1. 底盘概述

1. 大众汽车底盘系统概述

学习目标

知识目标：

（1）了解底盘系统的发展；

（2）熟悉底盘系统的结构与组成；

（3）熟悉大众汽车底盘平台的类型与特点。

能力目标：

（1）熟悉大众汽车几种典型底盘类型；

（2）能识别大众汽车底盘各系统部件。

1.1 汽车底盘系统的发展

汽车从1886年发展至今，已经经历了120多年的发展历史。

从汽车诞生到20世纪90年代，汽车底盘和车身各系统、各总成主要由机械零部件构成，且主要采用机械控制，或部分总成采用了液力和液压传动。因而，汽车是一种比较单一的机械产品。

1990年以后，在不断改进和应用液力和液压传动的同时，汽车上越来越广泛地应用了电子控制技术。随着电子控制技术在汽车上的应用，现代汽车集机、电、液于一体，而且电子产品在汽车上的比例越来越高，汽车不再是一种单元的机械产品，而有可能成为一种带有机械装置的电子产品。

随着计算机网络技术在汽车上的应用，汽车底盘的控制技术可以与发动机、安全气囊等系统联网，实现资源共享，整体控制，进一步简化控制系统的结构。这样大大提高了汽车底盘以及汽车电子控制系统在汽车操纵性、安全性、舒适性等方面的重要作用。

现代汽车底盘电子控制系统主要有：电子控制自动变速器（AT）、电子控制机械无级变速器（CVT）、电子控制悬架系统（ASS）、电子控制转向助力系统（EPS）、电子控制四轮转向系统（4WS）、电子控制防抱死系统（ABS）、电子控制驱动防滑系统（ASR）、电子稳定系统（ESP）等。

综合运用液力机械传动、电子控制技术、车载网络技术是现代汽车底盘的发展方向。

1.2 汽车底盘系统的功用

汽车底盘系统的功用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证汽车正常行驶。

1.3 汽车底盘结构与组成

1.3.1 汽车底盘结构

汽车的底盘结构形式经过了从非承载式底盘到承载式车身的发展历程。

1）非承载式

非承载式底盘结构是一种历史非常悠久的底盘形式，在早期几乎所有汽车都采用这种结构。一百多年以前，当时的汽车还是定制车的时代，人们买车时会先选择底盘，然后在底盘的基础上再选去择不同的车身制造商定制不同样式的车身。

现在汽车采用的非承载式底盘车型比较少，多数是卡车、专业越野车之类。非承载式底盘的汽车有刚性车架，又称底盘大梁架。这种车架一般都是矩形或者梯形的，布置在车身的最底部，由于有车身覆盖，在车辆举升半空时才能后看到。如图1-1所示，是一个非承载式底盘的车架，我们可以看到上面很多的横纵梁构成一个矩形结构。

图1-1 非承载式底盘结构

非承载式底盘的车架承载着整个车体，发动机、悬挂和车身都安装在车架上。从图1-1中可以看到车架上有用于固定车身的螺孔以及固定弹簧的基座。所以从理论上说，即使没有车身，单是一个车架上路行驶也没有什么问题。那么车身的作用是什么呢？显而易见，为了给驾驶者和乘客提供一个舒适安全的环境，以及为了美观。

这种结构的最大优点就是车身强度高，钢架能够提供很强的车身刚性，也有利于提高安全性，对于载重车和越野车来说这一点非常重要。另外，悬挂对路面颠簸的反馈在车内的感觉要轻微很多，这是因为某些车型的车身和底盘之间采用降低振动的方法连接在一起，所以在走颠簸路面时更平稳舒适一些。

2）承载式

由于结构发生了改变，承载式底盘通常被称为承载式车身。承载式车身与非承载式底盘最大的区别是，承载式车身底部没有车身大梁。对于家用车来说，非承载式车身最大的问题就是车身重量太大，因而随着汽车技术的发展，人们取消了非承载式结构中独立的刚性车架，整个车身成为一个单体结构，这就是承载式车身。承载式车身的外壳、车顶和地板以及通常我们所说的A 柱、B柱、C柱连接在一起。车身部件按照功能可以大致分为两种：车身覆盖件和车身结构件,如图1-2所示。

