱快，工作溫度低，使用壽命長，適于高速行駛。此外，輪胎結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，維修方便。無內(nèi)胎輪胎必須配用深式輪輞，其幾何形狀精度較高，在工程機械和拖拉機上應(yīng)用較少，在轎車上得到廣泛應(yīng)用。2025/4/13745.輪胎規(guī)格的表示方法一般用輪胎的外徑D，輪輞的直徑d，斷面寬度B和斷面高度H的公稱尺寸來表示輪胎的基本尺寸，如圖12-31所示。基本尺寸的單位有英制、公制和公英制混合3種，輪胎的其他性能用字母表示。2025/4/1375高壓胎一般用兩個數(shù)字中間加“×”號表示，可寫成D×B。由于B約等于H，故選取輪輞直徑d時可按d=D－2B來計算。例如，34×7，即表示輪胎外徑D為34in（864mm），斷面尺寸為7in（178mm），中間“×”表示為高壓胎。低壓胎亦用兩個數(shù)字中間加“－”號表示，寫成B－d。例如：9.00－20，第一個數(shù)字表示輪胎斷面寬為9in（228mm）；第二個數(shù)字表示輪輞直徑為20in（508mm）；中間的“－”表示低壓胎。而公制可寫成228－508，混合制則為228－20。2025/4/132025/4/13輪胎的層級用“PR”表示。它不代表實際的層數(shù)，而是表示可承受的載荷。一般標(biāo)在輪輞直徑后，用“－”相連。例如：9.00－20.12PR，表示可承受相當(dāng)12層棉簾線的負(fù)荷。有的在層級后面又標(biāo)明簾線材料類型，我國的代號為：M表示棉線；R表示人造絲；Ⅳ表示尼龍。子午線輪胎，采用“名義斷面寬度”/“高度比”“輪胎結(jié)構(gòu)代號”“輪輞直徑”等項連貫起來表示，如185/60R14。7677第四節(jié)車輪水田土壤系多層結(jié)構(gòu)，上層系稻根、雜草和稀泥；中層為流質(zhì)層，機械強度低，承壓能力差；下層為硬底層，有較高的機械強度和承壓能力。裝有水田輪的拖拉機在水田中作業(yè)，其輪齒或輪胎花紋抓著硬底層，才能發(fā)揮一定的驅(qū)動力。2025/4/13四、水田輪78一股旱地用的輪式拖拉機下水田時，下陷深度較大，滾動阻力大，附著力不足，輪胎壓溝嚴(yán)重，影響作業(yè)質(zhì)量。采用水田輪在一定程度上克服了上述缺點，改善了牽引性能。目前，我國使用的水田輪主要有高花紋輪胎和鑲塑料齒的鐵輪。

圖12-32a所示為高花紋輪胎。它與普通輪胎相比，胎紋的高度和間距都較大，其布置角較小。這種輪胎在泥腳較淺地區(qū)能抓著硬底層，可獲得較大的驅(qū)動力；平順性較好，沖擊負(fù)荷較小，拖拉機可作遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移。但輪胎壓溝較嚴(yán)重，影響田面平整。2025/4/1379

圖12-32b所示為一種鑲有塑料齒的鐵輪。其特點是輪緣較窄，具有梯形斷面的塑料齒用銷釘安裝在焊于輪緣的輪齒座上。這種鑲齒鐵輪抓土能力強，壓溝不顯著，附著性能好；但道路行駛平順性差，塑料齒的壽命短。

以上兩種水田輪在泥腳較淺的水田中適應(yīng)性較好，但不適應(yīng)深泥腳水田使用。深泥腳水田應(yīng)采用如圖12-32c所示船式拖拉機所使用的楔形水田輪。2025/4/1380第五節(jié)懸架2025/4/1381

懸架是車架與車橋之間的一切傳力裝置的總稱。懸架的功能是：①將車架與車橋（或車輪）彈性連接在一起；②傳遞兩者之間的各種作用力和力矩；③抑制并減小由于路面不平而引起的振動；④保持車身和車輪之間的正確的運動關(guān)系；⑤保證汽車拖拉機的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。

