第二章 行走系统

第一节概述一、行走系统的功用汽车拖拉机行走系统的功用是：（1）将发动机传到驱动轮上的驱动转矩变为推动汽车拖拉机行驶的驱动力，并使驱动轮的转动变成汽车拖拉机在地面上的移动。

（2）传递并承受路面作用于车轮上的各向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，保证汽车拖拉机行驶平顺性，且与汽车拖拉机转向系很好地配合工作，实现汽车拖拉机行驶方向的正确控制，以保证汽车拖拉机操纵稳定性。

（4）支承汽车拖拉机的全部质量。

二、行驶原理汽车拖拉机的行驶原理，如图2-1所示。

发动机的转矩传到驱动轮上产生驱动转矩M q，使驱动轮与地面接触处产生摩擦和向后挤压土壤的切向作用力（水平方向的向后推力），土壤便给驱动轮一个大小相等、方向相反的反作用力，这个反作用力就是推动汽车拖拉机行驶的驱动力（切向牵引力P q）。

由于拖拉机重力G的作用，前、后轮轮胎与地面的接触处，将有一定程度的压扁或使土壤挤压变形而下陷，形成阻止车轮前进的阻力，叫做滚动阻力P fc、P。

fq汽车拖拉机驱动轮的驱动力P q只要克服拖拉机前、后轮的滚动阻力P fc、P fq 就能前进行驶。

而当拖拉机拖带农机具作业时，由于农具与土壤的相互作用，产生阻碍拖拉机行驶的阻力，叫做牵引阻力P T。

这时驱动力不仅要克服拖拉机本身的滚动阻力，还要克服农机具的牵引阻力，拖拉机才能前进。

驱动力的大小不仅取决于驱动转矩的大小，还受到土壤附着力的限制。

发动机转矩越大，则驱动转矩越大，自然驱动力也就越大。

土壤给驱动轮的最大反作用力叫做附着力，附着力大，则驱动轮产生最大驱动力的能力也大。

附着力小，则地面对驱动轮可能产生的反作用力也小，即使发动机能给驱动轮提供足够的驱动转矩，也难于产生足够的驱动力。

如拖拉机在过分潮湿的土壤中工作时，由于土壤承载能力差而容易破坏变形，所以土壤对驱动轮的最大反作用力（即附着力）小，驱动力也必然很小。

此时，拖拉机的驱动转矩再大也难于发挥，不可避免地出现打滑，甚至使拖拉机无法行驶。

附着力的大小除土壤条件外，还与驱动轮的构造类型、尺寸、轮胎气压以及驱动轮它所承担的重力有关。

使用中应根据具体情况（特别是在松软的土地上）适当降低气压，以增大轮胎的支承面积，减少土壤变形，改善车轮对土壤的附着能力。

但轮胎气压不宜太低，以防减少因轮胎变形而引起滚动阻力增大，使轮胎使用寿命降低。

适当增加车轮重量（如配重）也有利于提高附着力。

图2-1 汽车拖拉机的行驶原理（a）汽车；（b）轮式拖拉机M q.驱动力矩P q.驱动力G.重力P fc.前轮滚动阻力P fq.后轮滚动阻力P T.牵引阻力Y c.前轮垂直反力Y q.后轮垂直反力v.前进方向三、行驶系的组成1.汽车行驶系的组成汽车行驶系一般由车架、车桥、车轮和悬架组成（图2-2）。

车架是全车的装配基体，它将汽车的各相关总成连接成一整体。

前轮和后轮分别支承着从动桥和驱动桥。

为减少汽车在不平路面上行驶时车身所受到的冲击和振动，车桥又通过弹性前悬架和后悬架与车架连接。

图2-2 汽车行驶系的组成1.前悬架2.车架3.后悬架4.驱动桥5.后轮6.前轮7.从动桥2.拖拉机行驶系的组成及特点轮式施拉机的行走系统一般由车架、前桥和车轮组成。

