高職汽車底盤構(gòu)造課程“一點(diǎn)四線”脈絡(luò)重構(gòu)的思考

衢州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 張 華

傳統(tǒng)的汽車底盤構(gòu)造教材的框架一般是按傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四大結(jié)構(gòu)劃分，在這種“割裂”的思維方式下，機(jī)械地按照傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系這樣的順序?qū)W習(xí)，學(xué)習(xí)者往往不能將知識系統(tǒng)地聯(lián)系起來，抓不住重點(diǎn)，難以把握底盤結(jié)構(gòu)間復(fù)雜的邏輯關(guān)系，學(xué)習(xí)效果不佳，培養(yǎng)出來的學(xué)生思維僵化，不會舉一反三，不能學(xué)以致用。所以有必要改變傳統(tǒng)的汽車底盤構(gòu)造教材編寫的邏輯和教學(xué)方式。

1 轉(zhuǎn)向節(jié)總成的“核心”位置

與變速器和懸架系統(tǒng)等復(fù)雜總成相比，轉(zhuǎn)向節(jié)總成在汽車底盤構(gòu)造教材與課程體系里涉及較少，在教學(xué)過程中經(jīng)常被忽略。實(shí)際上，車輪（或轉(zhuǎn)向節(jié)總成）是汽車在路面上正常行駛的基礎(chǔ)，是底盤結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)，其安裝位置如圖1所示。轉(zhuǎn)向節(jié)總成位于前橋末端，尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，屬于鍛造件，但作用不可小覷。汽車底盤的四大功能（動力傳動、轉(zhuǎn)向、行駛、制動）都要需要轉(zhuǎn)向節(jié)的參與。

圖1 以車橋（或轉(zhuǎn)向節(jié)總成）為中心的汽車底盤結(jié)構(gòu)

（1）在發(fā)動機(jī)的動力傳動過程中，左、右半軸從差速器中伸出，穿過轉(zhuǎn)向節(jié)連接輪轂，輪轂通過軸承支承在轉(zhuǎn)向節(jié)的軸頸處，輪轂又通過螺栓與驅(qū)動輪連接。動力從發(fā)動機(jī)輸出，依次經(jīng)過離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器、差速器、半軸傳遞給輪轂和驅(qū)動輪，實(shí)現(xiàn)汽車起步和行駛。

（2）在車輛的轉(zhuǎn)向過程中，轉(zhuǎn)向模塊保證汽車正常轉(zhuǎn)向行駛。轉(zhuǎn)向節(jié)總成上有轉(zhuǎn)向節(jié)臂，左右轉(zhuǎn)向節(jié)臂與轉(zhuǎn)向拉桿連接。轉(zhuǎn)向節(jié)支承并帶動車輪繞主銷軸線轉(zhuǎn)動而使汽車轉(zhuǎn)向。

（3）在車輛的行駛過程中，行駛系統(tǒng)支撐汽車質(zhì)量，并吸收衰減外界沖擊和振動，保證汽車正常行駛。車輪安裝在輪轂上，輪轂通過軸承支承在轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸上，轉(zhuǎn)向節(jié)上下部位與懸架連接，懸架支撐車架與車身。在車輛的行駛過程中，地面沖擊和振動經(jīng)輪胎、車輪、轉(zhuǎn)向節(jié)傳遞給懸架，再經(jīng)懸架的吸收和衰減后傳給車身。

（4）制動盤也安裝在輪轂上，通過螺栓與車輪固定在一起。制動鉗支架固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上。當(dāng)駕駛?cè)瞬认轮苿犹ぐ鍟r(shí)，制動摩擦片在制動輪缸活塞的推動下，對制動盤產(chǎn)生摩擦力，實(shí)現(xiàn)車輪制動，最終實(shí)現(xiàn)汽車的減速或停車。

可見，轉(zhuǎn)向節(jié)總成在汽車底盤結(jié)構(gòu)中處于“核心”地位，轉(zhuǎn)向節(jié)總成作為重要的“交通路口”，在汽車底盤結(jié)構(gòu)中處于樞紐位置。轉(zhuǎn)向節(jié)總成附近零部件眾多，且都是運(yùn)動件，工作環(huán)境復(fù)雜，承受縱向、橫向和垂向力，同時(shí)承受彎矩。

2 “一點(diǎn)四線”新脈絡(luò)的建立

明確了上面的邏輯關(guān)系，就可以建立起汽車底盤構(gòu)造的新脈絡(luò)，即“一點(diǎn)四線”。所謂“一點(diǎn)”就是轉(zhuǎn)向節(jié)總成，“四線”就是動力傳動模塊、轉(zhuǎn)向模塊、行駛模塊和制動模塊?！耙稽c(diǎn)四線”脈絡(luò)的結(jié)構(gòu)原理如下。

（1）動力傳動模塊。發(fā)動機(jī)扭矩經(jīng)傳動系統(tǒng)傳遞給驅(qū)動輪，地面驅(qū)動力經(jīng)輪胎、輪轂、轉(zhuǎn)向節(jié)總成，傳遞給懸架和車架（車身），驅(qū)動汽車起步和行駛。