懸架有非獨立懸架和獨立懸架兩大類。非獨立懸架的特點是左、右車輪安裝在一根整體式車橋兩端，車橋則通過彈性元件與車架相連。當(dāng)一側(cè)車輪跳動時，要影響到另一側(cè)車輪，因此也稱相關(guān)懸架（圖12-33a所示）。獨立懸架則是每一側(cè)車輪單獨通過懸架與車架相連，每個車輪能獨立上下運動而無相互影響（圖12-33b所示）。采用獨立懸架時，車橋做成斷開的。2025/4/13一、懸架的作用和分類82

非獨立懸架由于結(jié)構(gòu)簡單，成本低，車輪上下跳動時定位參數(shù)變化小，故在汽車應(yīng)用較廣。而獨立式懸架車輪接地性好，行駛平順性和操縱穩(wěn)定均優(yōu)于非獨立懸架，但成本較高，僅一些進(jìn)口拖拉機的前輪采用了獨立懸架。2025/4/13831.獨立懸架

汽車上獨立懸架的種類很多，主要有雙橫臂式、單橫臂式、縱臂式、單斜臂式、麥弗遜式、燭立式、多連桿式等多種。（1）雙橫臂式獨立懸架

①等長雙橫臂式。如圖12-34所示為采用鋼板彈簧的等長雙橫臂式獨立懸架。在車輪上下跳動時，可以保持主銷傾角不變，但輪距變化大，輪胎磨損嚴(yán)重，現(xiàn)已很少采用。2025/4/1384②不等長雙橫臂式。

圖12-35為采用鋼板彈簧和螺旋彈簧的不等長雙橫臂式獨立懸架。只要合理選擇上下橫臂長度和布置方案，就可以使輪距及前輪定位參數(shù)的變化均在理想范圍內(nèi)。這種懸架已經(jīng)廣泛用于中、高級轎車的前懸架。這種懸架的缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，受力點較集中，對承載式車身不利。

2025/4/1385（2）單橫臂式獨立懸架

結(jié)構(gòu)如圖12-36所示。不宜用在前輪上，因為前輪跳動會引起主銷內(nèi)傾角和車輪外傾角變化太大。這種懸架的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，抗側(cè)傾能力較強。（3）縱臂式獨立懸架

縱臂式獨立懸架可分為單縱臂式和雙縱臂式兩種。①單縱臂式獨立懸架（圖12-37）。當(dāng)車輪跳動時，單縱臂式獨立懸架使主銷后傾角變化較大，故不宜用于前懸架。但其結(jié)構(gòu)簡單，可用于后懸架。2025/4/1386②雙縱臂式獨立懸架（圖12-38）。

雙縱臂式獨立懸架通常上下擺臂等長。當(dāng)車輪跳動時，可保持前輪定位參數(shù)不變，適用于轉(zhuǎn)向輪。但是，如果橫向剛度不足，則可能產(chǎn)生擺振現(xiàn)象。（4）單斜臂式獨立懸架

結(jié)構(gòu)如圖12-39所示，是單橫臂式和單縱臂式獨立懸架的折中方案。適當(dāng)選擇擺臂軸線與汽車縱軸線的夾角，可不同程度地獲得單橫臂式和單縱臂式的優(yōu)點，以滿足不同使用性能對懸架的要求。2025/4/1387（5）麥弗遜式獨立懸架

又稱滑柱連桿式或滑柱擺臂式，結(jié)構(gòu)如圖12-40所示。結(jié)構(gòu)較緊湊，便于在微型車上布置；車輪跳動時，前輪定位參數(shù)變化小，有良好的操縱穩(wěn)定性。缺點是減振器總成（滑柱）受側(cè)向力大，對減振器壽命影響較大，不宜用在車輪承載較大的高級轎車上；隔聲也較差；不便于調(diào)整懸架的運動學(xué)關(guān)系。2025/4/1388（6）燭式獨立懸架

