汽車底盤(pán)材料(ppt 45頁(yè)).ppt

汽車底盤(pán)材料 制造汽車所采用的鋼材 主要有 碳結(jié)鋼 合金鋼 易切鋼 彈簧鋼 非調(diào)制鋼 軸承鋼 齒輪鋼 冷鐓鋼 耐熱鋼等 根據(jù)在車輛上應(yīng)用的范圍不同 所選鋼材也有所不同 主要有 碳素鋼 錳鋼 硅錳鋼 汽車底盤(pán)材料歷史 1 早期 我們的祖先發(fā)明汽車都是用木頭做的 所以最早的車子都是底盤(pán)都有是大梁式的就是車子的發(fā)動(dòng)機(jī)懸掛系統(tǒng)都是安裝在大梁上這就是我們現(xiàn)在所說(shuō)的 非承載式 底盤(pán)就和我們現(xiàn)在見(jiàn)到的大貨車差不多這樣制造相對(duì)簡(jiǎn)單但是由于車體偏高不利于車內(nèi)空間布局共振等等缺點(diǎn) 2 汽車雛形 1766年英國(guó)發(fā)明家瓦特 1736 1819 改進(jìn)了蒸汽機(jī) 拉開(kāi)了第一次工業(yè)革命的序幕 1769年法國(guó)陸軍工程師古諾 1725 1804 制造出第一輛蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車 汽車底盤(pán)出現(xiàn)也隨著發(fā)展 此時(shí)汽車底盤(pán)主要是用木頭和鐵加固而成的 汽車懸架的發(fā)展 1580年 載客四輪馬車已使用減震的彈簧懸架 1805年 埃利奧特獲得橢圓形和半橢圓形彈簧板的專利 1900年 美國(guó)人哈德福特制成了第一個(gè)汽車減振器 并將它裝在奧茲莫比爾轎車上 1921年 英國(guó)的利蘭德汽車公司生產(chǎn)第一個(gè)使用扭桿彈簧懸架的汽車 1933年 美國(guó)的費(fèi)爾斯通公司研制成了第一個(gè)實(shí)用的空氣彈簧懸架 同年 門(mén)羅公司為赫德森轎車研制雙向筒液壓減振器 直到目前 這種筒式減振器沒(méi)有很大改變 1934年 通用汽車公司采用了前螺旋彈簧獨(dú)立懸架 1938年 別克汽車第一次將螺旋彈簧應(yīng)用到汽車后懸架上 1956年 英國(guó)利蘭車和法國(guó)雪鐵龍車開(kāi)始使用液壓和液氣壓懸掛系統(tǒng) 前后輪的懸架用管道相連 液氣混合在管中保持壓力 此后 這種系統(tǒng)成為各國(guó)小型載客車輛的標(biāo)準(zhǔn)裝置 1950年 福特汽車公司的麥弗遜制成了麥弗遜式獨(dú)立懸架 是轎車上應(yīng)用較用 多的懸架形式 1984年 林肯大陸轎車采用了可調(diào)整的空氣懸架系統(tǒng) 從此電控懸架在汽車上開(kāi)采始 低合金鋼高強(qiáng)度熱軋鋼板主要用于汽車車架縱梁 橫梁及制動(dòng)盤(pán)等受力構(gòu)件和安全件 含鈦熱軋鋼板 錳鋼或錳稀土系列 硅 釩鋼和含釩系列 車身分類 我們現(xiàn)在接觸的非承載式車身車型比較少 多數(shù)是卡車 專業(yè)越野車之類 非承載式車身的汽車有剛性車架 又稱底盤(pán)大梁架 這種車架一般都是矩形或者梯形的 布置在車身的最底部 我們平時(shí)是看不到的 下圖就是一個(gè)非承載式車身的車架 我們可以看到上面很多的橫縱梁構(gòu)成一個(gè)矩形結(jié)構(gòu) 非承載式車身的汽車有一剛性車架 又稱底盤(pán)大梁架 在非承載式車身中發(fā)動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng)的一部分 車身等總成部件都是用懸架裝置固定在車架上 車架通過(guò)前后懸架裝置與車輪聯(lián)接 非承載式車身比較笨重 質(zhì)量大 高度高 非承載式車身 承載式車身 所謂覆蓋件就是覆蓋在車身表面的部件 基本上我們從車外看到的部分都屬于覆蓋件 例如車門(mén) 車頂 翼子板等等 它們車身的外殼 車頂和地板以及通常我們所說(shuō)的A B C三根柱都是連接在一起的 覆蓋件與 梁 通常起到美觀和遮風(fēng)擋雨的作用 一般都用厚度不超過(guò)1毫米的鋼板沖壓而成 我們平時(shí)所說(shuō)的某輛車鋼板的薄厚就是指這些部位 