汽车底盘材料 制造汽车所采用的钢材，主要有：碳结 钢、合金钢、易切钢、弹簧钢、非调制 钢、轴承钢、齿轮钢、冷镦钢、耐热钢 等。根据在车辆上应用的范围不同，所 选钢材也有所不同。 主要有：碳素钢、 锰钢、硅锰钢。 汽车底盘材料历史 1.早期：我们的祖先发明汽车都是用木头做的，所以最早 的车子都是底盘都有是大梁式的 就是车子的发动机 悬挂 系统都是安装在大梁上这就是我们现在所说的“非承载式 ”底盘 就和我们现在见到的大货车差不多 这样制造相对 简单 但是由于车体偏高 不利于车内空间布局 共振等等 缺点。 2.汽车雏形：1766年英国发明家瓦特(1736-1819)改进了 蒸汽机，拉开了第一次工业革命的序幕。 1769年法国陆军工程师古诺(1725-1804)制造出第一 辆蒸汽机驱动的汽车。 汽车底盘出现也随着发展，此时汽车底盘主要是用木头和 铁加固而成的。 汽车悬架的发展汽车悬架的发展 1580年，载客四轮马车已使用减震的弹簧悬架。 1805年，埃 利奥特获得椭圆形和半椭圆形弹簧板的专利。 1900年，美国人哈德福特制成了第一个汽车减振器，并将它装在奥兹 莫比尔轿车上。 1921年，英国的利兰德汽车公司生产第一个使用扭杆弹簧悬架的汽车 。 1933年，美国的费尔斯通公司研制成了第一个实用的空气弹簧悬架。 同年，门罗公司为赫德森轿车研制双向筒液压减振器。直到目前，这 种筒式减振器没有很大改变。 1934年，通用汽车公司采用了前螺旋弹簧独立悬架。 1938年，别克汽车第一次将螺旋弹簧应用到汽车后悬架上。 1956年，英国利兰车和法国雪铁龙车开始使用液压和液气压悬挂系统 ，前后轮的悬架用管道相连，液气混合在管中保持压力。此后，这种 系统成为各国小型载客车辆的标准装置。 1950年，福特汽车公司的麦弗逊制成了麦弗逊式独立悬架，是轿车上 应用较用。多的悬架形式。 1984年，林肯大陆轿车采用了可调整的空气悬架系统，从此电控悬架 在汽车上开采始 低合金钢高强度热轧钢板 主要用于汽车车架纵梁、横梁及制动盘等受力构 件和安全件。 含钛热轧钢板、锰钢或锰稀土系列、硅-钒钢和含 钒系列。 车身分类 我们现在接触的非承载式车身车型比较少，多数 是卡车、专业越野车之类。非承载式车身的汽车 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，我们 平时是看不到的。下图就是一个非承载式车身的 车架，我们可以看到上面很多的横纵梁构成一个 矩形结构。非承载式车身的汽车有一刚性车架， 又称底盘大梁架。在非承载式车身中发动机、传 动系统的一部分、车身等总成部件都是用悬架装 置固定在车架上，车架通过前后悬架装置与车轮 联接。非承载式车身比较笨重，质量大，高度高 ， 非承载式车身 承载式车身 所谓覆盖件就是覆盖在车身表面的部件，基本上我们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，它们车身的外壳、车顶和地板以 及通常我们所说的A、B、C三根柱都是连接在一起的(覆盖件与“梁”） 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。我们平时所说的某辆车钢板的薄厚就是指这些部位。实际上这些部位对 于车身强度的影响很有限，所以我们已经不能从车身覆盖件的薄厚来判断一 辆车的碰撞安全性了。当然，较厚的钢板在抵御轻度刮蹭方面还是要更强一 些。 接下来我们说说承载式车身所谓的“梁”，它的学名应该叫做车身结构件。 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。下图就是典型的车头处钢梁。我们 可以看到它由钢板围成一个闭合断面结构，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。 现代汽车安全、节能环保总的社会发展需求把屈服强度小于210MPa的钢板归 为软钢。黄色区域 屈服强度在 210 550MPa之 间的成为高 强度钢板， 屈服强度大 于550MPa 以上的成为 超高强度钢 板。红色区 域 把DP、TRIP和Mart等以相变强化 为主的钢板统称为先进高强度钢板 ，其强度范围5001500MPa，这 类钢板具有高的减重潜力、高的碰 撞吸收能、高的疲劳强度、高的成 型性和低的平面各向异性等优点。 蓝色 悬架弹簧材料 悬架弹簧钢 目前使用的悬架弹簧原材料弹簧钢，主要系列为Si-Cr系钢、Cr-Mn系 钢、Si-Mn系钢和Si-V系钢。 Si-Cr系钢在乘用车上应用较多，这类钢的抗回火稳定性好，松弛抗 力高，疲劳寿命较理想。55SiCr（SAE9254、SUP12）以及同一大类的 材料55SiCrV（SAE9254+V、54SiCrV6）、SRS60、60SiCrA是目前制造 悬架弹簧的主流钢种。 