汽車(chē)電子知識：汽車(chē)底盤(pán)電子組成及作用

底盤(pán)的作用是接受發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力，使車(chē)輪轉動(dòng)，并保證汽車(chē)按駕駛員的操縱正常行駛。底盤(pán)包括傳動(dòng)系統、行駛系統、轉向系統和制動(dòng)系統這四大部分，通常，這四大系統也簡(jiǎn)稱(chēng)為傳動(dòng)系、行駛系、轉向系和制動(dòng)系。

傳動(dòng)系：

傳動(dòng)系我們應該不會(huì )感到陌生。大家都知道離合器和變速器吧，它們就是傳動(dòng)系里面的重要部件，駕駛員和它們打的交道都是相當多的(僅次于方向盤(pán)了)，一趟車(chē)跑下來(lái)，誰(shuí)能記得消自己到底踩了多少下離合、換了多少次擋?從動(dòng)力的傳輸過(guò)程來(lái)看，傳動(dòng)系是連接發(fā)動(dòng)機和車(chē)輪的紐帶，包括離合器、變速器、傳動(dòng)軸、驅動(dòng)橋等。汽車(chē)傳動(dòng)系按照結構和傳動(dòng)介質(zhì)可以分為機械式、液力機械式、靜液式、電力式等四種型式，對于絕大部分汽車(chē)來(lái)說(shuō)，目的最常見(jiàn)的是機械式和液力機械式這兩種。

傳動(dòng)系有多種布置方式，轎車(chē)常用FF方式(即發(fā)動(dòng)機前置、前輪驅動(dòng));載貨車(chē)、大部分客車(chē)和少部分豪華轎車(chē)常用FR方式(即發(fā)動(dòng)機前置、后輪驅動(dòng));豪華客車(chē)一般采用RR方式(即發(fā)機機后置、后輪驅動(dòng));越野車(chē)多用nWD分式(即全輪驅勸，n表示車(chē)輪數量);而賽車(chē)一般是采用MR方式(即發(fā)動(dòng)機中置、后輪驅動(dòng))。此外，發(fā)動(dòng)機是采取橫置還是縱置也都會(huì )影響到傳動(dòng)系的布置。傳動(dòng)系的首要任務(wù)就是與發(fā)動(dòng)機協(xié)調工作，以保證汽車(chē)能在不問(wèn)的使用條件下正常行駛。并具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟性。出此，無(wú)論是什么型式的傳動(dòng)系，至少都應該具備以卜四種基本功能：

1.減速和變速

我們知道，只有當作用在驅動(dòng)輪上的牽引力足以克服外界對汽車(chē)的阻力時(shí)，汽車(chē)方能起步和正常行駛。

我們不妨以普通型桑塔納轎車(chē)為例，桑塔納轎車(chē)自重1070kg,發(fā)動(dòng)機排量1.8升，最大扭矩為150N·m/3100rpm，最大功率為72kw/5200rpm,車(chē)輪規格為195/60R14。假設它在水平干燥的水泥路面上以90km/h的速度勻速行駛，這時(shí)，它受到的阻力可以用簡(jiǎn)化公式來(lái)計算：F=mgf十CdAua2/21.15(m也就是汽車(chē)的自重，前面我們說(shuō)了為1070kg;g為重力加速度，也就是9.8m/s2;f為輪胎的滾動(dòng)阻力系數，對于水泥路面，f=0.014x(1十ua2/19440);Cd為空氣阻力系數、約為0.32;A為汽車(chē)迎風(fēng)面積，桑塔納的為1.89m2;ua為車(chē)速，我們已經(jīng)定為90km/h)，計算的結果為440N。

接下來(lái)，我們再來(lái)計算它的驅動(dòng)力，驅動(dòng)力計算公式為Ft=Ttqigi0nT/r(Ttq為發(fā)動(dòng)機扭矩，本例中的最大扭矩為150N·m/3100rpm;ig和i0分別為變速器傳動(dòng)比和主減速器傳動(dòng)比;nT為傳動(dòng)系的機械效率;r為輪胎半徑，r=14x0.0251十0.195x60%=0.47m)，如果將發(fā)動(dòng)機的扭矩直接作用于驅動(dòng)輪(也就是說(shuō)發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力不經(jīng)過(guò)傳動(dòng)系而直接作用于車(chē)輪，此時(shí)，ig和i。均為1，nT為1)。則驅動(dòng)輪能夠得到的最大牽引力約為319N。很顯然，牽引力還沒(méi)有行駛阻力大，這種情況下汽車(chē)是無(wú)法起步或繼續行駛的，它會(huì )逐漸減速直至停下。

同時(shí)，我們還可以看一下，如果將發(fā)動(dòng)機直接與輪胎相連，當發(fā)動(dòng)機以5000rpm的轉速運轉時(shí)，根據ua=0.377r·n/igi。(參數同上，n為發(fā)動(dòng)機轉速)，車(chē)速將達到驚人的886km/h，這樣的速度既不實(shí)用，也是不可能達到的(因為這時(shí)候的阻力非常大，牽引力又小，車(chē)子根本就沒(méi)辦法前進(jìn))。為了解決上述矛盾，我們就要求傳動(dòng)系必須具備減速增扭的作用(簡(jiǎn)稱(chēng)減速作用)，而主減速器就是起著(zhù)這樣的作用。