實(shí)際上這些部位對(duì)于車身強(qiáng)度的影響很有限 所以我們已經(jīng)不能從車身覆蓋件的薄厚來(lái)判斷一輛車的碰撞安全性了 當(dāng)然 較厚的鋼板在抵御輕度刮蹭方面還是要更強(qiáng)一些 接下來(lái)我們說(shuō)說(shuō)承載式車身所謂的 梁 它的學(xué)名應(yīng)該叫做車身結(jié)構(gòu)件 車身結(jié)構(gòu)件隱藏在車身覆蓋件之下 對(duì)車身起到支撐和抗沖擊的作用 分布在車身各處的鋼梁是車身結(jié)構(gòu)件的一種 下圖就是典型的車頭處鋼梁 我們可以看到它由鋼板圍成一個(gè)閉合斷面結(jié)構(gòu) 鋼板的厚度和材質(zhì)規(guī)格都要比車身覆蓋件高很多 而且為了在碰撞時(shí)有效吸收撞擊能量 這些鋼梁還會(huì)將不同強(qiáng)度的鋼材焊接在一起 形成有效的潰縮吸能區(qū) 還有一些鋼梁不一定是閉合斷面結(jié)構(gòu) 它們?cè)诒M量輕量化的原則下被設(shè)計(jì)成各種不同形狀以承受特定方向上的力 現(xiàn)代汽車安全 節(jié)能環(huán)?？偟纳鐣?huì)發(fā)展需求把屈服強(qiáng)度小于210MPa的鋼板歸為軟鋼 黃色區(qū)域 屈服強(qiáng)度在210 550MPa之間的成為高強(qiáng)度鋼板 屈服強(qiáng)度大于550MPa以上的成為超高強(qiáng)度鋼板 紅色區(qū)域 把DP TRIP和Mart等以相變強(qiáng)化為主的鋼板統(tǒng)稱為先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板 其強(qiáng)度范圍500 1500MPa 這類鋼板具有高的減重潛力 高的碰撞吸收能 高的疲勞強(qiáng)度 高的成型性和低的平面各向異性等優(yōu)點(diǎn) 藍(lán)色 懸架彈簧材料 懸架彈簧鋼目前使用的懸架彈簧原材料彈簧鋼 主要系列為Si Cr系鋼 Cr Mn系鋼 Si Mn系鋼和Si V系鋼 Si Cr系鋼在乘用車上應(yīng)用較多 這類鋼的抗回火穩(wěn)定性好 松弛抗力高 疲勞壽命較理想 55SiCr SAE9254 SUP12 以及同一大類的材料55SiCrV SAE9254 V 54SiCrV6 SRS60 60SiCrA是目前制造懸架彈簧的主流鋼種 Si Mn系 Cr Mn系鋼是用量最大的彈簧鋼 60Si2MnA SUP6 SUP7 55CrMn 55Cr3 鋼 價(jià)格低于Si Cr鋼種 主要用于制造較低應(yīng)力的懸架彈簧和維修配件 在熱軋彈簧中占總量的30 左右 還有對(duì)于淬透性要求較高的鋼種 有的采用55SiVB鋼 如EQ140汽車板簧等 近年來(lái)由于其價(jià)格和交貨硬度偏高 用量在下降 而大截面板簧則采用60CrMnB鋼制造 如EQ153汽車變截面板簧就是用該鋼制造 Cr V系鋼種50Cr V 50CrV4 SUP10 基本上將退出 鋼板彈簧 彈簧鋼65Mn 60Si2Mn性能 耐疲勞 沖擊和腐蝕 彈簧懸架 液壓減振器 一 汽車傳動(dòng)系的發(fā)展 1893年美國(guó)的杜里埃兄弟設(shè)計(jì)了差速器 使汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)能使兩個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速不同 可以克服輪胎很快磨損的缺點(diǎn) 同時(shí) 他們還在汽車上首選使用了干式單片離合器 1894年法國(guó)的本哈特和拉瓦索發(fā)明了齒輪變速器 他們駕駛裝有自己的變速器的汽車時(shí)快時(shí)慢 時(shí)進(jìn)時(shí)退 用事實(shí)征服了汽車界 1898年法國(guó)雷諾汽車公司首先使用了傳動(dòng)軸 1902年皮爾里斯發(fā)明了汽車萬(wàn)向節(jié) 1913年 美國(guó)的派克特汽車推廣應(yīng)用了螺旋錐齒輪主減速器后橋 1928年派克特汽車在后橋上采用了雙曲線齒輪主減速器 