第六節(jié) 彈簧和減振器 (一)
彈簧
螺旋彈簧：是現(xiàn)代汽車(chē)上用得最多的彈簧。它的吸收沖擊能力強(qiáng)，乘坐舒適性好；缺點(diǎn)是長(zhǎng)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(dú)立懸架中不得不采用四連桿螺旋彈簧等復(fù)雜的組合機(jī)構(gòu)。
出于乘坐舒適性的考慮，我們希望對(duì)于頻率高且振幅小的地面沖擊，彈簧能表現(xiàn)得柔軟一點(diǎn)，而當(dāng)沖擊力大時(shí)，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(shí)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(fù)載的增加而增加。
鋼板彈簧：多用于廂式車(chē)及卡車(chē)，由若干片長(zhǎng)度不同的細(xì)長(zhǎng)彈簧片組合而成。它比螺旋彈簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可緊湊地裝配于車(chē)身底部，工作時(shí)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(yán)重的干摩擦，就會(huì)影響吸收沖擊的能力。重視乘坐舒適性的現(xiàn)代轎車(chē)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(zhǎng)桿。一端固定于車(chē)身，一端與懸架上臂相連，車(chē)輪上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，扭桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)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?gòu)椈?。它最大的?yōu)點(diǎn)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(gè)連續(xù)的漸變過(guò)程，而不象金屬?gòu)椈墒欠旨?jí)變化的。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是具有可調(diào)整性，即彈簧的剛度和車(chē)身的高度是可以主動(dòng)調(diào)節(jié)的。
通過(guò)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(shí)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(jì)算機(jī)控制，在汽車(chē)高速、低速、制動(dòng)、加速以及轉(zhuǎn)彎等狀態(tài)下，根據(jù)所需剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)。氣體彈簧也有弱點(diǎn)，靠壓力變化控制車(chē)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(huì)使系統(tǒng)內(nèi)部生銹發(fā)生故障。另外如果不同時(shí)采用金屬?gòu)椈?，一旦發(fā)生漏氣，汽車(chē)將無(wú)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(duì)車(chē)身的沖擊，但如果不讓它的振動(dòng)盡快停下來(lái)，我們乘坐的將是一輛跳個(gè)不停的汽車(chē)。因此，要在彈簧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加上一定的阻力(學(xué)名叫做阻尼)，使彈簧的振動(dòng)迅速衰減。減振器就是這個(gè)阻尼設(shè)備。
減振器的結(jié)構(gòu)是帶有活塞的活塞桿插入筒內(nèi)，在筒中充滿(mǎn)油?；钊嫌泄?jié)流孔，使得被活塞分隔出來(lái)的兩部分空間中的油可以互相補(bǔ)充。阻尼就是在具有粘性的油通過(guò)節(jié)流孔時(shí)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(dāng)減振器工作速度快時(shí)，阻尼過(guò)大會(huì)影響對(duì)沖擊的吸收。因此，在節(jié)流孔的出口處設(shè)置一個(gè)圓盤(pán)狀的板簧閥門(mén)，當(dāng)壓力變大時(shí)，閥門(mén)被頂開(kāi)，節(jié)流孔開(kāi)度變大，阻尼變小。由于活塞是雙向運(yùn)動(dòng)的，所以在活塞的兩側(cè)都裝有板簧閥門(mén)，分別叫做壓縮閥和伸張閥。
減振器按其結(jié)構(gòu)可分為雙筒式和單筒式。雙筒式是指減振器有內(nèi)外兩個(gè)筒，活塞在內(nèi)筒中運(yùn)動(dòng)，由于活塞桿的進(jìn)入與抽出，內(nèi)筒中油的體積隨之增大與收縮，因此要通過(guò)與外筒進(jìn)行交換來(lái)維持內(nèi)筒中油的平衡。所以雙筒減振器中要有四個(gè)閥，即除了上面提到的活塞上的兩個(gè)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(bǔ)償閥。
與雙筒式相比，單筒式減振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少了一套閥門(mén)系統(tǒng)。它在缸筒的下部裝有一個(gè)浮動(dòng)活塞，(所謂浮動(dòng)即指沒(méi)有活塞桿控制其運(yùn)動(dòng))，在浮動(dòng)活塞的下面形成一個(gè)密閉的氣室，充有高壓氮?dú)?。上面提到的由于活塞桿進(jìn)出油液而造成的液面高度變化就通過(guò)浮動(dòng)活塞的浮動(dòng)來(lái)自動(dòng)適應(yīng)之。除了上面所述兩種減振器外，還有阻力可調(diào)式減振器。它可通過(guò)外部操作來(lái)改變節(jié)流孔的大小。最近的汽車(chē)將電子控制式減振器作為標(biāo)準(zhǔn)裝備，通過(guò)傳感器檢 測(cè)行駛狀態(tài)，由計(jì)算機(jī)計(jì)算出最佳阻尼力，使減振器上的阻尼力調(diào)整機(jī)構(gòu)自動(dòng)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(wú)內(nèi)胎輪胎，即通常所謂的真空胎為對(duì)象。