還有，汽車(chē)的使用條件(比如實(shí)際裝載質(zhì)量、道路坡度、路面狀況，以及道路的寬度和曲率，交通狀況所允許的車(chē)速等等)由于很多因素的影響而不斷變化，這就要求汽車(chē)的牽引力和速度要有相當大的變化范圍。

另一方面，由于發(fā)動(dòng)機在整個(gè)轉速范圍內扭矩變化不大，功率和燃油消耗曲線(xiàn)變化卻相當大，這就使得發(fā)動(dòng)機保持高功率低油耗的轉速范圍(我們可以稱(chēng)之為有利轉速范圍)是很窄的、為了使發(fā)動(dòng)機能保持在有利的轉速范圍內工作，傳動(dòng)系的傳動(dòng)比就需要在一定范圍內變化。所以，從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，傳動(dòng)系還必須具備受速作用，變速器也就應運而生。

2.實(shí)現汽車(chē)倒駛

如果汽車(chē)連這個(gè)功能都不具備的話(huà)，很難想象人們怎樣進(jìn)出停東場(chǎng)、車(chē)庫等，當然在那些狹窄的路而上想倒車(chē)也是不可能的了。也許你會(huì )說(shuō)讓發(fā)動(dòng)機反著(zhù)轉，不要說(shuō)目前沒(méi)有這樣的發(fā)動(dòng)機，就是在未來(lái)相當長(cháng)的一段時(shí)間內。我們都不可能看到這樣的發(fā)動(dòng)機、所以，傳動(dòng)系能夠在保持發(fā)動(dòng)機旋轉方向不變的情況下使汽車(chē)實(shí)現反向行駛，這個(gè)功能就是通過(guò)變速器的例擋來(lái)實(shí)現的。

3.必要時(shí)中斷傳動(dòng)

有過(guò)駕駛經(jīng)驗的人都知道。發(fā)動(dòng)機必須是在踩下離合器以后才能啟動(dòng)(踩下離合器就使得發(fā)動(dòng)機不會(huì )承受地面的阻力，也就是說(shuō)讓發(fā)動(dòng)機空載，這和汽車(chē)空載可是兩碼事)，啟動(dòng)后的發(fā)動(dòng)機也必須保持在最低穩定轉速以上才能保證不熄火。除了汽車(chē)起步的時(shí)候，中斷發(fā)動(dòng)機對驅動(dòng)輪的動(dòng)力輸出也是常有的事，比如換擋、減速停車(chē)、遇紅燈時(shí)等等，所有這些都要求傳動(dòng)系能夠在必要的時(shí)候切斷動(dòng)力輸出，而離合器和變速器的空擋就承擔了這個(gè)任務(wù)。

4.差速作用

汽車(chē)轉彎是最平常不過(guò)的事，但是大家有沒(méi)有注意到汽車(chē)轉彎時(shí)車(chē)輪是怎樣運動(dòng)的呢?也許你從沒(méi)注意過(guò)這些芝麻蒜皮的小事，那么你到大街上隨便找個(gè)彎道仔細看一看就會(huì )發(fā)現：轉彎時(shí)，汽車(chē)的左右車(chē)輪轉速不一樣，彎內側的車(chē)輪比外側的車(chē)輪轉得慢些。

這個(gè)現象并不難理解，因為左右車(chē)輪在轉彎時(shí)通過(guò)的距離是不同的。請不要小看這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的現象，對于非驅動(dòng)輪來(lái)說(shuō)，這根本就不是問(wèn)題，可對驅動(dòng)輪來(lái)說(shuō)就不一樣了，如果左右驅動(dòng)輪在轉向時(shí)轉速一樣，必然會(huì )使車(chē)輪產(chǎn)生相對于地面滑動(dòng)的現象，這不僅會(huì )造成轉向困難，還會(huì )增加汽車(chē)的動(dòng)力消耗，加速輪胎和傳動(dòng)系零部件磨損，為了避免這些問(wèn)題的發(fā)生，我們就使用了差速器。

行駛系：

行駛系的功用是接受由發(fā)動(dòng)機經(jīng)傳動(dòng)系傳來(lái)的扭矩，并通過(guò)驅動(dòng)輪與路面的附著(zhù)作用，產(chǎn)生路而對汽車(chē)的牽引力，以保證汽車(chē)正常行駛;傳遞并承受路面作用于車(chē)輪上的各向反作用力及其所形成的力矩;此外，它應盡可能地緩和不平路面對車(chē)身造成的沖擊和振動(dòng)，保證汽車(chē)行駛平順，并且與汽車(chē)轉向系很好地配合工作，實(shí)現汽車(chē)行駛方向的控制，以保證汽車(chē)的操縱穩定性。行駛系包括車(chē)架、車(chē)橋、車(chē)輪、懸架等，有的車(chē)還包括橋殼(比如載貨車(chē)、客車(chē)、越野車(chē)等等)。車(chē)架可以說(shuō)是汽車(chē)的骨架，它的作用是支撐并連接汽車(chē)的各個(gè)總成和零部件，并承受來(lái)自車(chē)內外的各種載荷。