图1-2 承载式车身由覆盖件与结构件组成

如图1-3所示，所谓覆盖件就是覆盖在车身表面的部件，基本上从车外看到的部分都属于覆盖件，例如车门、车顶、翼子板等等，这些通常起到美观和遮风挡雨的作用，一般都用厚度不超过1毫米的钢板冲压而成。

（a）发动机盖（b）翼子板

图1-3 车身覆盖件

车身结构件，其实就是承载式底盘的“梁”。车身结构件隐藏在车身覆盖件之下，对车身起到支撑和抗冲击的作用，分布在车身各处的钢梁是车身结构件的一种，如图1-4所示。

图1-4 承载式车身结构件

结构件钢板的厚度和材质规格都要比车身覆盖件高很多，而且为了在碰撞时有效吸收撞击能量，这些钢梁还会将不同强度的钢材焊接在一起,形成有效的溃缩吸能区。还有一些钢梁不一定是闭合断面结构，它们在尽量轻量化的原则下被设计成各种不同形状以承受特定方向上的力，车门采用极高强度钢材料，A柱、C柱以及车顶框架采用超高强度钢，地板采用高强度钢等，如图1-5 所示。

图1-5 大众汽车底盘结构件用钢特点

承载式车身最大优点莫过于重量轻，而且重心较低，车内空间利用率也比非承载式底盘结构更高，所以在家用轿车领域已经取代了非承载式车身结构。但承载式车身的抗扭刚性和承载能力相对较弱，所以在越野车和载重货车领域还是沿用的非承载式底盘。

1.3.2 汽车底盘系统组成

无论是非承载式底盘还是承载式底盘结构，都是由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统这四大部分组成。

1. 传动系统

汽车发动机所产生的动力靠传动系传递到驱动车轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。

传动系统可按能量传递方式的不同，划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。

传动系统主要由离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥等组成，如图1-6所示。

图1-6 大众、奥迪quattro传动系统结构示意图

2. 行驶系统

行驶系统的功用是将汽车各相关总成连接成一个整体，承受汽车总质量；传递并承受路面作用于车轮上的各种力和力矩，保证汽车正常行驶。

行驶系统主要由车架、车桥、悬架和车轮等组成。车桥又分为前桥与后桥，如图1-7所示。

图1-7 大众、奥迪quattro行驶系统结构示意图

3. 转向系统

转向系的功用是控制汽车行驶方向，保证汽车按驾驶人选定的方向行驶。

如图1-8 所示，转向系主要由转向操纵机构、转向机和转向传动机构等组成：

(1) 转向操纵机构：主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。

(2) 转向机：将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向机一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向机后一般还会改变传动方向。

(3) 转向传动机构：将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。

1- 车速表2-伺服控制单元

3- 电磁阀4- 转向机

5- 转向助力泵6- 储油罐

7- 油管8- 转向柱

图1-8 大众伺服动力转向系统（servotronic）结构示意图

按转向助力能源的不同，转向系统可分为液压助力转向系统和电动助力转向系统两大类。

4. 制动系统

汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统，如图1-9所示。

其作用是：使行驶中的汽车按照驾驶人的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。

对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。

1）制动系统的分类：

（1）按制动系统的作用

制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。

①用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统称为行车制动系统；

②用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统则称为驻车制动系统；

③在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的制动系统称为应急制动系统；

④在行车过程中，辅助行车制动系统降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停的制动系统称为辅助制动系统。