輪胎的結(jié)構(gòu)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(xiàn)起到加強(qiáng)胎體強(qiáng)度和定型的作用，多加以金屬絲提高輪胎的彈力性能。
轎車(chē)輪胎大致分為子午線(xiàn)輪胎和斜線(xiàn)輪胎。斜線(xiàn)輪胎的簾線(xiàn)按斜線(xiàn)交叉排列，故而得名。胎體構(gòu)成了輪胎的基本骨架，從外胎面到胎側(cè)的柔軟度是一致的。雖然斜線(xiàn)輪胎的噪音小，外胎面柔軟，低速行駛時(shí)乘坐舒適性好，且價(jià)格便宜，但其綜合性能不如子午線(xiàn)輪胎，汽車(chē)廠家都是以子午線(xiàn)輪胎為前提研制新車(chē)的，隨著子午線(xiàn)輪胎的不斷改進(jìn)，斜線(xiàn)輪胎將基本上被淘汰。
子午線(xiàn)輪胎的簾布層相當(dāng)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(shí)輪胎要承受較大的切向作用力，為保證簾線(xiàn)的穩(wěn)固，在其外部又有若干層由高強(qiáng)度、不易拉伸的材料制成的帶束層(又稱(chēng)箍緊層)，其簾線(xiàn)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(qiáng)度材料，既起到固定簾線(xiàn)的作用，同時(shí)利用束帶來(lái)提高胎面的剛性。輪胎側(cè)面的剛性小于胎面的剛性，所以在轉(zhuǎn)彎時(shí)輪胎側(cè)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(xiàn)輪胎與普通斜線(xiàn)胎相比，彈性大，耐磨性好，滾動(dòng)阻力小，附著性能好，緩沖性能好，承載能力大，不易刺穿；缺點(diǎn)是胎側(cè)易裂口，由于側(cè)向變形大，導(dǎo)致汽車(chē)側(cè)向穩(wěn)定性稍差，制造技術(shù)要求高，成本高。
下面我們舉兩例來(lái)說(shuō)明斜線(xiàn)輪胎與子午線(xiàn)輪胎的規(guī)格及其標(biāo)識(shí)。 斜線(xiàn)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(qiáng)度(相當(dāng)于四層簾布) 子午線(xiàn)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(jié)構(gòu)(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(hào)(H=210km/h)
第三章 轉(zhuǎn)向系
第一節(jié) 轉(zhuǎn)向系概述
汽車(chē)行駛時(shí)要經(jīng)常改變行駛方向，這就需要有一套能夠按照司機(jī)意志使汽車(chē)轉(zhuǎn)向的機(jī)構(gòu)，它將司機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)的動(dòng)作轉(zhuǎn)變?yōu)檐?chē)輪(通常是前輪)的偏轉(zhuǎn)動(dòng)作。
按轉(zhuǎn)向力能源的不同，可將轉(zhuǎn)向系分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系。
機(jī)械轉(zhuǎn)向系的能量來(lái)源是人力，所有傳力件都是機(jī)械的，由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)(方向盤(pán))、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。其中轉(zhuǎn)向器是將操縱機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(嚴(yán)格講是近似直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))的機(jī)構(gòu)，是轉(zhuǎn)向系的核心部件。
動(dòng)力轉(zhuǎn)向系除具有以上三大部件外，其最主要的動(dòng)力來(lái)源是轉(zhuǎn)向助力裝置。 由于轉(zhuǎn)向助力裝置最常用的是一套液壓系統(tǒng)，因此也就離不開(kāi)泵、油管、閥、活塞和儲(chǔ)油罐，它們分別相當(dāng)于電路系統(tǒng)中的電池、導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、電機(jī)和地線(xiàn)的作用。
第二節(jié) 轉(zhuǎn)向盤(pán)
轉(zhuǎn)向盤(pán)即通常所說(shuō)的方向盤(pán)。轉(zhuǎn)向盤(pán)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(pán)圈、插入轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向盤(pán)轂，以及連接盤(pán)圈和盤(pán)轂的輻條構(gòu)成。采用焊接或鑄造等工藝制造，轉(zhuǎn)向軸是由細(xì)齒花鍵和螺母連接的。骨架的外側(cè)一般包有柔軟的合成橡膠或樹(shù)脂，也有采用皮革包裹以及硬木制作的轉(zhuǎn)向盤(pán)。轉(zhuǎn)向盤(pán)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(zhì)，還需要有耐熱、耐候性。
