第三章 汽车行驶系

1第三章汽车行驶系教学重点：1．了解边梁式车架、无梁式车架的构成，结构特点。2．了解转向驱动桥的作用及结构。3．理解转向轮定位的四个内容、基本作用及其获得方法。4．掌握转向驱动桥的拆装方法。5．掌握车架、车桥的检修方法。教学难点：1．转向驱动桥结构与拆装方法。2．转向轮定位概念理解。学时分配：序号内容理论学时实践学时1行驶系概述12课题一：车架构造与检修223课题二：转向桥结构与拆装224课题三：转向桥结构与拆装225课题四：车轮定位26本节小结与习题17本节总学时16行驶系概述一、行驶系作用1．汽车行驶系的主要作用（1）接受由发动机经传动系传来的转矩，并通过驱动轮与路面附着作用，转化为汽车行驶的驱动力。2（2）将全车各部件连成一个整体，支承汽车的总质量。（3）传递并承受路面作用于车轮上的各种力及其力矩。（4）缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车平稳行驶。（图3-1）。图3-1二、行驶系类型行驶系中直接与路面接触的部分是车轮的称为轮式行驶系。行驶系中直接与路面接触的部分是履带的称为履带式行驶系。行驶系中直接与路面接触部分有车轮和履带的称为半履带式行驶系。1.轮式汽车行驶系（图3-1）轮式汽车行驶系一般由车架、车桥、悬架、车轮及轮胎等组成。车架是全车的装配基体，将汽车的各相关总成连接成一个整体；前后车轮分别支承从动桥和驱动桥；为了减少在不平路面上行驶时车身所受到的冲击和振动，车桥又通过前后悬架与车架相连。2.半履带式汽车行驶系（图3-3）3图3-3半履带式汽车行驶系结构特点是前桥装有滑撬或车轮，用来实现转向，后桥上装有履带，以减小对地面的单位压力，控制汽车下陷，同时履带上履刺也加强了附着作用，具有很高的通过能力，主要用在雪地或沼泽地带行驶。如果汽车前后桥上装有履带，则称为全履带式汽车，如图3-2所示。图3-24§3-1车架与车桥课题一：车架的构造与检修车架的作用是支承连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。车架是整个车的装配基体，汽车的绝大多数部件和总成都通过车架来固定其位置上，并使它们保持正确的相对位置。一、车架类型与结构现有的车架种类有边梁式、无梁式、铝合金车架及特殊材料一体成型式等。（一）边梁式车架边梁式车架是由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。（图3-4）图3-4优点：承载能力和抗扭刚度强，结构简单，工艺要求较低。缺点：钢制边梁质量沉重，边梁纵贯全车，影响整车的布局和空间利用率，5且使整车重心偏高。多用于货车、中、大型客车。（二）无梁式车架（图3-5）图3-5也称作承载式车架。是用金属制成坚固的车身，再将发动机、悬架等机械零件直接安装在车身上，车身承受所有的载荷，充当车架，称为承载式车身。优点：车架和车身合二为一，重量轻，可利用的空间大，重心低，操控反应好，而且传递的震动、噪音都较少。缺点：对设计和工艺的要求都很高，刚度（尤其是抗扭刚度）不足。多用于轿车。（三）铝合金车架仍属于无梁式车架，只是将铝合金条梁焊接、铆接或贴合在一起组成一个框架。优点：质量轻。缺点：成本高，承载能力比钢制小。用于少数跑车上。6（四）未来车架在承载式结构的车厢底部增加了独立的钢框架，可以认为是简化的边梁结构，在保证刚度的同时，重量和重心又比边梁式结构大为下降。二、车架的检修（一）车架变形的检验（教师演示操作讲解，学生观察）1.车架宽度的检验用卷尺和专用游标卡尺测量，车架宽度应不超过基本尺寸±3mm。2.纵梁直线度检验用拉线法或直尺检查车架纵梁上平面及侧面纵向的直线度，在任意1m长度上的直线度应不大于3mm；在全长上的直线度误差应不大于车架长度的1/1000。3.纵、横梁垂直度的检验用专用角尺进行测量，车架纵梁侧面对上平面的垂直度误差应不大于纵梁高度的1/100；车架各主要横梁对纵梁的垂直度误差应不大于横梁长度的2/1000。4.钢板弹簧支架销孔中心距及对角线的检验用拉线法或卷尺直接进行测量，各段对角线长度差不大于5mm，钢板弹簧支承销孔轴心线之间的距离，左右两侧相关不得超过2mm。