在四轮拖拉机上，装在后面左、右驱动半轴上的两个车轮，称为驱动轮，用以传递发动机的转矩，驱动拖拉机行驶。

装在前轴上的两个车轮称为导向轮，一般不传递动力，但可相对机体偏转一个角度，使拖拉机转向。

如果前轮也传递发动机的动力，则这种拖拉机称为四轮驱动拖拉机。

由于拖拉机主要用于田作业，因此，与汽车相比，行走系统具有以下几个特点：（1）田间土壤松软、潮湿，土壤产生附着力的条件较差，为了提高驱动轮的驱动力，增加车轮与土壤的接触面积，以减少车轮下陷所产生的滚动阻力，驱动轮一般采用直径较大的低压轮胎，且胎面上有凸起的花纹。

（2）拖拉机在田间作业时需要经常调头、转弯，为了减少在田问土壤条件下的转向困难，导向轮均采用小直径轮胎，且胎面具有一条或数条环状花纹，以增加防止侧滑的能力。

（3）拖拉机经常要进行中耕作业，为了不伤害农作物，拖拉机不仅要有较高的道路离地间隙，而且还要有合适的农艺离地间隙（图2-3）。

农艺离地间隙h是指跨在农作物上的机体的最低点离地面的距离，道路离地间隙h d是指前轴或n后桥半轴壳体最低点离地面的距离。

有的拖拉机离地间隙是可以调节的。

此外，为了适应各种作物的不同行距，防止压苗和伤苗，拖拉机前、后轮的轮距应该可以调节。

（4）由于拖拉机的田间作业速度较慢，加之低压轮胎本身具有一定的减振和缓冲作用，所以拖拉机后桥上一般末安装弹性悬架和减振器，使后桥与机体刚性连接，而前轴与机体铰链连接。

但随着拖拉机运输速度的提高，为了减少振动，改善驾驶员的劳动条件，有些拖拉机的前轴采用了弹性悬架。

（5）水田土壤是一种特殊的土壤，对行走系统提出了特殊的要求，为了使拖拉机能够顺利地爬越田埂，能够克服由于沉陷而增加的滚动阻力，同时又能发挥出足够的牵引力。

为此，拖拉机的车轮有高花纹轮胎、镶齿水田轮、水田叶轮、间隔式履带板等多种型式。

图2-3 拖拉机的离地间隙h d.道路离地间隙h n.农艺离地间隙第二节车架一、汽车车架汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。

其中以边梁式车架应用更广。

1.边梁式车架边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。

纵梁通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。

根据汽车形式不同和结构布置的要求，纵梁可以在水平面内或纵向平面内做成弯曲的，以及等断面或非等断面的。

横梁不仅用来保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷，而且还可以支承汽车上的主要部件通常载货车有5～6根横梁，有时会更多。

边梁式车架的结构特点是便于安装驾驶室、车箱及一些特种装备和布置其他总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。

因此，被广泛采用在载货汽车和大多数的特种汽车上。

图2-4a为东风EQl090E型汽车车架，它主要由两根纵梁和八根横梁铆接而成。

纵梁为槽形不等高断面梁，由于纵梁中部受到的弯曲力矩最大，故中部断面高度最大，由此向两端断面高度则逐渐减小。

这样，可使应力分布较均匀，同时又减小了质量。

在左右纵梁上各有100多个装置用孔，用以安装转向器、钢板弹簧、燃油箱、储气罐、蓄电池等的支架。

横梁一般也用钢板冲压成槽形，为增强车架的抗扭强度，有时采用管形或箱形断面的横梁。

图2-4 东风EQ1090E型汽车车架a）车架总成 b）拖钩部件1.保险杠2.挂钩3.前横梁4.发动机前悬置横梁5.发动机后悬置右（左）支架和横梁6.纵梁7.驾驶室后悬置横梁8.第四横梁9.后钢板弹簧前支架横梁 10.后钢板弹簧后支架横梁 11.角撑横梁组件 12.后横梁 13.拖钩部件 14.蓄电池拖架 15.螺母 16、18.衬套 17.弹簧 19.拖钩 20.锁块 21.锁扣2.中梁式式车架中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，如图2-5所示。