轉(zhuǎn)向盤(pán)的功能：轉(zhuǎn)向盤(pán)位于司機(jī)的正前方，是碰撞時(shí)最可能傷害到司機(jī)的部件，因此需要轉(zhuǎn)向盤(pán)具有很高的安全性，在司機(jī)撞在轉(zhuǎn)向盤(pán)上時(shí)，骨架能夠產(chǎn)生變形，吸收沖擊能，減輕對(duì)司機(jī)的傷害。轉(zhuǎn)向盤(pán)的慣性力矩也是很重要的，慣性力矩小，我們就會(huì)感到“輪輕”，操做感良好，但同時(shí)也容易受到轉(zhuǎn)向盤(pán)的反彈(即“打手”)的影響，為了設(shè)定適當(dāng)?shù)膽T性力矩，就要調(diào)整骨架的材料或形狀等。
現(xiàn)在的轉(zhuǎn)向盤(pán)與以前的看似沒(méi)有太大變化，但實(shí)際上已經(jīng)有了改進(jìn)。由于轉(zhuǎn)向助力裝置的普及，轉(zhuǎn)向盤(pán)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(lái)越多的汽車(chē)在轉(zhuǎn)向盤(pán)里安裝了安全氣囊，也使汽車(chē)的安全性大大提高了。轉(zhuǎn)向盤(pán)的集電環(huán)：轉(zhuǎn)向盤(pán)上有喇叭開(kāi)關(guān)，必須時(shí)刻與車(chē)身電器線(xiàn)路相連，而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向盤(pán)與組合開(kāi)關(guān)之間顯然不能用導(dǎo)線(xiàn)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(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)就象奔跑在軌道上的電車(chē)，時(shí)刻保持接通的狀態(tài)。由于是機(jī)械接觸，長(zhǎng)時(shí)間使用觸點(diǎn)會(huì)因磨損影響導(dǎo)電性，導(dǎo)致緊急時(shí)刻喇叭不鳴甚至氣囊不工作。因此，最近裝備氣囊的汽車(chē)開(kāi)始裝用電纜盤(pán)，代替集電環(huán)。
轉(zhuǎn)向盤(pán)的端子與組合開(kāi)關(guān)的端子用電纜線(xiàn)連接，電纜盤(pán)將電線(xiàn)卷入盤(pán)內(nèi)，類(lèi)似于吸塵器的電線(xiàn)卷取機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)向盤(pán)旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，電線(xiàn)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(zhuǎn)向柱
為牢固支承轉(zhuǎn)向盤(pán)而設(shè)有轉(zhuǎn)向柱。傳遞轉(zhuǎn)向盤(pán)操作的轉(zhuǎn)向軸從中穿過(guò)，由軸承和襯套支承。轉(zhuǎn)向柱本體安裝在車(chē)身上。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)備有吸收汽車(chē)碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊能的裝置。許多國(guó)家都規(guī)定轎車(chē)義務(wù)安裝吸能式轉(zhuǎn)向柱。吸能裝置的方式很多，大都通過(guò)轉(zhuǎn)向柱的支架變形來(lái)達(dá)到緩沖吸能的作用。
轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器齒輪箱之間采用連軸節(jié)相連(即兩個(gè)萬(wàn)向節(jié))，之所以用連軸節(jié)，除了可以改變轉(zhuǎn)向軸的方向，還有就是使得轉(zhuǎn)向軸可以作縱向的伸縮運(yùn)動(dòng)，以配合轉(zhuǎn)向柱的緩沖運(yùn)動(dòng)。
可傾斜式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)：正是由于有了連軸節(jié)，轉(zhuǎn)向軸可以有不同的傾斜角度，使轉(zhuǎn)向盤(pán)的位置可以上下傾斜，適應(yīng)各種身高和體形的司機(jī)。通過(guò)操作位于轉(zhuǎn)向柱下側(cè)的手柄，使轉(zhuǎn)向柱處于放松狀態(tài)，將轉(zhuǎn)向盤(pán)調(diào)至自己喜好的位置，再反向轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使轉(zhuǎn)向柱固定在新的位置上。
現(xiàn)在的一些高級(jí)轎車(chē)上已經(jīng)采用電動(dòng)式轉(zhuǎn)向盤(pán)傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向軸內(nèi)裝有專(zhuān)用電機(jī)，使轉(zhuǎn)向軸改變傾斜角度。最新型的調(diào)整機(jī)構(gòu)是全自動(dòng)式由計(jì)算機(jī)控制的。司機(jī)在下車(chē)前將點(diǎn)火鑰匙拔出，轉(zhuǎn)向盤(pán)便自動(dòng)升起，以便司機(jī)順利下車(chē)。但計(jì)算機(jī)會(huì)記住原來(lái)的轉(zhuǎn)向盤(pán)位置，當(dāng)點(diǎn)火鑰匙再次插入時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)原位。
可伸縮式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)可象望遠(yuǎn)鏡那樣伸縮調(diào)整轉(zhuǎn)向盤(pán)的前后位置。轉(zhuǎn)向軸也象望遠(yuǎn)鏡一樣有雙重結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒與外筒用花鍵嚙合，使它們無(wú)法相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，而只能沿鍵槽方向做伸縮運(yùn)動(dòng)。
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