在固定于車身上的長套筒內(nèi)往復(fù)運動，同時安裝在長套筒內(nèi)的彈簧支承在與主銷相連的彈簧座上，與主銷一起上下移動以緩和沖擊（圖12-41）。當(dāng)懸架變形時，主銷的定位角不會發(fā)生變化，僅輪距、軸距稍有改變，有利于汽車的轉(zhuǎn)向操縱和行駛穩(wěn)定性，常用在微型轎車上。缺點是側(cè)向力全部由套在主銷上的長套筒和主銷承受，長套筒與主銷之間的摩擦阻力大，磨損嚴(yán)重。目前，燭式獨立懸架的應(yīng)用逐漸減少。

2025/4/1389（7）多連桿式獨立懸架

多連桿式獨立式懸架就是由三根或三根以上連接連桿構(gòu)成，并且能提供多個方向的控制力，使輪胎具有更加可靠的行駛軌跡的懸架結(jié)構(gòu)。由于三連桿結(jié)構(gòu)已不能滿足人們對于底盤操控性能的更高追求，所以，廣泛采用四連桿式和五連桿式懸架，分別應(yīng)用于前輪和后輪。

圖12-42是用于后輪的五連桿式獨立懸架，五根連桿分別指主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂。其中，主控制臂可以起到調(diào)整后輪前束的作用，以提高車輛行駛穩(wěn)定性，有效減小輪胎的摩擦。多連桿式獨立懸架雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但操控性和舒適性較其他懸架更高，所以得到廣泛應(yīng)用。2025/4/13902.非獨立式懸架

汽車非獨立式懸架主要有平行鋼板彈簧式和連桿螺旋彈簧式兩種。（1）平行鋼板彈簧式非獨立式懸架

這是非獨立式懸架中最為普遍的方式，用U形螺栓、將鋼板彈簧固定在裝有左右車輪車軸的橋殼上，如圖12-43所示。2025/4/1391

鋼板彈簧兼起車軸定位的作用，結(jié)構(gòu)簡單，基本上不需要懸臂。另外，它具有耐久性，可降低高度，使駕駛室及車箱；底扳平坦，適用于貨車及廂式車。

借助鋼板彈簧連接車輪與車身，若彈簧過軟，會因驅(qū)動力和制動力大而引起鋼板彈簧的卷曲（彈簧卷曲產(chǎn)生震動）現(xiàn)象，以及車輪的彈跳現(xiàn)象。此外，鋼板彈簧還存在著板間摩擦的缺點，有時容易傳播微振。2025/4/1392（2）螺旋彈簧式非獨立式懸架

這種螺旋彈簧代替鋼板彈簧的懸架方式是為了改善乘坐舒適性而誕生的。它大多采用于前置后驅(qū)動（FR）車的后輪懸架裝置，如圖12-44所示。

2025/4/13圖12-44螺旋彈簧式非獨立懸架螺旋彈簧非獨立懸架是一種復(fù)合式懸架。由于螺旋彈簧作為彈性元件，只能承受垂直載荷，所以其懸架系統(tǒng)要加設(shè)導(dǎo)向機構(gòu)和減振器。在使用螺旋彈簧非獨立懸架的車上，左右兩個螺旋彈簧的間距應(yīng)盡可能大，以提高懸架的橫向剛度，同時在非獨立懸架中需要安裝減振器，而減振器內(nèi)安裝緩沖塊，當(dāng)車輛上下跳動時，可減少車身沖擊使車身振動衰減。93

拖拉機一般僅在前橋設(shè)置彈性懸架，但有的四輪驅(qū)動拖拉機的后橋亦采用與汽車一樣設(shè)置縱向安置的鋼板彈簧非獨立懸架。輪式拖拉機前橋彈性懸架有螺旋彈簧式和鋼板彈簧式兩大類，如圖12-45所示。

