高职汽车底盘构造课程“一点四线”脉络重构的思考

衢州职业技术学院 张 华

传统的汽车底盘构造教材的框架一般是按传动系、行驶系、转向系和制动系四大结构划分，在这种“割裂”的思维方式下，机械地按照传动系、行驶系、转向系和制动系这样的顺序学习，学习者往往不能将知识系统地联系起来，抓不住重点，难以把握底盘结构间复杂的逻辑关系，学习效果不佳，培养出来的学生思维僵化，不会举一反三，不能学以致用。所以有必要改变传统的汽车底盘构造教材编写的逻辑和教学方式。

1 转向节总成的“核心”位置

与变速器和悬架系统等复杂总成相比，转向节总成在汽车底盘构造教材与课程体系里涉及较少，在教学过程中经常被忽略。实际上，车轮（或转向节总成）是汽车在路面上正常行驶的基础，是底盘结构的关键点，其安装位置如图1所示。转向节总成位于前桥末端，尺寸小，结构简单，属于锻造件，但作用不可小觑。汽车底盘的四大功能（动力传动、转向、行驶、制动）都要需要转向节的参与。

图1 以车桥（或转向节总成）为中心的汽车底盘结构

（1）在发动机的动力传动过程中，左、右半轴从差速器中伸出，穿过转向节连接轮毂，轮毂通过轴承支承在转向节的轴颈处，轮毂又通过螺栓与驱动轮连接。动力从发动机输出，依次经过离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器、半轴传递给轮毂和驱动轮，实现汽车起步和行驶。

（2）在车辆的转向过程中，转向模块保证汽车正常转向行驶。转向节总成上有转向节臂，左右转向节臂与转向拉杆连接。转向节支承并带动车轮绕主销轴线转动而使汽车转向。

（3）在车辆的行驶过程中，行驶系统支撑汽车质量，并吸收衰减外界冲击和振动，保证汽车正常行驶。车轮安装在轮毂上，轮毂通过轴承支承在转向节轴颈上，转向节上下部位与悬架连接，悬架支撑车架与车身。在车辆的行驶过程中，地面冲击和振动经轮胎、车轮、转向节传递给悬架，再经悬架的吸收和衰减后传给车身。

（4）制动盘也安装在轮毂上，通过螺栓与车轮固定在一起。制动钳支架固定在转向节上。当驾驶人踩下制动踏板时，制动摩擦片在制动轮缸活塞的推动下，对制动盘产生摩擦力，实现车轮制动，最终实现汽车的减速或停车。

可见，转向节总成在汽车底盘结构中处于“核心”地位，转向节总成作为重要的“交通路口”，在汽车底盘结构中处于枢纽位置。转向节总成附近零部件众多，且都是运动件，工作环境复杂，承受纵向、横向和垂向力，同时承受弯矩。

2 “一点四线”新脉络的建立

明确了上面的逻辑关系，就可以建立起汽车底盘构造的新脉络，即“一点四线”。所谓“一点”就是转向节总成，“四线”就是动力传动模块、转向模块、行驶模块和制动模块。“一点四线”脉络的结构原理如下。

（1）动力传动模块。发动机扭矩经传动系统传递给驱动轮，地面驱动力经轮胎、轮毂、转向节总成，传递给悬架和车架（车身），驱动汽车起步和行驶。

（2）行驶模块。汽车行驶时受到的地面冲击和振动，经轮胎、轮毂、转向节总成，传递给悬架和车架（车身），经过缓冲和衰减作用，保证汽车平顺行驶。

（3）转向模块。驾驶人操纵转向盘，经转向器、转向传动机构，到达转向节总成，带动左右车轮偏转，保证汽车转弯行驶。

（4）制动模块。制动系统通过车轮制动器产生制动力，地面制动力经轮胎、轮毂、转向节总成，传递给悬架和车架（车身），保证汽车正常减速和驻车。

可见，“一点四线”既相对独立，又通过“转向节总成”建立普遍联系，共同支撑起整个汽车底盘，按照“一点四线”的逻辑进行教材编写和教学，具有以下鲜明特点。

（1）科学性。“一点四线”建立起驾驶人（操纵转向盘、踩制动踏板）、地面（地面驱动力、地面制动力、地面冲击力、车轮在地面上偏转）和整车（动力总成、车身等）之间的联系，更加完整的展现了汽车底盘结构在汽车行驶中的突出地位。从逻辑结构上摒弃了传统教材的割裂式框架，便于学生进行学习和应用。

（2）立体性。围绕“一点”，每一个模块既相对独立，又通过“一点”形成一定的联系和约束，“四线”之间建立起结构复杂的动态空间结构，教与学“看得见、摸得着”，思维得到可视化，容易激发学生学习的积极性。

（3）模块化。以传统轿车底盘结构为基础，融合新能源汽车动力传动、底盘技术集成化和模块化的特点，有利于模块化教学。

3 “一点四线”理念的应用

提出“一点四线”理念，编写新型教材，是为了更好地培养应用型人才。根据“一点四线”的逻辑结构，不难分析引言中的案例。从多起事故表面来看，是半轴脱出，转向节下球铰接断裂，车轮损坏，但权威鉴定报告的结论是因材料强度不够使转向节断裂在前，导致半轴脱出。如果不能明白转向节总成在汽车底盘中重要作用，就会先入为主地停留在表面判断问题，使真相“隐藏”起来，无法从根本上解决问题。

在维修工作中，笔者遇到过一个金杯海狮汽车发动机起动后挂挡不能前行的案例，技师初步判断是离合器损坏导致动力中断，拖到维修车间后进一步拆解、诊断，发现离合器没有损坏。反复检查后，最终发现是左半轴外端花键磨损严重、轮毂轴承损坏。维修过程走的弯路是维修人员对动力传动模块整体性把握不足造成的。

还有一个比较著名的奥迪轿车多连杆前悬架，如图2所示，有人说是4连杆，有人说是5连杆，其实如果了解悬架空间运动特点、连杆与约束的关系，就知道5连杆是规范的说法。说4连杆的人，是忽略了转向拉杆，转向拉杆是由驾驶人控制的约束，这种设计可以使转向器、转向拉杆和转向节之间的连接具有非常高的刚性，可以承担起车轮引导的功能。

图2 奥迪轿车五连杆悬架结构

4 结语

传统的汽车底盘教材在结构框架上属于学科思维，知识灌输方式不能满足高职汽车专业学生职业核心能力培养的要求。转向节总成是汽车底盘结构中的结构相对简单而作用极为关键的部件，它是联系动力传动、行驶、转向和制动的“交通枢纽和桥梁”。本文提出“一点四线”的新脉络理念重建汽车底盘教材结构和课程体系，有益于提高汽车构造课程的教学效果。