第六節(jié) 彈簧和減振器 (一)
彈簧
螺旋彈簧：是現(xiàn)代汽車上用得最多的彈簧。它的吸收沖擊能力強，乘坐舒適性好；缺點是長度較大，占用空間多，安裝位置的接觸面也較大，使得懸架系統(tǒng)的布置難以做到很緊湊。由于螺旋彈簧本身不能承受橫向力，所以在獨立懸架中不得不采用四連桿螺旋彈簧等復雜的組合機構。
出于乘坐舒適性的考慮，我們希望對于頻率高且振幅小的地面沖擊，彈簧能表現(xiàn)得柔軟一點，而當沖擊力大時，又能表現(xiàn)出較大的剛性，減小沖擊行程，因此需要彈簧同時具有兩種甚至兩種以上的剛度?？刹捎娩摻z直徑不等的彈簧或螺距不等的彈簧，它們的剛度隨負載的增加而增加。
鋼板彈簧：多用于廂式車及卡車，由若干片長度不同的細長彈簧片組合而成。它比螺旋彈簧結構簡單，成本低，可緊湊地裝配于車身底部，工作時各片間產(chǎn)生摩擦，因此本身具有衰減效果。但如果產(chǎn)生嚴重的干摩擦，就會影響吸收沖擊的能力。重視乘坐舒適性的現(xiàn)代轎車很少使用。
扭桿彈簧：是利用具有扭曲剛性的彈簧鋼制成的長桿。一端固定于車身，一端與懸架上臂相連，車輪上下運動時，扭桿發(fā)生扭轉變形，起到彈簧的作用。
氣體彈簧：利用氣體的可壓縮性代替金屬彈簧。它最大的優(yōu)點就是具有可變的剛度，隨氣體的不斷壓縮漸漸增加剛度，且這種增加是一個連續(xù)的漸變過程，而不象金屬彈簧是分級變化的。它的另一個優(yōu)點是具有可調整性，即彈簧的剛度和車身的高度是可以主動調節(jié)的。
通過主副氣室的配合使用，使彈簧可以處在兩種剛度的工作狀態(tài)下：主副氣室同時使用，氣體容量變大，剛度變小，反之(只使用主氣室)則剛度變大。氣體彈簧剛度由計算機控制，在汽車高速、低速、制動、加速以及轉彎等狀態(tài)下，根據(jù)所需剛度進行調節(jié)。氣體彈簧也有弱點，靠壓力變化控制車高必須裝備氣泵，還有各種控制附件，如空氣干燥器，如保養(yǎng)不善會使系統(tǒng)內(nèi)部生銹發(fā)生故障。另外如果不同時采用金屬彈簧，一旦發(fā)生漏氣，汽車將無法行駛。
第七節(jié) 彈簧和減振器(二）
彈簧雖然可以減輕道路對車身的沖擊，但如果不讓它的振動盡快停下來，我們乘坐的將是一輛跳個不停的汽車。因此，要在彈簧運動的過程中加上一定的阻力(學名叫做阻尼)，使彈簧的振動迅速衰減。減振器就是這個阻尼設備。
減振器的結構是帶有活塞的活塞桿插入筒內(nèi)，在筒中充滿油?；钊嫌泄?jié)流孔，使得被活塞分隔出來的兩部分空間中的油可以互相補充。阻尼就是在具有粘性的油通過節(jié)流孔時產(chǎn)生的，節(jié)流孔越小，阻尼力越大，油的黏度越大，阻尼力越大。如果節(jié)流孔大小不變，當減振器工作速度快時，阻尼過大會影響對沖擊的吸收。因此，在節(jié)流孔的出口處設置一個圓盤狀的板簧閥門，當壓力變大時，閥門被頂開，節(jié)流孔開度變大，阻尼變小。由于活塞是雙向運動的，所以在活塞的兩側都裝有板簧閥門，分別叫做壓縮閥和伸張閥。
減振器按其結構可分為雙筒式和單筒式。雙筒式是指減振器有內(nèi)外兩個筒，活塞在內(nèi)筒中運動，由于活塞桿的進入與抽出，內(nèi)筒中油的體積隨之增大與收縮，因此要通過與外筒進行交換來維持內(nèi)筒中油的平衡。所以雙筒減振器中要有四個閥，即除了上面提到的活塞上的兩個節(jié)流閥外，還有裝在內(nèi)外筒之間的完成交換作用的流通閥和補償閥。