1928年美國(guó)凱迪拉克轎車采用了帶同步器的變速器 半軸 42CrMo合金鋼40MnB鋼 較便宜 傳動(dòng)軸 一般采用合金 發(fā)展復(fù)合材料 變速器 差速器 差速器殼 灰口鑄鐵HT200 性能 強(qiáng)度 剛度 尺寸穩(wěn)定度前橋殼 調(diào)制剛45 40Cr 性能 強(qiáng)度抗疲勞性 韌性后橋殼 可鍛鑄鐵 球墨鑄鐵 強(qiáng)度 剛度 變速箱殼 灰口鑄鐵 性能 強(qiáng)度 剛度 尺寸穩(wěn)定性變速箱齒輪 滲碳鋼20CrMnTi 20MnTi等性能 強(qiáng)度 耐磨性 接觸疲勞抗力 斷裂抗力 二 汽車轉(zhuǎn)向系的發(fā)展 1908年福特T型汽車采用了行星齒輪轉(zhuǎn)向器 1923年美國(guó)的馬爾斯在兩者之間接觸處放置滾球支撐 這便是最早的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 1928年 美國(guó)的戴維斯研制出液壓動(dòng)力輔助轉(zhuǎn)向器是最早的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 但遺憾的是經(jīng)過(guò)26年后才為汽車工業(yè)所采納 1954年才在美國(guó)的一些大型轎車上首次應(yīng)用動(dòng)力轉(zhuǎn)向 1966年美國(guó)凱迪拉克公司推出了一種可變速比的動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 1985年 日本豐田公司在其生產(chǎn)的轎車上裝用了電子計(jì)算機(jī)控制的速度敏感動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 液壓動(dòng)力輔助轉(zhuǎn)向器 轉(zhuǎn)向節(jié)臂 40Cr 40MnB性能 強(qiáng)度 抗疲勞性 韌性等半軸 調(diào)制鋼45 40Cr等性能 強(qiáng)度 韌性 抗疲勞 三 汽車制動(dòng)系的發(fā)展 1889年戴姆勒汽車將制動(dòng)鼓裝在后輪上 再繞上鋼纜 構(gòu)成了制動(dòng)裝置 1902年英國(guó)的蘭切斯特取得了盤(pán)式制動(dòng)器的專利權(quán) 1902年美國(guó)的奧茲發(fā)明了鋼帶與制動(dòng)鼓式制動(dòng)器 1903年美國(guó)的廷切爾汽車采用了氣壓制動(dòng)器 1907年英國(guó)的弗羅特發(fā)明了石棉制動(dòng)蹄片 1918年英國(guó)的洛克希德發(fā)明了液壓鼓式制動(dòng)器 1928年皮爾斯 阿羅汽車第一次裝用真空助力制動(dòng)器 1936年 博世公司申請(qǐng)一項(xiàng)電液控制的ABS裝置專利促進(jìn)了防抱制動(dòng)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用 鼓式制動(dòng)器 盤(pán)式制動(dòng)器 防撞梁 是在4km h以下的碰撞時(shí) 對(duì)外部塑料保險(xiǎn)杠起到一個(gè)支撐 緩解碰撞力的作用 減小碰撞對(duì)塑料保險(xiǎn)杠的損傷 降低維修成本 比較標(biāo)準(zhǔn)的防撞梁結(jié)構(gòu)是應(yīng)該能保證低速吸能盒通過(guò)潰縮有效吸收低速撞擊時(shí)的能量 防撞梁通過(guò)螺栓連接到車身 方便拆卸和更換 現(xiàn)在很多車型的防撞梁上都加裝有一層泡沫緩沖區(qū) 它的主要作用還 近年來(lái)在汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼 advancedhighstrengthsteel 簡(jiǎn)稱AHSS 的工藝基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)研究方面的開(kāi)發(fā)十分活躍 超高強(qiáng)鋼板的強(qiáng)度已達(dá)到或超過(guò)1500MPa 