圖12-45a是將螺旋彈簧放置在轉(zhuǎn)向節(jié)支架內(nèi)的一種獨立懸架。轉(zhuǎn)向節(jié)主銷相對于轉(zhuǎn)向節(jié)支架可以上下運動，由螺旋彈簧的變形來吸收沖擊量，緩和傳到機體上的沖擊。這種彈性懸架便于在一般的前軸基礎(chǔ)上變型，但轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)有相對運動，零件易磨損。2025/4/13942025/4/1395圖12-45b所示的類型中，前軸做成左右而半截。它們一方面各自與拖拉機機體鉸接，另一方面又相互用鋼板彈簧連接，鋼板彈簧的中點也與機體鉸接。地面對前輪的沖擊，通過鋼板彈簧傳到機體上，因而得到緩和。前軸還可連同彈簧一起繞鉸接點擺動，以適應(yīng)不平地形。有的拖拉機的前軸不直接與機體鉸接，而是通過鋼板彈簧，如圖12-45c。為了承受縱向平面內(nèi)的轉(zhuǎn)矩，鋼板彈簧應(yīng)該有前后平行的兩組?；蛘咭唤M鋼板彈簧外還采用兩根撐桿叉，其前端固定在前軸上，而后部與機體鉸鏈連接。2025/4/132025/4/13有的拖拉機沒有剛性前軸，機體的前部質(zhì)量直接通過上下兩組鋼板彈簧傳給前輪，如圖12-45d。這種拖拉機的輪距只能靠翻轉(zhuǎn)輻板來調(diào)節(jié)。采用彈簧懸架可以改善駕駛?cè)说膭趧訔l件和延長機體的使用壽命。但對懸掛式機組采用彈性懸架后使拖拉機產(chǎn)生前后擺動，有時會影響機組的作業(yè)質(zhì)量。9697

懸架的主要由減振器、彈性元件、橫向穩(wěn)定桿等組成。1.減振器（1）減振器的工作原理

汽車在不平的道路上行駛時，車身將產(chǎn)生振動。為了使振動加速衰減，改善汽車行駛平順性，汽車懸架系統(tǒng)均裝有減振器。減振器有多種類型，根據(jù)是否設(shè)置儲液缸筒，分為雙筒式和單簡式減振器。根據(jù)壓縮行程是否工作，又可分為雙向作用式和單向作用式減振器。目前，汽車采用雙筒雙向作用式減振器。2025/4/13四、懸架的主要元件第五節(jié)懸架2025/4/1398

雙向作用式減振器的作用原理是利用縮小油路方式，以產(chǎn)生阻尼力來起減振效果。當(dāng)車架和車橋相對運動時，減振器內(nèi)的油液反復(fù)地經(jīng)一些窄小的孔隙從一個腔室流入另一腔室。此時，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦等，便形成阻尼力，從而將車身振動的機械能轉(zhuǎn)化為熱能被油液和殼體吸收，并散入大氣中。阻尼力的大小可通過油液通道的面積，閥門彈簧剛度及油液的黏度等來控制。99（2）減振器的作用

減振器阻尼力越大，振動消除得越快。但阻尼力過大將導(dǎo)致彈簧的緩沖作用不能充分發(fā)揮，甚至使某些連接件損壞。為使減振器與彈性元件協(xié)調(diào)工作，減振器應(yīng)滿足如下要求：①在懸架壓縮行程內(nèi)（車架與車橋相互靠近），減振器的阻尼力應(yīng)較小，以便充分利用彈性元件的彈性來緩和沖擊。②在懸架伸張行程內(nèi)（車架與車橋相互遠(yuǎn)離），減振器的阻尼力應(yīng)較大（約為壓縮行程的2～5倍），以求迅速減振。③當(dāng)車橋與車架的相對運動速度過大時，減振器應(yīng)能自動加大油液通道截面積，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，避免承受過大的沖擊載荷。2025/4/13100（3）減振器的構(gòu)造

