汽车概论教学课件发底盘

汽车概论教学课件汽车底盘基础第一章底盘概述与分类什么是汽车底盘？底盘是汽车的骨架系统，它承担着支撑车身、传递动力和吸收冲击的重要功能作为汽车的基础结构，底盘直接影响着车辆的稳定性、安全性和舒适性承载功能支撑发动机、传动系统及车身重量，构成汽车的基础结构框架抗冲击性承受行驶中的各种载荷和冲击，保护车内乘员安全稳定性底盘的主要功能12支撑功能动力传递支撑车身结构、发动机系统以及乘员与货物重量，确保整车结构稳定将发动机产生的动力传递到车轮，同时将制动力传递到路面，实现车性辆的加速与减速34减震缓冲操控安全通过悬挂系统吸收路面不平带来的冲击力，确保行驶平稳，提高乘坐舒适性底盘的分类传统车架式底盘一体化底盘Body-on-Frame Unibody/Unitized车身与车架为分离结构，通过减震橡胶连接，多用于皮卡、越野车及车身与底盘融为一体的整体式结构，通过压制成型工艺制造，是现代商用车轿车的主流设计半一体化底盘子车架结构Semi-Integral Subframe车身主体采用一体化设计，但前后部分设有可拆卸的副车架，兼顾强度与维修便利性车架式底盘详解车架式底盘（Body-on-Frame）是最传统的底盘结构形式，由两根纵梁和多根横梁焊接而成，形成坚固的梯形结构框架设计特点优点•纵梁承担主要弯曲载荷，横梁提供抗扭刚度•通过橡胶减震垫与车身相连，有效隔离振动•结构坚固耐用•整体结构简单直观，便于理解与维修•承载能力强•维修更换方便•适合越野和重载环境缺点•整车重量大•抗扭刚度较低•乘坐舒适性一般一体化底盘（）Unibody一体化底盘结构特点一体化底盘，也称为承载式车身（Monocoque），是将车身与底盘融为一体的结构设计通过冲压成型的钣金件和型材焊接而成，形成一个整体式的安全笼结构•采用高强度钢材制成的封闭式盒型结构•通过前纵梁、侧围、地板、门槛等组成整体•设计有预定义的溃缩区和乘员安全舱轻量化•现代轿车和SUV的主流底盘结构•具有优越的NVH（噪音、振动、声振粗糙度）性能取消了传统车架，整车减重15-20%，提高燃油经济性安全性提高抗扭刚度30-50%，碰撞时能量吸收更均匀传统梯形车架与一体化底盘对比比较项目传统梯形车架一体化底盘结构形式车身与车架分离车身与底盘一体化重量较重较轻（减轻15-20%）抗扭刚度较低较高（提高30-50%）适用车型皮卡、越野车、商用车轿车、SUV、跑车碰撞安全性一般优秀维修便利性较好较差承载能力较高一般第二章底盘主要组成部件深入了解构成底盘的核心部件，掌握各系统的基本结构与工作原理底盘的核心部件悬挂系统车架连接车轮与车身，缓冲路面冲击，确保乘坐舒适性和操控稳定性底盘的基础框架，承担承载和支撑功能，是其他部件安装的基础转向系统控制车辆行驶方向，包括方向盘、转向柱、转向机构和连接杆件车轮与轮胎制动系统支撑车身并与地面接触，传递动力、制动力和转向力控制车辆减速和停止，包括制动器、制动管路和制动控制装置这些部件协同工作，共同构成完整的底盘系统，确保车辆安全、平稳、高效地行驶车架结构详解常见车架形式车架材料与设计梯形车架两条平行纵梁通过横梁连接，结构简单，强度高，适用于商用车骨架式车架前端宽后端窄，提高前部碰撞安全性，适用于前置发动机车型型车架X中部交叉成X形，提高抗扭刚度，降低车身高度，曾用于跑车周边车架围绕车身周边布置，提供更大的内部空间，用于部分MPV悬挂系统作用与分类悬挂系统是连接车身与车轮的弹性装置，其主要作用是缓和路面冲击，保证车轮与地面良好接触，提高行驶舒适性和操控稳定性按弹性元件分类按结构