（二）支架裂纹及铆接质量的检验直观检视及敲击检验，车架应无裂纹，各铆接部位的铆钉应无松动现象。若出现裂纹应采用焊接修理。课题二：转向桥的构造和拆装授课地点：专业教室课前准备：（1）转向桥4个。（2）通用工具4套。（3）学生分4组。车桥的主要作用是传递车架与车轮间的各方向作用力及其产生的弯矩和转矩。7车桥分类1．根据悬架结构的不同，车桥分为2．根据车桥的作用不同，车桥可分为一、转向桥的结构1．转向桥的作用：使前桥两端的车轮偏转一定的角度，实现汽车转向。2．转向桥的组成：前轴、转向节、主销和轮毂。（图3-6）图3-6前轴：由钢材锻造而成，其断面一般采用工字形。（图3-7）前轴中部向下凹，为降低汽车重心。非断开式用于非独立悬架断开式两种用于独立悬架驱动桥转向桥支持桥转向驱动桥从动桥8图3-7转向节：是一个叉形件，由上下两叉和支承轮毂的轴颈构成。（图3-8）。转向节上下两叉上有销孔，通过主销与前轴的拳部相连，销孔内压入青铜或尼龙衬套，在衬套上开有润滑油槽，用装在转向节上的油嘴注入润滑脂进行润滑。图3-8主销：中部切有凹槽，带有螺纹的楔形锁销与主销凹槽配合将主销固定在前轴拳部孔内，使主销不能转动，而主销与转向节上下两叉销孔间是动配合，使转向节绕着主销摆动以实现汽车的转向。9轮毂：轮毂通过内外两个圆锥滚子轴承支承在转向节外端的轴颈上，轴承的松紧度可用调整螺母加以调整。（图3-9）图3-9二、转向桥的拆装（在教师指导下进行）（一）转向桥的拆卸1．拆卸轮毂及车轮制动器。2．拆下转向臂、直拉杆球头开口销，拆下锁紧螺母，拆卸横拉杆、直拉杆及转向垂臂总成。3．卸左转向节上臂和左右转向臂。4．卸下主销上下盖板锁紧螺母，冲出楔形锁销。5．用手锤和铜棒向下冲击主销，并从转向节下端取出主销。6．从前轴上取下左转向节、止推轴承及调整垫片，以相同的方法依次取下右转向节各部件（图3-10）。10图3-10（二）转向桥的装复1．在主销、主销孔内抹上一层润滑脂，将止推轴承注满润滑脂。2．将止推轴承、转向节放在前轴相应部位，用调整垫片调整好转向节上叉下端面与前轴主销孔上端面的间隙，将主销压入，并将锥形锁销锁紧，在转向节上装好转向限位螺钉。3．装上左右梯形臂、左转向节上臂、右转向臂盖并予固定。4．装复车轮制动器及车轮。课题三：转向驱动桥的构造和拆装授课地点：专业教室课前准备：（1）转向驱动桥4个。（2）通用工具4套。11（3）拆卸减振器专用工具4套。学生分4组一、转向驱动桥的结构（图3-11）图3-11．转向驱动桥即除作为转向桥外，还兼起到驱动桥的作用。2．结构特点（1）它具有一般驱动桥的主减速器、差速器和半轴，也具有一般转向桥所具有的转向节、主销和轮毂。（2）半轴被分为两段（内半轴和外半轴），其间用万向节连接。（3）主销也分制成上下两段转向节轴颈部分被做成中空，以便外半轴穿过其中。（4）结构简单，行驶平稳，转弯半径小，便于进行维修。3．动力传递路线是经主减速器和差速器传至内半轴，经球笼式万向节和外半轴传到轮毂使驱动车轮旋转。二、转向驱动桥的拆装（在教师指导下进行）（一）转向驱动桥的拆卸121．固定轮毂，拧下传动轴端头紧固螺母。2．拧下制动磨擦片磨损信号灯线束固定支架固定螺栓，卸下其固定支架。3．卸下转向横拉杆球头销螺母，并用专用工具球头销拆卸器卸下转向横拉杆球形接头。4．拆下制动磨擦片及横向稳定杆。5．拆下靠转向节一侧的传动轴，并将其放好，使内侧传动轴保持在差速器内，以免变速器内润滑油流出。6．拧下紧固悬架支柱末端的紧固螺母，用专用工具使转向节孔与减振器筒松开，将转向节向下拉出。（二）转向驱动桥的装复1．安装弹簧挡圈。将轴承涂上润滑油并压装到位，装上内弹簧挡圈，用专用工具将轮毂压入轮轴。2．安装减振支柱。装上螺旋弹簧、减振器护套、限位缓冲器。用专用工具压紧弹簧，再拧紧螺母，拧紧时，用内六角扳手阻止活塞杆转动。3．装上螺母盖，在等速万向节花键上涂上一圈防护剂，然后进行传动轴装配。课题四：转向轮定位转向轮定位：转向车轮、转向节、主销和转向轴之间安装的相对位置。转向轮定位正确优点（1）使汽车能直线稳定行驶，转向轻便，减少轮胎和转向机件的磨损。（2）提高汽车安全性、经济性、降低驾驶员的劳动强度。转向轮定位参数：主销后倾、主销内倾、转向轮外倾、转向轮前束一、主销后倾1．