減振器一般由幾個同心缸筒、活塞和若干個閥門組成（圖12-46）。

最外面的缸筒是防塵罩。中間缸筒為貯油缸筒，內(nèi)裝油液，但不裝滿，其下端通過底座上焊接的吊耳與車橋相連。里面的缸筒叫工作缸筒，其內(nèi)裝滿油液，上端密封?；钊b在工作缸筒內(nèi)，活塞桿穿過密封裝置，上端與防塵罩和吊耳焊成一體，其下端用壓緊螺母固定著活塞?；钊麑⒐ぷ鞲追殖缮舷聝蓚€腔。

活塞上裝有伸張閥和流通閥。工作缸筒下端的支座上裝有壓縮閥和補償閥。流通閥和補償閥彈簧較軟，較低的油壓即可使其關(guān)閉或開啟；壓縮閥和伸張閥彈簧較硬，需要較大的油壓才能使其開啟。只要油壓稍降低，即可立刻關(guān)閉。2025/4/131012025/4/13102（4）減振器的工作過程①壓縮行程：車橋靠近車架，減振器受壓縮，活塞下移，工作缸下腔容積減小，上腔容積增大。下腔油壓高于上腔，油液壓開流通閥進(jìn)入上腔。由于活塞桿占去上腔部分容積，因此，使上腔增加的容積小于下腔減小的容積，致使下腔油液不能全部流入上腔，而多余的油液則從壓縮閥進(jìn)入貯油缸筒。這些閥的流通面積不大，因而便造成一定的阻尼力。2025/4/132025/4/13②伸張行程：車橋遠(yuǎn)離車架，減振器被拉長，活塞上移，使上腔容積減小，下腔容積增大，上腔油壓高于下腔，油液推開伸張閥流入下腔。同樣，由于活塞桿的存在致使下腔產(chǎn)生一定的真空度，這時，貯油缸筒內(nèi)的油液在真空吸力的作用下打開補償閥流入下腔。油液流經(jīng)這些閥時便產(chǎn)生了阻尼力。由于伸張閥彈簧剛度和預(yù)緊力比壓縮閥的大，且伸張行程油液通道截面也比壓縮行程的小，所以，減振器在伸張行程所產(chǎn)生的最大阻尼力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了壓縮行程的最大阻尼力。這是因為，在壓縮行程是彈性元件起主要作用，而在伸張行程則是減振器起主要作用。1031042.彈性元件

懸架中的彈性元件主要有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、氣體彈簧、油氣彈簧和橡膠彈簧等6種。2025/4/13（1）鋼板彈簧

由于鋼板彈簧具有多種功能，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，因此，在汽車拖拉機中得到廣泛應(yīng)用。

鋼板彈簧由若干片寬度一致、厚度相等而長度不等的半橢圓形合金彈簧鋼板組合而成，如圖12-47所示。105

鋼板彈簧第一片最長稱為主片，其兩端彎成卷耳，內(nèi)裝襯套，以便用銷子與車架連接。為增加其強度，常將第二片兩端做成能包卷主片卷耳的加強卷耳。各片彈簧鋼片的組合除以中心螺栓固定外，還用多個鋼板夾緊固。以防止當(dāng)鋼板彈簧反向變形時，各片不致錯位而互相分開，至使主片單獨承載。彈簧鋼板用銷與固定在車架上的支架或吊耳相連。中部用騎馬螺栓固定在車橋上。鋼板彈簧在載荷作用下各片之間因變形滑動而產(chǎn)生摩擦，摩擦可促使車架振動衰減。但是各片之間的干摩擦，將使車輪所受的沖擊在很大程度上傳給車架，既降低了懸架的緩沖能力又加速了彈簧的磨損。為此，在裝合鋼板彈簧時，各片間須涂上較稠的石墨潤滑脂或塑料墊片，并定期維護。2025/4/13106（2）螺旋彈簧

