行驶系统结构与工作原理分析

一、行驶系统的功用及组成

1.功用

1）接受发动机经传动系传来的转矩，并通过驱动轮与路面间附着作用，产生路面对汽车的牵引力，以保证整车正常行驶。

2）传递并支承路面作用于车轮上的各种反力及其所形成的力矩。

3）尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，以保证汽车操纵稳定性，使汽车获得高速行驶的能力。

2.组成

汽车起重机行驶系由车架、悬架、转向桥、驱动桥、车轮及驾驶室组成。

二、车架

1.功用

车架是汽车起重机专用底盘的基体部件，也是汽车起重机三大结构件中的一个重要部件。其功用是支承、连接、固定汽车的各功能部件总成，使各功能部件总成保持相对正确的位置，它不仅承受着起重机的自身载荷，还传递着路面的支承力和冲击力，使用工况极为复杂。特别是对于汽车起重机专用底盘车架而言，除含通用汽车车架的各项功能外，还应满足起重机各项作业功能的承载，需根据起重吨位的大小来专门设计。

图2-30 汽车起重机专用底盘车架结构图

2.组成

汽车起重机专用底盘车架由车架前段、车架后段、前固定支腿箱总成、后固定支腿箱总成等拼焊而成，如图2-30所示。

三、悬架装置

1.悬架的组成

悬架是车架与车桥之间一切传力连接装置的统称。其基本组成有弹性元件、导向装置和减振器三部分。

2.悬架的作用

1）把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架上，保证汽车的正常行驶，即传力作用。

2）利用弹性元件和减振器起到缓冲减振的作用。

3）利用悬架的传力构件使车轮按一定轨迹相对于车架或车身跳动，即起导向作用。

3.悬架的类型

悬架主要有独立悬架和非独立悬架两种，汽车起重机多采用非独立悬架，因为非独立悬架具有结构简单和工作可靠的优点。而非独立悬架又有钢板弹簧式悬架和钢板弹簧加纵置平衡梁半刚性悬架两种。图2-31是汽车起重机常用的钢板弹簧式悬架结构图。

4.钢板弹簧

钢板弹簧被用作非独立悬架的弹性元件，是由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系统大为简化，其结构如图2-32所示。这种悬架广泛用于汽车起重机的前、后悬架中。它的中部一般用U形螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在一起，前端卷耳孔中为减少摩损，装有青铜或塑料、橡胶、粉末冶金制成的衬套。另一端成自由状，以便钢板弹簧在重冲击力时可伸缩。当车架受到冲击时，其钢板簧长度将发生循环变化。

图2-31 汽车起重机常用的钢板弹簧式悬架结构图

5.减振器

悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动，为改善汽车起重机行驶的平顺性，在悬架中与弹性元件并联安装减振器。汽车悬架系统中采用的减振器多是液力减振器，其工作原理是当车架和车桥间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下往复移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到大气中。在油液通道截面等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液黏度有关，减振器结构如图2-33所示。

图2-32 钢板弹簧结构图

图2-33 减振器结构图(www.xing528.com)

四、车桥

1.车桥的作用

车桥（也称车轴）通过悬架与车架相连接，两端安装汽车车轮，车架所受的垂直载荷通过车桥传到车轮；车轮上的滚动阻力、驱动力、制动力和侧向力及其弯矩、转矩又通过车桥传递给悬架和车架，故车桥的作用是传递车架与车轮之间各个方向的作用力及其所产生的弯矩和转矩。

车桥可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种类型。其中转向桥和支持桥属于从动桥。一般汽车的前桥多为转向桥，后桥或中后桥多为驱动桥和支持桥（图2-34）。

图2-34 转向桥和驱动桥

2.驱动桥功用及结构组成

（1）驱动桥的功用

1）将万向传动装置传来的发动机动力（转矩）通过主减速器、差速器、半轴等传递到驱动车轮，实现减速增矩的功用。

2）通过主减速器锥齿轮副改变转矩的传递方向。

3）通过差速器实现两侧车轮的差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向。

4）驱动桥具有一定的承载能力。

（2）驱动桥类型、组成及工作原理 驱动桥的类型有断开式驱动桥和非断开式驱动桥两种。汽车起重机专用底盘采用的是非断开式驱动桥，非断开式驱动桥由主减速器（减速主、从动锥齿轮）、差速器、半轴和驱动桥壳等部分组成，其工作原理如图2-35所示。

图2-35 非断开式驱动桥工作原理

动力从变速器→传动轴→主减速器→差速器→左、右半轴（外端凸缘盘法兰）→轮毂（轮毂在半轴套管上转动）→轮胎轮辋（钢圈）。驱动桥通过悬架系统与车架连接，由于半轴与桥壳是刚性连成一体的，因此半轴和驱动轮不能在横向平面运动。故称这种驱动桥为非断开式驱动桥，也称整体式驱动桥。

（3）差速器 差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动车轮以不同的转速滚动，即保证两侧驱动车轮做纯滚动运动。根据差速器安装的位置不同，可以将差速器分为轮间差速和轴间差速两种。装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器；对于多轴驱动的汽车起重机而言，装在各驱动桥之间的差速器称为轴间差速器。图2-36是齿轮式差速器构造图。

图2-36 齿轮式差速器构造图

当汽车起重机左右车轮受力相等时，差速器不起差速作用，行星齿轮只公转不自转，左右车轮转速相同；当汽车起重机转弯行驶或在不平坦的路面上行驶时，左右两车轮受力不等，差速器起差速作用，即行星齿轮既公转又自转，左右车轮转速不等。

五、车轮

（1）功用 轮胎是执行汽车的行驶、转弯及停止这些基本运动性能的重要部件，共有以下三个方面的作用。

1）支承车重。

2）保证与路面有良好的附着力，传递驱动力矩和制动力矩。

3）确定汽车行驶方向，与悬架共同缓和汽车在行驶时由于不平路面所受到的冲击，并衰减由此而产生的振动。

（2）组成 车轮由轮辋和轮胎组成，如图2-37所示。

（3）轮胎类型及编号含义

1）汽车上普遍使用的轮胎主要有普通斜交轮胎和子午线轮胎。目前，国内生产的汽车起重机主要使用普通斜交轮胎，只有在客户特殊要求的情况下才选用子午线轮胎。

图2-37 轮辋和轮胎

2）汽车起重机普通斜交轮胎型号为11.00-20，其中11.00表示轮胎公称断面宽度B；20表示轮辋公称直径d；汽车起重机普通子午线轮胎型号为11.00R20，其中R表示子午线结构代号（Radial），其余表示相同。