上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。

（2）按制动操纵能源

制动系统可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统等。

①以驾驶人的肌体作为唯一制动能源的制动系统称为人力制动系统；

②完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的系统称为动力制动系统；

③兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称为伺服制动系统或助力制动系统。

（3）按制动能量的传输方式

制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。

2）制动系统一般由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成：

(1) 制动操纵机构

产生制动动作、控制制动效果并将制动能量传输到制动器的各个部件，以及制动轮缸和制动管路。

(2) 制动器

产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件。汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩，称为摩擦制动器。它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。

图1-9 基本制动系统组成示意图

1- 储液罐2- 制动主缸

3- 制动分泵4- 制动碟

5- 驻车制动手柄6- 前轮制动油管路

7- 后轮制动管路8- 驻车制动电缆

1.4 大众汽车PQ平台

平台，就是汽车在开发过程中，用同一个底盘和车身结构来进行不同车型的开发及生产制造，产生出外形、功能都不尽相同的产品。一个平台可以承载多个产品，这种制造体系加大了生产的灵活性、提高了效率，降低了成本。例如，大众PQ35平台，在该平台基础上演绎出二十余款迥然不同的车型。

平台的组成分两大部分，即：车身下部和底盘系统。平台往往决定了发动机布局方式、悬挂结构和参数设定、车架和发动机连接布局和参数设定、发动机舱、相关电气布局、当然还会涉及及车身钢板的热成型等相关技术问题，一旦确定下来，基本就不变了。

平台不是生产线。平台是汽车的一部分，而生产线不是汽车的一部分。生产线是设备和生产的集合体，比如机械手可以把这个零件装到PQ35的平台上，也可以装到其他的平台上。同一条生产线可以生产不同的产品。

世界上第一个轿车平台在大众汽车诞生，通过平台战略的实施，大众公司整合了产品系列，大大降低了成本，同时提高了产品的竞争力，加快了新产品推出的速度，这使德国大众取得了巨大的成功。

大众公司的平台划分是最为明显和易懂的。PQ34,“P”代表前轮驱动，“Q”代表发动机横置，“3”代表紧凑级别车型，而“4”则代表的是该级别的第4代产品。

各PQ平台特征车型：

1）PQ32-大众紧凑前驱平台第2代产品，生产捷达、桑塔纳车型。

2）PQ34-大众紧凑前驱平台第4代产品，生产宝来、高尔夫车型。

3）PQ35-大众紧凑前驱平台第5代产品，生产速腾、高尔夫V、开迪、途安。

4）PQ46-大众中型前驱平台第6代产品，生产迈腾。

5）PQ47-虽然奥迪自己对奥迪生产线有它自有的代号，但是它的内部代号还是可以用PQ系列做为标准。奥迪中型前驱平台第7代产品，生产新奥迪A4。

6）PQ56-奥迪中大型前驱平台第6代产品，生产新奥迪A6L。

上海大众和一汽大众目前普遍使用的有PQ34、PQ35、PQ46平台。

1. 大众汽车PQ34平台

大众PQ34平台最早面世于1998年，最早出道时的名称为大众A4平台，不过在大众汽车统一平台命名规则之后改名为PQ34平台，其含义是第四代紧凑级横置发动机乘用车平台。出自PQ34平台的车型都采用前麦弗逊式悬架和后拖拽臂悬架结构。

2. 大众汽车PQ35平台

PQ35平台是大众汽车于2003年首次使用的第五代紧凑级轿车平台，大众途安是这一平台的第一款派生车型。

在PQ35平台推出之后，不仅由捷达（速腾），高尔夫使用，新奥迪A3、斯柯达明锐，西亚特Altea，大众Eos敞篷车和不久前上市的大众Tiguan SUV等车型都出自这一平台，如图1-10所示。相对PQ34平台，悬架的升级是PQ35平台最明显之处。出自PQ35平台的车型都采用前麦弗逊式悬架和后四连杆悬架结构。紧凑的四连杆式后悬架结构是PQ35平台底盘系统最大的变化之处，改变了PQ34平台上的半独立扭杆梁式结构，提高了整车的舒适性和操控性。虽然前悬架结构变化不大，但是全铝副车架和改进后的稳定杆也提高了前悬架的倾斜稳定性和减轻了车重。另外，如Can-Bus总线和高强度钢板也继上一代PQ34平台之后继续在PQ35平台中沿用。