形式分类钢板弹簧多层钢板叠加，结构简单，承载能力强，多用于商用车螺旋弹簧体积小，重量轻，弹性好，是轿车最常用的弹性元件空气悬挂可调整高度和刚度，舒适性好，多用于高端车型液压悬挂响应迅速，阻尼可调，用于性能车和高端车型独立悬挂左右车轮相互独立运动，不互相影响，路感好，舒适性高，但结构复杂典型麦弗逊、双叉臂、多连杆悬挂非独立悬挂左右车轮通过刚性轴连接，结构简单，承载能力强，但舒适性较差转向系统基础关键转向参数转向系统是控制车辆行驶方向的关键部件，由方向盘、转向柱、转向机构和转向连杆组成，将驾驶员的转向意图传递至车轮前束后束/车轮前/后部距离差异，影响直线稳定性和轮胎磨损外倾角车轮顶部相对垂直线的倾斜角度，影响轮胎接地面积主销内倾角转向轴相对垂直线的倾斜角度，提供方向盘回正力后倾角转向轴在侧视图中的倾斜角度，提高直线稳定性主要转向机构类型现代汽车普遍采用电动助力转向EPS，相比传统液压助力更节能环保，且可根据•阿克曼转向机构内侧车轮转向角大于外侧车轮车速自动调整助力大小•齿轮齿条式转向机构轻便灵活，现代轿车主流选择•循环球式转向机构传动效率高，适用于重型车辆制动系统简介主要制动器类型液压制动系统构成盘式制动器散热好，制动效能高，调整方便，主要用于前轮和高性能车辆•结构制动盘、制动钳、活塞、制动片•特点制动力稳定，不易衰退鼓式制动器结构简单，成本低，自增力效应好，多用于后轮和经济型车•结构制动鼓、制动蹄、回位弹簧、调整机构•制动踏板驾驶员操作界面•缺点散热差，易热衰退•真空助力器减轻踏板力•主缸产生液压•制动管路传递液压•分泵驱动制动器工作防抱死系统ABS通过电子控制单元和电磁阀，调节制动压力，防止车轮抱死打滑，保持转向能力，是现代汽车的标准安全配置车轮与轮胎轮毂结构与材质轮胎分类与参数•钢制轮毂强度高，成本低，重量大，多用于经济型车子午线轮胎•铝合金轮毂重量轻，散热好，美观度高，是中高端车型标配•碳纤维轮毂极轻，强度高，价格昂贵，用于顶级跑车帘布层呈径向排列，占市场主导地位•镁合金轮毂更轻，但易腐蚀，多用于赛车优点耐磨、节油、舒适性好斜交轮胎帘布层呈交叉排列，适用于恶劣工况优点抗冲击、耐扎刺轮胎规格参数（例）215/55R1794V•215断面宽度（毫米）•55扁平比（高度/宽度百分比）•R子午线结构•17轮辋直径（英寸）•94负载指数•V速度等级汽车底盘剖面图车架车身结构/整车的基础承载结构，连接所有底盘部件前悬挂系统连接前轮与车身，吸收路面震动，保证操控性传动系统包括变速箱、传动轴、差速器等，传递发动机动力后悬挂系统连接后轮与车身，影响车辆稳定性和舒适性制动系统控制车辆减速和停止，包括盘式或鼓式制动器转向系统控制车辆行驶方向，包括转向机构和连接装置第三章现代底盘设计与技术应用探索底盘技术的最新发展趋势与应用案例，了解汽车工业不断创新的底盘解决方案现代底盘设计趋势轻量化设计模块化设计电子控制系统采用高强度钢、铝合金、碳纤维等轻质材料，在保证强度的同时减轻重量底盘部件集成为功能模块，便于装配和维修通过传感器和控制器，实现智能化底盘调节•高强度钢强度提高50%，重量减轻20%•前悬挂模块•电子稳定程序ESP•铝合金车身减重40%，抗腐蚀性好•动力总成模块•自适应悬挂系统CDC•碳纤维强度是钢的5倍，重量仅为1/4•后悬挂模块•电子限滑差速器EDS•制动系统模块•主动转向系统AFS底盘安全性测试碰撞测试类型底盘安全设计理念正面碰撞测试前纵梁和前防撞梁的能量吸收能力评估乘员舱完整性和安全气囊效果侧面碰撞测试B柱、侧围和门槛的结构强度评估侧气囊和侧撞保护