高職汽車底盤構造課程“一點四線”脈絡重構的思考

衢州職業技術學院 張 華

傳統的汽車底盤構造教材的框架一般是按傳動系、行駛系、轉向系和制動系四大結構劃分，在這種“割裂”的思維方式下，機械地按照傳動系、行駛系、轉向系和制動系這樣的順序學習，學習者往往不能將知識系統地聯系起來，抓不住重點，難以把握底盤結構間復雜的邏輯關系，學習效果不佳，培養出來的學生思維僵化，不會舉一反三，不能學以致用。所以有必要改變傳統的汽車底盤構造教材編寫的邏輯和教學方式。

1 轉向節總成的“核心”位置

與變速器和懸架系統等復雜總成相比，轉向節總成在汽車底盤構造教材與課程體系里涉及較少，在教學過程中經常被忽略。實際上，車輪（或轉向節總成）是汽車在路面上正常行駛的基礎，是底盤結構的關鍵點，其安裝位置如圖1所示。轉向節總成位于前橋末端，尺寸小，結構簡單，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、轉向、行駛、制動）都要需要轉向節的參與。

圖1 以車橋（或轉向節總成）為中心的汽車底盤結構

（1）在發動機的動力傳動過程中，左、右半軸從差速器中伸出，穿過轉向節連接輪轂，輪轂通過軸承支承在轉向節的軸頸處，輪轂又通過螺栓與驅動輪連接。動力從發動機輸出，依次經過離合器、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動輪，實現汽車起步和行駛。

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

（3）在車輛的行駛過程中，行駛系統支撐汽車質量，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向節軸頸上，轉向節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，地面沖擊和振動經輪胎、車輪、轉向節傳遞給懸架，再經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向節上。當駕駛人踩下制動踏板時，制動摩擦片在制動輪缸活塞的推動下，對制動盤產生摩擦力，實現車輪制動，最終實現汽車的減速或停車。

可見，轉向節總成在汽車底盤結構中處于“核心”地位，轉向節總成作為重要的“交通路口”，在汽車底盤結構中處于樞紐位置。轉向節總成附近零部件眾多，且都是運動件，工作環境復雜，承受縱向、橫向和垂向力，同時承受彎矩。

2 “一點四線”新脈絡的建立

明確了上面的邏輯關系，就可以建立起汽車底盤構造的新脈絡，即“一點四線”。所謂“一點”就是轉向節總成，“四線”就是動力傳動模塊、轉向模塊、行駛模塊和制動模塊。“一點四線”脈絡的結構原理如下。

（1）動力傳動模塊。發動機扭矩經傳動系統傳遞給驅動輪，地面驅動力經輪胎、輪轂、轉向節總成，傳遞給懸架和車架（車身），驅動汽車起步和行駛。

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

（3）轉向模塊。駕駛人操縱轉向盤，經轉向器、轉向傳動機構，到達轉向節總成，帶動左右車輪偏轉，保證汽車轉彎行駛。

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

可見，“一點四線”既相對獨立，又通過“轉向節總成”建立普遍聯系，共同支撐起整個汽車底盤，按照“一點四線”的邏輯進行教材編寫和教學，具有以下鮮明特點。

（1）科學性。“一點四線”建立起駕駛人（操縱轉向盤、踩制動踏板）、地面（地面驅動力、地面制動力、地面沖擊力、車輪在地面上偏轉）和整車（動力總成、車身等）之間的聯系，更加完整的展現了汽車底盤結構在汽車行駛中的突出地位。從邏輯結構上摒棄了傳統教材的割裂式框架，便于學生進行學習和應用。

（2）立體性。圍繞“一點”，每一個模塊既相對獨立，又通過“一點”形成一定的聯系和約束，“四線”之間建立起結構復雜的動態空間結構，教與學“看得見、摸得著”，思維得到可視化，容易激發學生學習的積極性。

（3）模塊化。以傳統轎車底盤結構為基礎，融合新能源汽車動力傳動、底盤技術集成化和模塊化的特點，有利于模塊化教學。

3 “一點四線”理念的應用

提出“一點四線”理念，編寫新型教材，是為了更好地培養應用型人才。根據“一點四線”的邏輯結構，不難分析引言中的案例。從多起事故表面來看，是半軸脫出，轉向節下球鉸接斷裂，車輪損壞，但權威鑒定報告的結論是因材料強度不夠使轉向節斷裂在前，導致半軸脫出。如果不能明白轉向節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動機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致動力中斷，拖到維修車間后進一步拆解、診斷，發現離合器沒有損壞。反復檢查后，最終發現是左半軸外端花鍵磨損嚴重、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，其實如果了解懸架空間運動特點、連桿與約束的關系，就知道5連桿是規范的說法。說4連桿的人，是忽略了轉向拉桿，轉向拉桿是由駕駛人控制的約束，這種設計可以使轉向器、轉向拉桿和轉向節之間的連接具有非常高的剛性，可以承擔起車輪引導的功能。

圖2 奧迪轎車五連桿懸架結構

4 結語

傳統的汽車底盤教材在結構框架上屬于學科思維，知識灌輸方式不能滿足高職汽車專業學生職業核心能力培養的要求。轉向節總成是汽車底盤結構中的結構相對簡單而作用極為關鍵的部件，它是聯系動力傳動、行駛、轉向和制動的“交通樞紐和橋梁”。本文提出“一點四線”的新脈絡理念重建汽車底盤教材結構和課程體系，有益于提高汽車構造課程的教學效果。