螺旋彈簧廣泛應(yīng)用于獨立懸架，特別是前輪獨立懸架中。它與鋼板彈簧比較，具有無需潤滑、不忌泥污、安裝所需的縱向空間小、彈簧質(zhì)量小等優(yōu)點。螺旋彈簧本身沒有減振作用，因此在螺旋彈簧懸架中必須另裝減振器。此外，它只能承受垂直載荷，故必須裝設(shè)導(dǎo)向機構(gòu)以傳遞垂直力以外的各種力和力矩。

螺旋彈簧用彈簧鋼棒料卷制而成，可做成剛度不變的等螺距或變剛度、變螺距的彈簧。2025/4/132025/4/13（3）扭桿彈簧

扭桿彈簧本身是一根由彈簧鋼制成的桿，如圖12-48所示。扭桿斷面通常為矩形、管形、片形，它的一端固定在車架上，另一端固定在懸架的擺臂，擺臂則與車輪相連。當(dāng)車輪跳動時，擺臂便繞著拉桿軸線擺動，使扭桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)彈性變形，借以保證車輪與車架的彈性聯(lián)系。扭桿本身的扭轉(zhuǎn)剛度雖然是常數(shù)，但采用扭桿的懸架剛度卻是可變的。扭桿彈簧系用鉻釩合金彈簧鋼制成，其表面經(jīng)加工后很光滑，使用中必須對其表面很好地保護，以防碰撞、刮傷和腐蝕，從而提高扭桿彈簧使用壽命。1072025/4/13

扭桿彈簧在制造時，經(jīng)熱處理后預(yù)先施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩載荷，使之產(chǎn)生一個永久的扭轉(zhuǎn)變形，至使其具有一定的預(yù)應(yīng)力。108左、右扭桿的預(yù)加扭轉(zhuǎn)的方向都應(yīng)與扭桿安裝在車上后承受工作載荷時扭轉(zhuǎn)方向相同，以便減少工作時的實際應(yīng)力，延長拉桿彈簧的使用壽命。左、右扭桿刻有不同標(biāo)記，不能互換。

扭桿彈簧與鋼板彈簧相比，質(zhì)量較小，不需潤滑。2025/4/13（4）氣體彈簧

氣體彈簧是一個密封的容器中充入壓縮氣體（氣壓0.5～1MPa），利用氣體的可壓縮性實現(xiàn)其彈簧作用的。這種彈簧的剛度是可變的，因為作用在彈簧上的載荷增加時，容器內(nèi)的定量氣體受壓縮，氣壓升高，則彈簧的剛度增大；反之，當(dāng)載荷減小時，彈簧內(nèi)的氣壓下降，剛度減小，故它具有較理想的彈性特性。

氣體彈簧有空氣彈簧和油氣彈簧2種?？諝鈴椈捎心沂剑▓D12-49a）和膜式（圖12-49b）109110（5）油氣彈簧

油氣彈簧以氣體（一般用惰性氣體——氮氣）作為彈性介質(zhì)，而用油液作為傳力介質(zhì)。它一般由氣體彈簧和相當(dāng)于液力減振器的液壓缸所組成。油氣彈簧有單氣室、雙氣室及兩級壓力式等型式。2025/4/13單氣室油氣彈簧如圖12-50所示，其又分為油氣分隔式和油氣不分隔式。油氣彈簧除了能減緩車輪的沖擊震動外，還可利用油壓作用使車身上下動作，是一種特殊的懸掛裝置。即使在路況差的路面上及載荷狀態(tài)和坡道等狀態(tài)下行駛，車身也能保持水平。111（6）橡膠彈簧

橡膠彈簧是利用橡膠本身的彈性來起彈性元件作用。它可以承受壓縮和扭轉(zhuǎn)載荷（圖12-51）。其特點是單位質(zhì)量的儲能量較金屬彈簧大，隔音性能好，橡膠彈簧多用作懸架副簧和緩沖塊，也有在懸架中作主簧的。2025/4/131123.橫向穩(wěn)定桿