梁的效果后部碰撞测试后防撞梁和后纵梁的能量吸收评估燃油系统安全性翻滚测试能量吸收区前后部设计可控溃缩区，吸收碰撞能量乘员安全舱中部采用高强度钢材，形成刚性保护结构测试车顶强度和A/B/C柱的支撑能力载荷路径设计通过合理的结构布局，分散和转移碰撞力评估安全带和防翻滚保护系统多重保护措施安全带预紧器、安全气囊、防侧撞梁等协同工作现代底盘安全设计遵循外软内硬原则，通过精确控制的变形保护乘员安全底盘与动力传动系统的集成发动机布局和驱动方式是影响底盘设计的关键因素，不同的动力传动布局对车辆操控性、空间利用和重量分布产生显著影响前置发动机前轮驱动前置发动机后轮驱动全轮驱动FF FRAWD/4WD•发动机和变速箱横置于前轴之上•发动机纵置，通过传动轴驱动后轮•发动机动力可分配至四个车轮•优点结构紧凑，成本低，空间利用率高•优点重量分布均匀，操控性好，耐用性高•优点牵引力强，适应性好，安全性高•缺点转向和驱动功能集中，高功率时易转•缺点结构复杂，传动效率较低，占用中央•缺点结构复杂，重量增加，油耗较高向不足通道典型底盘布局示意布局布局布局FF FRAWD关键传动部件作用1传动轴2差速器3半轴将发动机动力传递至远端车轴，常见于FR和允许同一轴上的左右车轮以不同速度转动，连接差速器与车轮，传递扭矩，需具备角度AWD布局，需平衡高速旋转稳定性转弯时内外轮转速差可达30%变化适应性和强大扭矩承载能力底盘维护与常见故障悬挂系统维护与故障转向系统维护与故障减震器失效转向沉重检查助力系统、转向机润滑和轮胎气压转向游隙过大检查转向连接杆、球头和齿轮磨损表现车辆颠簸明显，转弯时侧倾严重，制动距离增加跑偏检查轮胎气压、前束和外倾角处理检查渗漏，测试阻尼力，必要时更换减震器制动系统维护与故障弹簧断裂制动效能下降检查制动片磨损、制动盘变形、液压系统渗漏制动抖动检查制动盘变形、制动钳滑柱卡滞表现车身一侧异常降低，行驶时有金属敲击声制动异响检查制动片磨损指示器、制动片与盘面接触情况处理更换弹簧，同时检查减震器状况橡胶衬套老化表现行驶中有异响，转向不精准，车轮定位参数异常处理更换老化橡胶衬套，调整四轮定位经典车型底盘案例分析丰田凯美瑞特斯拉Model3采用高刚性一体化底盘铝合金与钢材混合轻量化底盘•TNGA架构高度集成的模块化平台•电池包集成式底盘结构设计•前麦弗逊+后双叉臂悬挂组合•前后双叉臂独立悬挂系统•高强度钢材占比达40%，抗扭刚度提升30%•超高强度钢+铝合金混合车身•低重心设计，提升操控稳定性•低重心设计（电池包位于地板）•先进声学隔绝技术，优化NVH表现•简化传动系统，电机直接驱动福特F-150传统车架式底盘的代表•全铝合金梯形车架减重约320公斤•前独立双叉臂+后钢板弹簧悬挂•高强度军用铝合金材质，强度超过钢材•模块化设计，便于车型多样化生产•6000kg拖曳能力，适应各种工况这三种截然不同的底盘设计反映了不同车型的功能定位和技术路线，充分展示了底盘设计对整车性能的深远影响丰田凯美瑞底盘结构实拍底盘架构TNGA采用全球统一平台，实现模块化生产和性能优化高强度结构采用热成形钢和超高强度钢，车身抗扭刚度提升30%优化悬挂几何前麦弗逊式+后双叉臂独立悬挂，兼顾舒适性和操控性低重心设计发动机位置下移，底盘高度降低，提升稳定性安全笼式结构乘员舱采用封闭式环形结构，提高碰撞安全性优化NVH增加50多处隔音材料，减少振动传递路径底盘技术未来展望智能互联底盘1主动安全系统2轻量化结构3电子控制系统4传统机械结构5智能悬挂系统与自适应减震新能源汽车底盘特殊设计•基于摄像头识别的预见性悬挂