目前先進(jìn)高強(qiáng)鋼板已發(fā)展到第二代 正在向著高成形性和超高強(qiáng)度的第三代高強(qiáng)鋼發(fā)展 在針對(duì)和解決汽車用高強(qiáng)鋼隨著強(qiáng)度的增加 塑性和成形性能顯著下降 開(kāi)裂 起皺 回彈 模具磨損和焊接等問(wèn)題明顯增加 五 汽車輪胎的發(fā)展 1886年本茨和戴姆勒發(fā)明的汽車是實(shí)心橡膠輪胎 1888年英國(guó)一位獸醫(yī)鄧洛普發(fā)明了自行車用充氣輪胎 這種充氣輪胎才開(kāi)始應(yīng)用到汽車上 1888年英國(guó)獸醫(yī)約翰 伯德 鄧洛普建立了世界上第一家輪胎制造廠 開(kāi)始生產(chǎn)橡膠輪胎 1904年 克萊斯勒采用了可拆式輪圈 以便于駕駛員在行車途中快速換胎 1908年 固特異公司發(fā)明了能在輪胎上刻出花紋的機(jī)器 制造出防滑輪胎 同年 米其林公司研制出了雙式車輪 有效地解決了重型汽車的輪胎負(fù)荷問(wèn)題 米其林公司研制出了雙式車輪 有效地解決了重型汽車的輪胎負(fù)荷問(wèn)題 極大地改善了輪胎行駛方向的穩(wěn)定性 1948年美國(guó)古德奇公司制成了汽車無(wú)內(nèi)胎輪胎 1981年 英國(guó)鄧洛普公司又發(fā)明了一種新型輪胎 在穿孔的情況下汽車仍可繼續(xù)行駛 實(shí)心橡膠輪胎 無(wú)內(nèi)胎輪胎 塑料在底盤(pán)的應(yīng)用 塑料技術(shù)上的革新為底盤(pán)應(yīng)用帶來(lái)了新的發(fā)展 而這是其他任何一種材料所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的 全世界第二輛全塑汽車Baja就擁有一個(gè)塑料底盤(pán) 在遠(yuǎn)離公路的熱帶環(huán)境里 擁有能對(duì)抗沙土和海水的復(fù)合車身與底盤(pán)的車輛是理想的選擇 它結(jié)合了熱塑性材料與熱固性材料制成的外殼和骨架 利用塑料在力量方面的優(yōu)勢(shì)來(lái)進(jìn)行能量管理 使其通過(guò)美國(guó)和更為嚴(yán)格的歐洲計(jì)算機(jī)模擬沖撞測(cè)試 底盤(pán)的重量減輕對(duì)制造商非常有利 因?yàn)橹亓康臏p輕讓零部件的運(yùn)輸也變得更容易 這也節(jié)省了用戶在燃料方面的開(kāi)支 也為我們和后代在能源和環(huán)境保護(hù)方面做出了貢獻(xiàn) 全塑汽車Baja BAJAFJ巡洋艦 汽車底盤(pán)防撞防銹隔音涂層 汽車底盤(pán)裝甲 汽車底盤(pán)裝甲的學(xué)名是汽車底盤(pán)防撞防銹隔音涂層 UNDERCOATING 底漆 一種高科技的粘附性橡膠瀝青涂層 它具有無(wú)毒 高遮蓋率 高附著性 可噴涂在車輛底盤(pán) 輪轂 油箱 汽車下圍板 行李箱等暴露部位 快速干燥后形成一層牢固的彈性保護(hù)層 可防止飛石和沙礫的撞擊 避免潮氣 酸雨 鹽分對(duì)車輛底盤(pán)金屬的侵蝕 防止底盤(pán)生銹和銹蝕 保護(hù)車主的行車安全 同時(shí)彈性保護(hù)層能夠減輕駕駛時(shí)道路和輪胎的噪音 提高車主的加速舒適度 這款名為Splinter的跑車采用了一款4 6LV8發(fā)動(dòng)機(jī) 最大功率達(dá)到了700馬力 而0 96km h加速時(shí)間則剛剛超過(guò)3秒 最高時(shí)速也可以達(dá)到240英里 約合386公里 變速箱方面 Splinter采用的是6檔手動(dòng)變速器 這輛15英尺 約合4 57米 長(zhǎng)的汽車采用了層壓夾板作為底盤(pán)的材料 木制的輪轂外面采用的是直徑20英寸的輪胎 其懸掛的搖臂也由層壓夾板制成 甚至它的彈簧 也是采用橘樹(shù)的木材制造 這輛整部車子包括內(nèi)部的各種部件都是由塑料制成的 因此永遠(yuǎn)不用擔(dān)心生銹的問(wèn)題 車子的座椅也采用防水設(shè)計(jì) 即使下雨也可以放心地將車停在戶外 這部塑料車的重量?jī)H為370公斤 是普通車子的三分之一 并且裝配了50