（2）行駛模塊。汽車行駛時(shí)受到的地面沖擊和振動，經(jīng)輪胎、輪轂、轉(zhuǎn)向節(jié)總成，傳遞給懸架和車架（車身），經(jīng)過緩沖和衰減作用，保證汽車平順行駛。

（3）轉(zhuǎn)向模塊。駕駛?cè)瞬倏v轉(zhuǎn)向盤，經(jīng)轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)，到達(dá)轉(zhuǎn)向節(jié)總成，帶動左右車輪偏轉(zhuǎn)，保證汽車轉(zhuǎn)彎行駛。

（4）制動模塊。制動系統(tǒng)通過車輪制動器產(chǎn)生制動力，地面制動力經(jīng)輪胎、輪轂、轉(zhuǎn)向節(jié)總成，傳遞給懸架和車架（車身），保證汽車正常減速和駐車。

可見，“一點(diǎn)四線”既相對獨(dú)立，又通過“轉(zhuǎn)向節(jié)總成”建立普遍聯(lián)系，共同支撐起整個汽車底盤，按照“一點(diǎn)四線”的邏輯進(jìn)行教材編寫和教學(xué)，具有以下鮮明特點(diǎn)。

（1）科學(xué)性。“一點(diǎn)四線”建立起駕駛?cè)耍ú倏v轉(zhuǎn)向盤、踩制動踏板）、地面（地面驅(qū)動力、地面制動力、地面沖擊力、車輪在地面上偏轉(zhuǎn)）和整車（動力總成、車身等）之間的聯(lián)系，更加完整的展現(xiàn)了汽車底盤結(jié)構(gòu)在汽車行駛中的突出地位。從邏輯結(jié)構(gòu)上摒棄了傳統(tǒng)教材的割裂式框架，便于學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

（2）立體性。圍繞“一點(diǎn)”，每一個模塊既相對獨(dú)立，又通過“一點(diǎn)”形成一定的聯(lián)系和約束，“四線”之間建立起結(jié)構(gòu)復(fù)雜的動態(tài)空間結(jié)構(gòu)，教與學(xué)“看得見、摸得著”，思維得到可視化，容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（3）模塊化。以傳統(tǒng)轎車底盤結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，融合新能源汽車動力傳動、底盤技術(shù)集成化和模塊化的特點(diǎn)，有利于模塊化教學(xué)。

3 “一點(diǎn)四線”理念的應(yīng)用

提出“一點(diǎn)四線”理念，編寫新型教材，是為了更好地培養(yǎng)應(yīng)用型人才。根據(jù)“一點(diǎn)四線”的邏輯結(jié)構(gòu)，不難分析引言中的案例。從多起事故表面來看，是半軸脫出，轉(zhuǎn)向節(jié)下球鉸接斷裂，車輪損壞，但權(quán)威鑒定報(bào)告的結(jié)論是因材料強(qiáng)度不夠使轉(zhuǎn)向節(jié)斷裂在前，導(dǎo)致半軸脫出。如果不能明白轉(zhuǎn)向節(jié)總成在汽車底盤中重要作用，就會先入為主地停留在表面判斷問題，使真相“隱藏”起來，無法從根本上解決問題。

在維修工作中，筆者遇到過一個金杯海獅汽車發(fā)動機(jī)起動后掛擋不能前行的案例，技師初步判斷是離合器損壞導(dǎo)致動力中斷，拖到維修車間后進(jìn)一步拆解、診斷，發(fā)現(xiàn)離合器沒有損壞。反復(fù)檢查后，最終發(fā)現(xiàn)是左半軸外端花鍵磨損嚴(yán)重、輪轂軸承損壞。維修過程走的彎路是維修人員對動力傳動模塊整體性把握不足造成的。

還有一個比較著名的奧迪轎車多連桿前懸架，如圖2所示，有人說是4連桿，有人說是5連桿，其實(shí)如果了解懸架空間運(yùn)動特點(diǎn)、連桿與約束的關(guān)系，就知道5連桿是規(guī)范的說法。說4連桿的人，是忽略了轉(zhuǎn)向拉桿，轉(zhuǎn)向拉桿是由駕駛?cè)丝刂频募s束，這種設(shè)計(jì)可以使轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)之間的連接具有非常高的剛性，可以承擔(dān)起車輪引導(dǎo)的功能。

圖2 奧迪轎車五連桿懸架結(jié)構(gòu)

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的汽車底盤教材在結(jié)構(gòu)框架上屬于學(xué)科思維，知識灌輸方式不能滿足高職汽車專業(yè)學(xué)生職業(yè)核心能力培養(yǎng)的要求。轉(zhuǎn)向節(jié)總成是汽車底盤結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)相對簡單而作用極為關(guān)鍵的部件，它是聯(lián)系動力傳動、行駛、轉(zhuǎn)向和制動的“交通樞紐和橋梁”。本文提出“一點(diǎn)四線”的新脈絡(luò)理念重建汽車底盤教材結(jié)構(gòu)和課程體系，有益于提高汽車構(gòu)造課程的教學(xué)效果。