图1-10 PQ35平台车型

3. 大众PQ46平台

PQ46平台是生产中高级车的平台，在同级别车中首先采用全球同步先进的底盘技术。前优化麦弗逊、后多连杆独立悬挂。四轮独立悬架设计，后多连杆加横向稳定杆的独立悬架,极具运动感,路感清晰、厚重，操控性无与伦比，紧凑的四连杆后悬架结构是PQ46平台底盘系统最大的技术优势；全面融合的动感设计，全新的设计语言，是PQ46很重要的特点。

PQ46平台的特点主要体现在运动性能更加卓越，可以提供更高的驾驶时速。更“软”的悬架系统、更轻便的电动助力转向系统、电子驻车系统的应用令驾驶舒适性更加完美。此外，PQ46平台令主动安全性表现更加优异。

PQ46平台是大众最新一代的平台，其所谓的“换代性能提高”主要体现在妥协点的提升，即在兼顾运动感的同时也提升了舒适性；既保持了原有的高速性能，又将悬架做得更软了一些。在安全性方便，PQ46全新技术平台上首次采用车身钢板的热成形技术，在重量不变的基础上，钢板强度提高30%，这种钢板都安装在车身侧围、A柱和B柱，还有各种连接件，大大提高乘员厢周边的防撞安全性。

大众帕萨特、大众迈腾、大众CC和斯柯达昊锐，这四款车型都是国内中级车市场上较为热门的车型，它们都出自大众的PQ46平台。

PQ46平台应用的新技术：

1）电子停车制动系统（EPB）

传统的手刹在迈腾上已经找不到了，取而代之的是一个按钮叫做电子停车制作系统。它在前面板上的一个按钮，行驶过程中电子停车制动系统是否在工作可以通过仪表盘的显示获知它的工作状态。出现紧急情况的话，只要按一个按钮就可以把车停住，而不是拉手刹，也不是踩脚刹。电子停车制动系统是非常安全的，因为它跟电子稳定系统联动，当它紧急制动时可以调动车上所有的设备，避免拉手刹车出现的甩尾或原地打转现象，车就笔直的停下来。电子停车制动系统作为迈腾的标准配置，它也在奥迪A6上使用。

2）AUTO HOLD功能

AUTO HOLD功能可使车辆在等红灯或上下坡停车时自动启动四轮制动，驾驶者无需一直脚踩刹车或使用手刹，脚踩油门即可解除制动，继续行驶。当车子起动并且发动机到行车所需扭矩时，电子驻车系统的制动器自动脱开；而在静止状态时又重新锁上，它使停车时长时间脚踩刹车板或拉手刹的时代成为历史，给停车比较粗心的车主提供了极大的便利。

3）智能无钥匙进入系统（SKE）

在B级车里迈腾是第一款采用智能无钥匙进入系统的车，也就是说仅仅轻触一个按钮，这个车就可以点着启动。无钥匙启动的利益在于：在传统的汽车上车钥匙的位置安置在驾驶者的膝盖上方，在车紧急制动或者碰撞时，钥匙有可能成为膝盖骨的杀手，但是现在按钮的启动没有这种危险。无钥匙启动还是全世界最安全的防盗系统，因为没有这把钥匙，整个车的电子系统是没有办法启动的，偷车是非常困难的一件事。轻摁一下，后备箱自动开启，当驾驶者独自一人且手搬物品时，东西不用放到地上，用这个功能便可直接把物品放进后备箱。

4）刹车盘自动除水技术

迈腾配备了奔驰E级上使用的刹车除水系统，刹车盘有一个自动除水系统，刹车的时候车辆不会打滑，大大提高了行驶的安全性。

5）高标准的车身强度

为达到更大、更长车型的车身强度最高标准，在设计上要求整车使用钢材的79%为高强度钢材，其余部分为在模具里成型后便无法加工的超高强度钢材，使车身强度比使用传统钢材的车身强度提高30%，而车身重量则要保持不变。