與雙筒式相比，單筒式減振器結構簡單，減少了一套閥門系統(tǒng)。它在缸筒的下部裝有一個浮動活塞，(所謂浮動即指沒有活塞桿控制其運動)，在浮動活塞的下面形成一個密閉的氣室，充有高壓氮氣。上面提到的由于活塞桿進出油液而造成的液面高度變化就通過浮動活塞的浮動來自動適應之。除了上面所述兩種減振器外，還有阻力可調式減振器。它可通過外部操作來改變節(jié)流孔的大小。最近的汽車將電子控制式減振器作為標準裝備，通過傳感器檢 測行駛狀態(tài)，由計算機計算出最佳阻尼力，使減振器上的阻尼力調整機構自動工作。
第八節(jié) 輪胎
我們這里討論的基本上是以目前最常用的無內(nèi)胎輪胎，即通常所謂的真空胎為對象。
輪胎的結構分為三部分：胎體、簾布、外胎面。
胎體較柔軟，外胎面剛性較大，中間的簾線起到加強胎體強度和定型的作用，多加以金屬絲提高輪胎的彈力性能。
轎車輪胎大致分為子午線輪胎和斜線輪胎。斜線輪胎的簾線按斜線交叉排列，故而得名。胎體構成了輪胎的基本骨架，從外胎面到胎側的柔軟度是一致的。雖然斜線輪胎的噪音小，外胎面柔軟，低速行駛時乘坐舒適性好，且價格便宜，但其綜合性能不如子午線輪胎，汽車廠家都是以子午線輪胎為前提研制新車的，隨著子午線輪胎的不斷改進，斜線輪胎將基本上被淘汰。
子午線輪胎的簾布層相當于輪胎的基本骨架，其排列方向與輪胎子午斷面一致，由于行駛時輪胎要承受較大的切向作用力，為保證簾線的穩(wěn)固，在其外部又有若干層由高強度、不易拉伸的材料制成的帶束層(又稱箍緊層)，其簾線方向與子午斷面呈較大的交角(70-75度)，材料多選用玻璃纖維、聚酰胺纖維或鋼絲等高強度材料，既起到固定簾線的作用，同時利用束帶來提高胎面的剛性。輪胎側面的剛性小于胎面的剛性，所以在轉彎時輪胎側面因受地面橫向力作用發(fā)生變形，從而保證了外胎面的觸地面積基本保持不變。
子午線輪胎與普通斜線胎相比，彈性大，耐磨性好，滾動阻力小，附著性能好，緩沖性能好，承載能力大，不易刺穿；缺點是胎側易裂口，由于側向變形大，導致汽車側向穩(wěn)定性稍差，制造技術要求高，成本高。
下面我們舉兩例來說明斜線輪胎與子午線輪胎的規(guī)格及其標識。 斜線輪胎： 5.60-13 4PR 5.60 : 輪胎寬(5.6英寸) 13 ：適合輪輞直徑(13英寸) 4PR : 輪胎強度(相當于四層簾布) 子午線輪胎： 195/60R 14 85 H 195 ：輪胎寬(195mm) 60 : 扁平率(輪胎子午斷面高寬比)(60%) R ：輪胎結構(Radial) 14 ：適合的輪輞直徑(14英寸) 85 ：允許載荷代碼 H ：極限速度符號(H=210km/h)
第三章 轉向系
第一節(jié) 轉向系概述
汽車行駛時要經(jīng)常改變行駛方向，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?yōu)檐囕?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?yōu)閭鲃訖C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。 由于轉向助力裝置最常用的是一套液壓系統(tǒng)，因此也就離不開泵、油管、閥、活塞和儲油罐，它們分別相當于電路系統(tǒng)中的電池、導線、開關、電機和地線的作用。
第二節(jié) 轉向盤