轎車的懸架一般都很軟，在高速行駛中轉(zhuǎn)向時，車身會產(chǎn)生很大的橫向傾斜和橫向角振動。為減少這種橫向傾斜，往往在懸架中加設(shè)橫向穩(wěn)定器。用得最多的是桿式橫向穩(wěn)定桿。

桿式橫向穩(wěn)定桿在汽車上的安裝如圖12-52所示。彈簧鋼制成的橫向穩(wěn)定桿呈扁平的U形，橫向地安裝在汽車的前端或后端（也有的轎車前后都有）。穩(wěn)定桿中部的兩端自由地支承在兩個橡膠套筒內(nèi)，而套筒則固定在車架上。橫向穩(wěn)定桿的兩側(cè)縱向部分的末端通過支桿與懸架下擺臂上的彈簧支座相連。2025/4/13113

當(dāng)車身只作垂直移動而兩側(cè)懸架變形相等時，橫向穩(wěn)定桿在套筒內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，橫向穩(wěn)定桿不起作用。當(dāng)兩側(cè)懸架變形不相等，且車身相對路面橫向傾斜時，車架一側(cè)移近彈簧支座,穩(wěn)定桿的同側(cè)末端就隨車架向上移動；而車架的另一側(cè)遠(yuǎn)離彈簧支座，相應(yīng)的穩(wěn)定桿的末端則相對于車架向下移。然而，在車身和車架傾斜時，橫向穩(wěn)定桿的中部對于車架并無相對運動。這樣在車身傾斜時，穩(wěn)定桿兩邊的縱向部分向不同方向偏轉(zhuǎn)，于是穩(wěn)定桿便被扭轉(zhuǎn)。彈性的穩(wěn)定桿所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力矩就妨礙了懸架彈簧的變形，起到了阻止車身傾斜的作用，因而減小了車身的橫向傾斜和橫向角振動。2025/4/13114第五節(jié)懸架

電控懸架的目的是通過電子控制技術(shù)來調(diào)節(jié)懸架的剛度和減震器阻尼，突破傳統(tǒng)被動懸架的局限區(qū)域，使汽車拖拉機的懸架特性與行駛的道路狀況相適應(yīng)，保證平順性和操縱性兩個相互排斥的性能要求都能得到滿足。

電控懸架的基本功能有車高調(diào)整、衰減力控制、彈簧剛度控制、側(cè)傾角剛度控制等。根據(jù)有無力發(fā)生器，可將電控懸架分為半主動懸架和主動懸架兩大類，如圖12-53所示。五、電控懸架2025/4/131152025/4/131161.半主動懸架

半主動懸架是根據(jù)路面沖擊、車輪與車體的加速度、速度及位移信號僅實時調(diào)節(jié)懸架的阻尼系數(shù)，消耗來自不平路面的沖擊能量，而不需要提供能量，以這種方式來改善懸架緩沖性能。半主動懸架無力發(fā)生器，即無源控制，結(jié)構(gòu)簡單、造價低、能量消耗小，是目前轎車上較為普遍采用的調(diào)節(jié)方式。半主動懸架通常是通過改變液壓缸上下兩腔節(jié)流口的過流面積，以調(diào)節(jié)懸架的阻尼系數(shù)，在結(jié)構(gòu)上更接近傳統(tǒng)的機械懸架。2025/4/131172.主動懸架

主動懸架是一種有源控制。主動懸架是根據(jù)路面沖擊、車輪與車體的加速度、速度及位移信號同時實時調(diào)節(jié)懸架的阻尼、剛度及車體高度。這種調(diào)節(jié)方式必須由外部提供能量。主動懸架實際是主動力發(fā)生器，可根據(jù)汽車的質(zhì)量和地面的沖擊載荷，自動產(chǎn)生相應(yīng)的力與其平衡，保證汽車在各種路面條件下都具有較好的平順性，相當(dāng)于在不同工況下都能將懸架的剛度與阻尼系數(shù)自動調(diào)節(jié)到最佳值的調(diào)節(jié)裝置。

根據(jù)懸架傳遞運動和能量