车架与车桥

保定科技职业学院汽车构造—底盘第八章车架与车桥§8.1车架的构造§8.2转向桥与转向驱动桥§8.3转向轮定位§8.1车架的构造一、车架的功用和要求：1.安装汽车各种总成部件，并使他们保持正确的相对位置。2.承受来自车上和地面的各种静、动载荷。要求：1.满足汽车总体布置的要求。2.具有足够的强度和刚度，且其质量应尽可能小。3.要求车架结构尽可能简单，并有利于降低汽车质心和大的转向角。二、车架的类型和构造1.独立车架独立车架按其结构形式可分为：边梁式、X轿车车架箱型断面的车架、梯形车架平台式、中梁式综合式等几种。2.承载式车身（即其车身兼作车架作用）现代轿车绝大多数采用承载式车身，这种车身也称为无梁式车架。§8.2转向桥与转向驱动桥车桥可以分成转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥等类型一、转向桥转向桥可以与非独立悬架相配，也可以与独立悬架相配1.与非独立悬架匹配的转向桥汽车非独立悬架转向桥主要由前梁、转向节、转向主销等几部分组成。2.与独立悬架匹配的转向桥独立悬架采用的断开式转向桥，如图轿车的转向桥与前悬架：减振器加速振动的衰减，提高行驶平顺性；上摆臂和上球头销不可拆，靠弹簧自动调整间隙；下摆臂和下球头销可拆，靠垫片调整间隙；属于无主销式转向节。二、转向驱动桥主要用于一些轿车与全轮驱动的汽车的前桥上，它既作为转向桥，也作为驱动桥使用，如图所式：§8.3转向轮定位一、概述：要想保证汽车在行驶中的安全与舒适，汽车的四个车轮并不是垂直于地面的，必须考虑许多因素来确定车轮与地面的角度，即车轮定位。所谓转向轮定位，就是汽车的每个转向轮、转向节和车桥与车架的安装应保持一定的相对位置。通常车轮定位主要指前轮定位，但现代大多数轿车，由于速度快，对行驶稳定性有更高的要求，除前轮定位外，还需要后轮定位，即四轮定位。二、前轮定位参数：前轮定位参数有四个：主销后倾、主销内倾、前轮外倾、前轮前束•主销后倾定义：当汽车水平停放时，在汽车的纵向垂面内，主销上部向后倾斜一个角度r,称为主销后倾角。作用：保证汽车直线行驶的稳定性。（即在动态下车轮有自动回正作用，且车速越高，回正作用越大）。分析：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。反力Y对车轮形成饶主销轴线作用的力矩M〓F×L，其方向正好与车轮偏转方向相反。在此力矩作用下，将使车轮回复到原来中间位置，从而保证汽车能稳定地直线行驶，故此力矩称为稳定力矩（回正力矩）。但此力矩也不宜过大，否则在转向时为了克服此稳定力矩，驾驶员须在转向盘上施加较大的力（即所谓转向盘沉重）。因稳定力矩的大小取决于力臂l的数值，而力臂又取决于后倾角r的大小，因此，为了不使转向盘沉重，主销后倾角r不宜过大。现在γ一般采用不超过2-3°的后倾角。现代高速汽车由于轮胎气压降低、弹性增加（因采用扁平低压胎，轮胎变形增加），而引起稳定力矩增加，因此r可以减小至或接近于零，甚至为负。γ安装时予以保证，一般不可调。•主销内倾定义：当汽车水平停放时，在汽车的横向垂面内，主销轴线与地面垂线的夹角β为主销内倾角。作用：①自动回正作用（尤其是在静态下）②转向轻便分析：如图汽车在直线位置，当车轮转过一个角度，车轮轴线就离开水平面往下倾斜，致使车身上抬，势能增加。这样汽车本身的重力就有使转向轮回复到原来中间位置的效果。让我们看一看极限情况,即转向轮转到相反一面，车轮轴线下倾最多。图中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。•由于主销内倾，使得主销轴线与地面的交点到车胎中心线的距离减小，从而减小了转向阻力矩使转向轻便。但距离值也不宜过小（即β过大），否则转向时，车路绕主销偏转会产生较大的滑动，增加了车轮与路面的摩擦阻力，反而造成转向沉重。β角一般不大于8°，但有些车为了提高行驶稳定性和制动稳定性，其主销内倾角均较大，如奥迪100型轿车14.2°；天津夏利7100型轿车12°±30ˊ。C为40-60mm设计上予以保证，平时不可调。•前轮外倾定义：在汽车的横向平面内，前轮中心平面向外倾斜一个角度α，称为前轮外倾角。前轮外倾角的作用是：（1）防止车轮出现内倾；（2）减少轮毂外侧小轴承的受力，防止轮胎向外滑脱；•前轮外倾α（3）便于与拱形路面接触；分析：1）（A）若轮胎内倾，路面垂直反力F产生的分力F2向外，增加了轮胎脱出的可能性。（说明汽车超载是很危险的，它会大大增加轮胎内倾的可能性，造成轮胎甩出）（B）轮胎垂直于地面，路面垂直反力F，不产生分力。（说明：汽车要按规定装载，因为有了前轮外倾，汽车满载后，轮胎基本上垂直于地面。）（C）只有轮胎外倾，路面垂直反力F产生的分力F2向内，使得轮胎紧紧靠在转向节上，提高了轮胎的工作安全性。（说明：主要针对于普通斜交胎）2）有了前轮外倾，使距离进一步减小，利于转向轻便。3）在公路上行车，一般开车爱走中间，前轮外倾能适应路拱需要。•α角一般1°左右。（不宜过大，否则，轮胎偏磨损严重）设计上予以保证，平时不可调。•前轮前束从俯视图看，两侧前轮最前端的距离B小于后端的距离A，（A-B）称为前轮前束。前轮前束的作用是消除前轮外倾造成的前轮向外滚开趋势，减轻轮胎磨损。分析：车轮有了外倾角后，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。为了避免这种由于圆锥滚动效应带来的不良后果，将两前轮适当向内偏转，即形成前轮前束。前束值是靠人工调整的，通过检查A和B的距离相减，对照不同车型的前束值，不符应调整（通过横拉杆调整）。三、后轮定位参数为了防止高速行车出现“激转”及自动转向现象，在结构设计上应确保汽车具有不足转向特性。汽车后轮具有一定程度的外倾角和前束，可提高行驶的稳定性。•后轮外倾角为了对载荷进行补偿，采用独立后悬架-的大多数车辆常带有一个较小的正后轮外倾角。•后轮前束前驱汽车：前驱动轮宜前束，后从动轮宜负前束后驱汽车：前轮宜负前束，后驱动轮宜前束。作业：1、独立车架按结构形式分哪几种？2、车桥可分为哪些类型？3、前轮定位的内容有哪些？它们分别起什么作用？4、前轮前束靠什么调整？