轉向盤即通常所說的方向盤。轉向盤內(nèi)部有金屬制成的骨架，是用鋼、鋁合金或鎂合金等材料制成。由圓環(huán)狀的盤圈、插入轉向軸的轉向盤轂，以及連接盤圈和盤轂的輻條構成。采用焊接或鑄造等工藝制造，轉向軸是由細齒花鍵和螺母連接的。骨架的外側一般包有柔軟的合成橡膠或樹脂，也有采用皮革包裹以及硬木制作的轉向盤。轉向盤外皮要求有某種程度的柔軟度，手感良好，能防止手心出汗打滑的材質，還需要有耐熱、耐候性。
轉向盤的功能：轉向盤位于司機的正前方，是碰撞時最可能傷害到司機的部件，因此需要轉向盤具有很高的安全性，在司機撞在轉向盤上時，骨架能夠產(chǎn)生變形，吸收沖擊能，減輕對司機的傷害。轉向盤的慣性力矩也是很重要的，慣性力矩小，我們就會感到“輪輕”，操做感良好，但同時也容易受到轉向盤的反彈(即“打手”)的影響，為了設定適當?shù)膽T性力矩，就要調整骨架的材料或形狀等。
現(xiàn)在的轉向盤與以前的看似沒有太大變化，但實際上已經(jīng)有了改進。由于轉向助力裝置的普及，轉向盤外徑變小了，而手握處卻變粗了，采用柔軟材料，使操作感得到了改善。
現(xiàn)在有越來越多的汽車在轉向盤里安裝了安全氣囊，也使汽車的安全性大大提高了。轉向盤的集電環(huán)：轉向盤上有喇叭開關，必須時刻與車身電器線路相連，而旋轉的轉向盤與組合開關之間顯然不能用導線直接相連，因此就必須采用集電環(huán)裝置。集電環(huán)好比環(huán)形的地鐵軌道，喇叭開關的觸點就象奔跑在軌道上的電車，時刻保持接通的狀態(tài)。由于是機械接觸，長時間使用觸點會因磨損影響導電性，導致緊急時刻喇叭不鳴甚至氣囊不工作。因此，最近裝備氣囊的汽車開始裝用電纜盤，代替集電環(huán)。
轉向盤的端子與組合開關的端子用電纜線連接，電纜盤將電線卷入盤內(nèi)，類似于吸塵器的電線卷取機構，在轉向盤旋轉范圍內(nèi)，電線靠卷筒自由伸縮。這種裝置大大提高了電器裝置的可靠性。
第三節(jié) 轉向柱
為牢固支承轉向盤而設有轉向柱。傳遞轉向盤操作的轉向軸從中穿過，由軸承和襯套支承。轉向柱本體安裝在車身上。轉向機構應備有吸收汽車碰撞時產(chǎn)生的沖擊能的裝置。許多國家都規(guī)定轎車義務安裝吸能式轉向柱。吸能裝置的方式很多，大都通過轉向柱的支架變形來達到緩沖吸能的作用。
轉向軸與轉向器齒輪箱之間采用連軸節(jié)相連(即兩個萬向節(jié))，之所以用連軸節(jié)，除了可以改變轉向軸的方向，還有就是使得轉向軸可以作縱向的伸縮運動，以配合轉向柱的緩沖運動。
可傾斜式轉向機構：正是由于有了連軸節(jié)，轉向軸可以有不同的傾斜角度，使轉向盤的位置可以上下傾斜，適應各種身高和體形的司機。通過操作位于轉向柱下側的手柄，使轉向柱處于放松狀態(tài)，將轉向盤調至自己喜好的位置，再反向轉動手柄，使轉向柱固定在新的位置上。
現(xiàn)在的一些高級轎車上已經(jīng)采用電動式轉向盤傾斜調整機構。轉向軸內(nèi)裝有專用電機，使轉向軸改變傾斜角度。最新型的調整機構是全自動式由計算機控制的。司機在下車前將點火鑰匙拔出，轉向盤便自動升起，以便司機順利下車。但計算機會記住原來的轉向盤位置，當點火鑰匙再次插入時，轉向盤會自動恢復原位。
可伸縮式轉向機構：該機構可象望遠鏡那樣伸縮調整轉向盤的前后位置。轉向軸也象望遠鏡一樣有雙重結構，內(nèi)筒與外筒用花鍵嚙合，使它們無法相對轉動，而只能沿鍵槽方向做伸縮運動。
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