車(chē)橋也稱(chēng)為車(chē)軸、它通過(guò)懸架和車(chē)架(或車(chē)身)相連，兩端安裝車(chē)輪，其功用也就是傳遞車(chē)架(或車(chē)身)與車(chē)輪之間各個(gè)方向的作用力，承受車(chē)架和車(chē)身的重量。橋殼和車(chē)橋—樣，都能承受車(chē)架和車(chē)身重量，承受由車(chē)輪傳來(lái)的路面反作用力和力矩，除此以外。還能保護主減速器、差速器、驅動(dòng)軸等部件。

車(chē)輪與輪胎是行駛系中的重要部件，它們的作用很多：支撐整車(chē)的重量;緩和由路面傳來(lái)的沖占力;通過(guò)輪胎同路面間存在的附著(zhù)力來(lái)產(chǎn)生驅動(dòng)力和制動(dòng)力等等。懸架是車(chē)架(或車(chē)身)與車(chē)橋(或傘輪)之間的傳力連接裝置的總稱(chēng)，它的功用是把路面作用于車(chē)輪上的支撐力、牽引力、制動(dòng)力和側向力以及這些作用力所造成的力矩傳遞到車(chē)架(或車(chē)身)上，以保證汽車(chē)的正常行駛。

轉向系：

方向盤(pán)應該足每一位駕駛員最熟悉的部件了(用“密切”這個(gè)詞來(lái)形容駕駛員與方向盤(pán)的關(guān)系絲毫不為過(guò))，而它就是我們下面要提到的轉向系的組成部分。汽車(chē)在行駛過(guò)程中需要經(jīng)常改變行駛方向(也就是轉向)，除此以外，在汽車(chē)直線(xiàn)行駛時(shí)，由于車(chē)輪受到路面側向干擾力的作用，就會(huì )偏離行駛方向。這樣，我們又需要通過(guò)方向盤(pán)不斷地修正偏離的方向以保持正確的行駛方向。所以，轉向系的作用就是保證汽車(chē)能夠按照駕駛員選擇的方向行駛。

按照轉向能源的不同，轉向系可以分為機械轉向系和動(dòng)力轉向系這兩大類(lèi)。機械轉向系以駕駛員的體力作為轉向能源，其中所有的傳力部件都是機械的，機械式轉向系由轉向操縱機構(方向盤(pán))、轉向器和轉向傳動(dòng)機構三大部分組成。由于它完全是以人的體力作為轉向能源，容易使駕駛員感到疲勞。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，動(dòng)力轉向系出現了，它是以駕駛員的體力和發(fā)動(dòng)機動(dòng)力作為轉向能源的。在正常情況下，汽車(chē)轉向所需的能量只有一小部分由駕駛員提供，而人部分是由發(fā)動(dòng)機通過(guò)轉向助力裝置提供的，但當轉向助力裝置失效時(shí)，還必須保證能由駕駛員自己獨立完成汽車(chē)轉向的任務(wù)。因此，動(dòng)力轉向系也就是在機械式轉向系的基礎上加設了一套轉向助力裝置。為丁充分減輕駕駛員的負擔，現代轎車(chē)一般都有動(dòng)力轉向系統。

盡可能提高汽車(chē)行駛速度，是提高運輸生產(chǎn)率的主要技術(shù)措施之一，但這必須是以保證汽車(chē)行駛安全為前提。因此，在寬闊平坦、車(chē)流和人流較小的情況下，汽車(chē)可以用高速行駛，而在更多的時(shí)候，比如即將轉向、行經(jīng)不平路面、兩車(chē)交會(huì )、遇到障礙物等等，我們都需要降低車(chē)速、甚至停車(chē)。如果不具備制動(dòng)這一性能，汽車(chē)根本不能按駕駛員的意圖減速或停車(chē)，就更別汽車(chē)的行駛安全了。說(shuō)到這里，制動(dòng)系也就不難理解了。它的作用也就是使汽車(chē)減速或停車(chē)，并保證駕駛員離去后汽車(chē)能可靠地停住。

每一輛汽車(chē)的制動(dòng)系至少應該具備兩套系統，即行車(chē)制動(dòng)系和駐車(chē)制動(dòng)系。行車(chē)制動(dòng)系(可以理解為我們平時(shí)所說(shuō)的腳剎)的作用也就是在汽本行駛過(guò)程中降低速度和停車(chē)，駐車(chē)制動(dòng)系(可以理解為我們平時(shí)所說(shuō)的手剎)的作用是使已經(jīng)停駛的汽車(chē)駐留原地不動(dòng)。除了這兩套基本的制動(dòng)系統外，許多國家還規定了汽車(chē)必須具備第二制動(dòng)系，其作用是保證行車(chē)制動(dòng)系失效后能夠實(shí)現正常減速和停車(chē)。

制動(dòng)系由供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器這四部分組成。