主销后倾角定义：在纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角γ称为主销后倾角。（如图3-14所示）。13图3-142．主销后倾角作用：是当汽车直线行驶时，保持其方向稳定性，当汽车转向时能使前轮自动回正。3．分析：由于主销后倾，主销轴线与路面交点A将位于车轮与路面接触点B的前面。当汽车直线行驶时，若转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转（例如向右偏转，如图中箭头所示），将使汽车行驶方向向右偏离。这时由于汽车本身离心力的作用，在车轮与路面接触点B处，路面对车轮作用着一个侧向反作用力Y。于是反作用力形成了使车轮自动回正到中间位置的力矩，从而增强了汽车直线行驶的稳定性并能帮助回正。该力矩称为回正力矩或稳定力矩。主销后倾角越大，车速越高，稳定性越好，但易造成转向费力。为避免转向变得沉重，所以主销后倾角一般不超过3º。二、主销内倾1．主销内倾角定义：在横向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角β称为主销内倾角。（如图3-15所示。）14图3-152．主销内倾作用：使转向轮自动回正，转向轻便。3．分析：由于主销内倾角的存在，当前轮左右偏转时，汽车的前轴略有提高，（如图3-16所示）车轮陷入了路面以下，而车轮是不可能陷入路面以下，所以只能是车身抬高一些。有使车轮自动回正的作用。主销内倾角还使主销轴线延长线与路面交点到车轮中心平面的距离减小，从面使转向操纵轻便。图3-16主销内倾角一般不大于8º，但过小，易导致方向不稳定，前轮易摇摆。15三、转向轮外倾1．转向轮外倾角定义：转向轮的旋转平面与纵向平面垂直平面之间的夹角α称为转向轮外倾角。（如图3-17所示）图3-172．转向轮外倾作用：使转向轻便和提高前轮工作的安全性。分析：如果空车时车轮的安装正好垂直于路面，则满载时车桥因承载变形而可能现车轮内倾，这样将加速车轮胎的磨损。另外，路面对车轮的垂直反力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向外端的小轴承，加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，降低它们的寿命。转向轮外倾角一般为1º左右，较大时，对汽车的安全性和操纵性有利，但过大会导致轮胎横向偏磨，增加油耗。四、转向轮前束1．转向轮前束定义：转向轮安装后，前两轮的旋转平面不平等，前端略向内束，这种现象称为前轮前束。（如图3-18所示）16图3-182．前轮前束作用是：消除因前轮外倾使汽车行驶时向外张开的趋势，减少轮胎磨损和燃料消耗。3．分析：前轮有了外倾角后，在滚动时就类似于滚锥，从而导致两侧车轮向外滚开。由于转向横拉杆和车桥的约束车轮不致向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边向内滑的现象，从而增加了轮胎的磨损。而前轮前束，迫使向前滚动的轨迹向内偏斜，可以使车轮每一瞬时滚动方向接近于正前方，从而减轻和消除了由于前轮外倾而引起的轮胎和机件剧烈磨损的不良后果。五、后轮定位除设置转向轮定位外，非转向的后轮也设置定位，称为后轮定位，内容包括：后轮外倾和后轮前束。后轮外倾同前轮外倾一样，保护外轴承和外端锁紧螺母，避免后轮飞脱的危险。而设置后轮前束，为避免后轮外倾带来的前展。本节小结：(1)车架的作用是支承连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。（2）车架可分为边梁式、无梁式、铝合金车架等型型式，边梁式车架是最早出现的车架类型，具有很强的承载能力和抗扭刚度，结构简单，工艺要求较17低，但钢制边梁质量沉重，此外还影响整车的布局和空间利用率，用于货车。（3）根据悬架结构的不同，车桥分为非断开式和断开式两种，分别与非独立悬架和独立悬架配用；根据车桥的作用不同，车桥又可分为转向桥、驱动桥、支持桥和转向驱动桥四种类型；转向桥结构主要由前轴、转向节、主销和轮毂等四部分组成；转向节由上下两