Si-Mn系、Cr-Mn系钢是用量最大的弹簧钢，60Si2MnA（SUP6、SUP7） 、55CrMn（55Cr3）、钢，价格低于Si-Cr钢种，主要用于制造较低应 力的悬架弹簧和维修配件，在热轧弹簧中占总量的30%左右。 还有对于淬透性要求较高的钢种，有的采用55SiVB钢，如EQ140汽车 板簧等，近年来由于其价格和交货硬度偏高，用量在下降；而大截面 板簧则采用60CrMnB钢制造，如EQ153汽车变截面板簧就是用该钢制造 。 Cr-V系钢种50Cr-V（50CrV4、SUP10）基本上将退出。 钢板弹簧：弹簧钢65Mn，60Si2Mn 性能：耐疲劳，冲击和腐蚀 弹簧悬架液压减振器 一、汽车传动系的发展 1893年美国的杜里埃兄弟设计了差速器，使汽车转弯时能 使两个轮子的转速不同，可以克服轮胎很快磨损的缺点， 同时，他们还在汽车上首选使用了干式单片离合器。 1894年法国的本哈特和拉瓦索发明了齿轮变速器，他们驾 驶装有自己的变速器的汽车时快时慢、时进时退，用事实 征服了汽车界。 1898年法国雷诺汽车公司首先使用了传动轴； 1902年皮尔里斯发明了汽车万向节； 1913年，美国的派克特汽车推广应用了螺旋锥齿轮主减速 器后桥； 1928年派克特汽车在后桥上采用了双曲线齿轮主减速器； 1928年美国凯迪拉克轿车采用了带同步器的变速器。 半轴 42CrMo合金钢 40MnB钢（较便宜） 传动轴 一般采用合金、发展复合材料。 变速器 差速器 差速器壳：灰口铸铁HT200；性能：强 度，刚度，尺寸稳定度 前桥壳：调制刚45,40Cr；性能：强度 抗疲劳性，韧性 后桥壳：可锻铸铁，球墨铸铁；强度， 刚度 变速箱壳：灰口铸铁； 性能：强度，刚度，尺寸稳 定性 变速箱齿轮：渗碳钢 20CrMnTi，20MnTi等 性能：强度，耐磨性，接触 疲劳抗力，断裂抗力 二、汽车转向系的发展二、汽车转向系的发展 1908年福特T型汽车采用了行星齿轮转向器； 1923年美国的马尔斯在两者之间接触处放置滚球 支撑，这便是最早的循环球式转向器； 1928年，美国的戴维斯研制出液压动力辅助转向 器是最早的动力转向系统。但遗憾的是经过26年 后才为汽车工业所采纳； 1954年才在美国的一些大型轿车上首次应用动力 转向； 1966年美国凯迪拉克公司推出了一种可变速比的 动力转向机构； 1985年，日本丰田公司在其生产的轿车上装用了 电子计算机控制的速度敏感动力转向装置 循环球式转向器 液压动力辅助转向器 转向节臂：40Cr，40MnB 性能：强度，抗疲劳性，韧性等 半轴：调制钢45,40Cr等 性能：强度，韧性，抗疲劳 三、汽车制动系的发展 1889年戴姆勒汽车将制动鼓装在后轮上，再绕上 钢缆，构成了制动装置； 1902年英国的兰切斯特取得了盘式制动器的专利 权。 1902年美国的奥兹发明了钢带与制动鼓式制动器 ； 1903年美国的廷切尔汽车采用了气压制动器 ； 1907年英国的弗罗特发明了石棉制动 蹄片； 1918年英国的洛克希 德发明了液压鼓式制动器； 1928年皮尔斯阿 罗汽车第一次装用真空助力制动器； 1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装置 专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用； 鼓式制动器 盘式制动器 防撞梁 是在4km/h以下的碰撞时，对外部塑料保险 杠起到一个支撑，缓解碰撞力的作用，减 小碰撞对塑料保险杠的损伤，降低维修成 本。 比较标准的防撞梁结构是应该能保证低 速吸能盒通过溃缩有效吸收低速撞击时的 能量，防撞梁通过螺栓连接到车身，方便 拆卸和更换。现在很多车型的防撞梁上都 加装有一层泡沫缓冲区，它的主要作用还 近年来在汽车用先进高强钢（advanced high strength steel，简称AHSS）的工艺基 础研究和应用技术研究方面的开发十分活 跃，超高强钢板的强度已达到或超过 1500MPa。目前先进高强钢板已发展到第 二代，正在向着高成形性和超高强度的第 三代高强钢发展。在针对和解决汽车用高 强钢随着强度的增加，塑性和成形性能显 著下降，开裂、起皱、回弹、模具磨损和 焊接等问题明显增加。 五、汽车轮胎的发展 1886年本茨和戴姆勒发明的汽车是实心橡胶轮胎； 1888年英国一位兽医邓洛普发明了自行车用充气轮胎，这 种充气轮胎才开始应用到汽车上。 1888年英国兽医 约翰伯德邓洛普建立了世界上第一家轮胎制造厂，开始 生产橡胶轮胎。 1904年，克莱斯勒采用了可拆 式轮圈，以便于驾驶员在行车途中快速换胎。 1908年，固特异公司发明了能在轮胎上刻出花纹的机器， 制造出防滑轮胎；同年，米其林公司研制出了双式车轮， 有效地解决了重型汽车的轮胎负荷问题；米其林公司研制 出了双式车轮，有效地解决了重型汽车的轮胎负荷问题； 极大地改善了轮胎行驶方向的稳定性