本章小结

（1）综合运用液力机械传动、电子控制技术、车载网络技术是汽车底盘的发展方向。

（2）汽车底盘系统的功用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。

（3）汽车的底盘结构形式经过了从非承载式与承载式车身的发展，采用承载式车身的车型占绝大多数。

（4）非承载式车身的汽车有刚性车架，又称底盘大梁架，最大优点就是车身强度高。承载式车身与非承载式底盘最大的区别是，承载式车身底部没有车身大梁，取而代之的是整体式的车身结构件。

（5）汽车底盘由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统这四大部分组成。

（6）传动系统主要由离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥等组成。

（7）行驶系统主要由车架、车桥、悬架和车轮等组成。车桥又分为前桥与后桥。

（8）转向系主要由转向操纵机构、转向机和转向传动机构等组成。

（9）制动系统一般由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成。

（10）平台，就是在开发过程中用同一个底盘和车身结构来承载不同车型的开发及生产制造，产生出外形、功能都不尽相同的产品。

（11）出自PQ35平台的车型都采用前麦弗逊式悬架和后四连杆悬架结构；出自PQ34平台的车型都采用前麦弗逊式悬架和后拖拽臂悬架结构；PQ46平台是生产中高级车的平台，在同级别车中首先采用全球同步先进的底盘技术：前优化麦弗逊、后多连杆独立悬挂。

复习思考题

1. 填空题

（1）汽车的底盘结构形式有以下两种：非承载式与承载式。

（2）承载式车身部件按照功能可以大致分为两种：车身覆盖件和车身结构件。

（3）传动系统可按能量传递方式的不同，划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。

（4）传动系统主要由离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥等组成。

（5）行驶系统主要由车架、车桥、悬架和车轮等组成。

（6）转向机指将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。

（7）按制动系统的作用，制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。

（8）汽车上常用的制动器有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。

2. 简答题

（1）非承载式结构与承载式结构各有哪些优缺点？

答：非承载式车身结构的最大优点就是车身强度高，钢架能够提供很强的车身刚性，也有利于提高安全性，对于载重车和越野车来说这一点非常重要。另外，悬挂对路面颠簸的反馈在车内的感觉要轻微很多，这是因为某些车型的车身和底盘之间采用降低振动的方法连接在一起，所以在走颠簸路面时更平稳舒适一些。

承载式车身最大优点莫过于重量轻，而且重心较低，车内空间利用率也比非承载式底盘结构更高，所以在家用轿车领域已经取代了非承载式车身结构。但承载式车身的抗扭刚性和承载能力相对较弱，所以在越野车和载重货车领域还是沿用的非承载式底盘。

（2）使用平台战略生产汽车有哪些优点？

答：平台，就是在开发过程中用同一个底盘和车身结构来承载不同车型的开发及生产制造，产生出外形、功能都不尽相同的产品。一个平台可以承载多个产品，这种制造体系加大了生产的灵活性、提高了效率，降低了成本。

（3）大众PQ平台的命名规则是什么？上海大众使用的是何种平台？

答：大众公司的平台划分是最为明显和易懂的。PQ34,“P”代表前轮驱动，“Q”代表发动机横置，“3”代表紧凑级别车型，而“4”则代表的是该级别的第4代产品。

（4）PQ34和PQ35平台有哪些异、同点？

答：出自PQ34平台的车型都采用前麦弗逊式悬架和后拖拽臂悬架结构。

出自PQ35平台的车型都采用前麦弗逊式悬架和后四连杆悬架结构。紧凑的四连杆式后悬架结构是PQ35平台底盘系统最大的变化之处，改变了PQ34平台上的半独立扭杆梁式结构，提高了整车的舒适性和操控性。