中梁的断面可以做成管形或箱形。

这种结构的车架有较大的扭转刚度。

使车轮有较大的运动空间，因此被采用在某些轿车和货车上。

图2-5所示的是具有中梁式车架的轿车底盘。

中梁是管式的，传动轴装在管内。

主减速器壳通常固定在中梁的尾端，形成断开式驱动桥。

中梁前端做成伸出的支架，以固定发动机。

脊骨式车架的优点是：能使车轮有较大的运动空间，便于采用独立悬架，从而可提高汽车的越野性；与同吨位货车相比，其车架较轻，减少了整车质量；同时重心较低，因此行驶稳定性好；车架的强度和刚度较大；脊梁还能起封闭传动轴的防尘套作用。

但这种车架的制造工艺复杂，精度要求高，给维护和修理造成诸多不便。

图2-5 中梁式（脊骨型）车架结构3.综合式车架图2-6所示的车架前部是边梁式，而后部是中梁式的，这种车架称为综合式车架（也称复合式车架）。

它同时具有中梁式和边梁式车架的特点。

该车架的边梁用以安装发动机，悬伸出来的支架可以固定车身。

这种车架实际上属于中梁式车架的变型。

随着汽车工业的发展，近年来车架结构形式也出现了多样化和复杂化。

如桁架式车架，主要用于竞赛汽车及特种汽车。

它由钢管组合焊接而成，这种车架兼有车架和车身的作用。

平台式车架是一种将底板从车身中分出来，而与车架组成一个整体的结构，车身通过螺栓与车架相连接。

图2-6 综合式车架部分轿车和大型客车取消了车架，而以车身兼代车架的作用，即将所有部件固定在车身上，所有的力也由车身来承受。

这种车身称为承载式车身。

目前大多数轿车都是采用承载式车身。

如上海桑塔纳轿车、一汽-大众的捷达和奥迪100以及一汽的红旗CA7220型轿车等均为此种结构形式。

图2-7所示为承载式轿车车身壳体零件分解图。

承载式车身由于无车架，可以减轻整车质量；可以使地板高度降低，使上、下车方便。

但是传动系和悬架的振动与噪声会直接传人车内，为此，应采取隔音和防振措施。

图2-7 承载式轿车车身壳体零件分解图1.顶盖2.前风窗框上部3.加强撑4.前围外板5.前挡泥板6.散热器框架7.底板前纵梁 8.底板部件 9.行李箱后板 10.侧门框部件 11.后围板 12.后风窗框上部二、拖拉机车架拖拉机的车架有全梁架式、半梁架式和无梁架式三种。

1．全梁架式车架全梁架式车架是一个完整的框架，拖拉机的所有部件都安装在这个框架上。

部件的拆装较为方便，但金属用量多。

车架在工作中的变形，使各部件间的相对位置发生变动，影响零件的正常工作，零件容易损坏。

一般履带式拖拉机采用这种车架。

全梁架式车架一般由纵梁、前梁及后轴等组成（图2-8）。

在纵梁的下方安装着两根横梁，发动机用三点支承在车架上，其前端用摇摆支座安装在前梁上，后端用两点安装在前横梁上。

三点支承不会在车架变形时破坏联接螺栓的紧固。

拖拉机的后桥和变速箱联成一体，也用三个支承点安装在车架上，变速箱前端用球形垫圈支承在后横梁上，后桥箱用两个支座安装后轴上。

后轴的两端安装驱动轮，台车轴安装台车的平衡臂，纵梁的前端安装履带张紧装置。

图2-8 全梁架式车架1.前梁2.前横梁3.后横梁 4、7.纵梁 5.后轴 6.台车轴2．半梁架式车架半梁架式车架的前半部采用专门梁架，用来安装发动机和前轴等；后半部则由离合器、变速箱、后桥三部分的壳体而构成（图2-9）。

这种车架的主要优点是刚度较好，维修发动机比较方便。

图2-9 半梁架式车架1.前梁2.纵梁3.离合器壳4.变速箱和后桥壳3．无梁架式车架这种车架没有梁架，而是由各部件的壳体连成（图2-10）。

使用这种车架可以减轻拖拉机的质量，节省金属，简便结构，车架刚度很高，不易变形。

但制造和装配的技术要求高，拆装某一部件时需要将拖拉机拆开。