系统•电池包集成式底盘结构•毫秒级响应的电磁悬挂技术•模块化滑板底盘平台•个性化舒适度学习与自适应•轮毂电机驱动系统•线控制动和转向系统•能量回收集成底盘车联网与底盘电子控制集成•基于云数据的底盘状态监测•OTA空中升级底盘控制逻辑•V2X通讯辅助底盘预判控制课堂小结底盘基础认知底盘结构分类底盘是汽车的骨架和神经系统，决定车辆的基本性能不同底盘结构适应不同车型需求，各有优缺点技术发展趋势底盘核心部件现代技术推动底盘向轻量化、安全化、智能化方向发展车架、悬挂、转向、制动等系统协同工作确保车辆性能底盘系统是汽车工程中的关键领域，具有以下特点•跨学科融合力学、材料学、电子技术的综合应用•安全性决定性直接影响车辆基础安全与稳定性•舒适性基础决定乘坐体验与NVH表现•技术演进快不断采用新材料、新工艺与新技术深入理解底盘系统，是掌握整车技术的关键基础底盘技术的发展历程反映了汽车工业的技术演进复习与思考题理论分析题1试述车架式底盘与一体化底盘的结构特点、工作原理、优缺点及适用车型原理探究题2分析悬挂系统对车辆操控性与舒适性的影响机制，并比较独立悬挂与非独立悬挂的区别技术应用题3阐述现代底盘设计中轻量化材料的应用意义，并分析不同材料的成本效益比实例分析题4选择一款市场上的车型，分析其底盘设计特点及其对整车性能的影响发展前景题5探讨电动汽车专用底盘的设计特点及未来发展趋势课后实践建议•参观汽车维修厂，观察底盘实物结构•使用汽车模拟软件，体验不同底盘对操控的影响•拆装轮胎，了解轮毂结构与制动系统•收集碰撞测试报告，分析底盘安全性表现•查阅不同车型的底盘参数，进行对比研究•制作底盘结构简易模型，理解其工作原理参考资料专业书籍学术期刊与网站•《汽车底盘设计与制造》——机械工业出版社•《汽车工程学报》•《汽车底盘构造与原理》——人民交通出版社•《汽车技术》•《现代汽车底盘电控技术》——清华大学出版社•SAE InternationalTechnical Papers•R PKakde《Vehicle BodyEngineering》•Automotive EngineeringMagazine行业标准•A JBhosale《Automotive Chassisand Transmission》•Thomas D.Gillespie《Fundamentals ofVehicle Dynamics》•GB/T5620《汽车操纵稳定性能试验方法》•GB/T13594《乘用车制动性能要求及试验方法》•ISO8855《道路车辆车辆动力学和道路稳定性术语》以上资料提供了底盘系统的基础理论与前沿技术，建议结合实际车型案例进行学习，深入理解底盘设计原理与应用理解底盘，驾驭未来汽车底盘技术演进历程初期阶段11900-1950年梯形车架+钢板弹簧，机械式转向和制动2发展阶段1950-1980年电子控制阶段3一体化车身发展，独立悬挂应用，液压助力系统普及1980-2000年4智能化阶段ABS、ESP等电子系统应用，底盘安全性显著提升2000-2020年网联化阶段5主动悬挂，电子控制集成，轻量化技术广泛应用2020年至今智能底盘平台，线控技术，新能源专用底盘发展底盘技术是汽车工程的基石，深入理解底盘系统对于把握整车性能至关重要未来底盘将朝着模块化、智能化、轻量化和电动化方向不断发展谢谢聆听欢迎提问与讨论4530+10+主要章节核心系统技术概念实例分析系统讲解底盘基础知识全面覆盖底盘关键组成详细解析重要技术原理结合市场车型深入理解联系方式engineering@autotech.edu.cn。