汽車底盤材料(1)

汽車底盤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。汽車底盤出現(xiàn)也隨著發(fā)展，此時(shí)汽車底盤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、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?，F(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?，F(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)胎輪胎塑料在底盤的應(yīng)用塑料技術(shù)上的革新為底盤應(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。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BajaBAJAFJ巡洋艦汽車底盤防撞防銹隔音涂層汽車底盤裝甲汽車底盤裝甲的學(xué)名是汽車底盤防撞防銹隔音涂層（"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、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)車輛底盤金屬的侵蝕，防止底盤生銹和銹蝕，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500毫升20馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，最高時(shí)