2车桥

汽车底盘构造与维修（上册）一、车桥的功用及分类车桥通过悬架与车架（或承载式车身）相连，两端安装车轮，其功用是传递车架(或承载式车身)与车轮之间各方向作用力。车桥的结构形式与悬架结构以及传动系的布置形式有关：按悬架结构不同，车桥分为整体式和断开式两种。整体式车桥的中部是刚性实心或空心梁，与非独立悬架配用；断开式车桥为活动关节式结构，与独立悬架配用。按车桥上车轮的作用不同，车桥分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种类型。其中转向桥和支持桥都属于从动桥。车桥在后轮驱动的汽车中，前桥不仅用于承载，而且兼起转向作用，称为转向桥。后桥不仅用于承载，而且兼起驱动的作用，称为驱动桥。越野汽车和前轮驱动汽车的前桥，除了承载和转向的作用外，还兼起驱动作用，所以称为转向驱动桥。只起支承作用的车桥称为支持桥。支持桥除不能转向外，其他功能和结构与转向桥相同。(一)转向桥转向桥能使装在前端的左右车轮偏转一定的角度来实现转向，还能承受垂直载荷和由道路、制动等力产生的纵向力和侧向力以及这些力所形成的力矩。因此，转向桥必须有足够的强度和刚度。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轴、转向节、转向主销等几部分组成。如图所示。1)前轴：工字形或管状断面：提高抗弯强度、减轻自重。两端加粗：提高抗扭强度。两端呈拳形：安装主销。中部下凹：降低发动机位置，降低汽车重心，扩展驾驶员视野，减小万向传动装置的夹角。中部有弹簧座：支承钢板弹簧。2)转向节组成：上下耳、转向节轴。青铜衬套：减少两耳的销孔与主销的摩擦。下耳与拳部之间有推力轴承，上耳与拳部之间有调整垫片。左上耳装有转向节臂，下耳装有转向梯形臂。轮毂通过两个圆锥滚子轴承支承在转向节轴上。3)主销主销的作用是铰接前轴与转向节，使转向节绕着主销摆动，以实现车轮转向。主销与转向节上的销孔是间隙配合。4)轮毂：轮毂用以安装车轮，轮毂通过两个轮毂轴承安装在转向节外端的轴颈上。轴承的预紧度可用调整螺母进行调整。转向节主销前轴前轴断面为“工”字形，以提高轴的抗弯强度；两端加粗的拳部有通孔。转向桥的结构1、制动鼓2、轮毂3、4、轮毂轴承5、转向横拉杆6、油封7、衬套8、主销9、滚子止推轴承10、前轴转向节止推轴承的结构形式(二)转向驱动桥转向驱动桥有一般驱动桥具有的主减速器、差速器和半轴等，也具有一般转向桥所具有的转向节和主销等。为了满足转向加驱动：半轴必须分成两段，用等速万向节连接；主销也同样分制成上下两段，固定在万向节的球形支座上；转向节轴制成中空，以便外半轴从中穿过。该结构广泛应用于全轴驱动的越野汽车上和部分轿车上，既满足了转向的需要，又实现了转向节的传递转矩功能。转向驱动桥结构图如图所示为上海桑塔纳轿车的前桥总成，采用断开式独立悬架转向驱动桥。车桥上端通过左、右悬架与承载式车身相连，下端通过左、右下摇臂与固定在车身上的副车架相连。悬架车轮轴承壳与下摇臂之间通过可移动球形接头连接，从而使前轮固定；并通过下摇臂上的长孔可调整车轮外倾角度。为了减小车辆转弯时的倾斜度，在副车架与下摇臂之间装有横向稳定杆。(三)支持桥转向桥和支持桥都属于从动桥。有些单桥驱动的三轴汽车，往往将后桥设计成支持桥，挂车上的车桥也是支持桥。发动机前置前驱动轿车的后桥也属于支持桥。短片\汽车结构与车架系统\车桥布置形式.MPG二、车桥的检查与调整1．转向节、前轴的检查与调整(1)检视转向节轴端螺纹与螺母的配合情况，同时应检查转向节有无损伤或裂纹。检查裂纹最好使用电磁和超声波探伤仪。无该设备时，可采用铜锤敲击法进行检查。(2)检查转向节主销与衬套的配合间隙。该间隙一般不能超过0.15-0.20mm。(3)转向节与前轴的轴向间隙可通过在转向节与前轴间增减调整垫片的方法进行调整。(4)前轴变形的检验可用试棒和角尺法、拉线法、检验仪等。2.前轮最大转向角的检查和调整将前轮转向角调到最大的目的是为了获得最小转弯半径，以保证汽车具有良好的通过性能。在没有仪器的情况下，可用简易的方法进行检查。1)检查方法(1)将前桥顶起，使前轮处于直线位置。(2)左右轮胎下面垫一块木板和白纸(固定在板上)，将木尺紧靠轮胎外边缘，用铅笔在纸上划出车轮平行的直线，再把转向盘向右转到底，划出第二条线，然后用量角器测量出右转向角。(3)用同样的方法检查左轮的左转向角。2)调整方法转向角最简易检查调整方法是：将转向盘向左或向右打到底，前轮胎不与翼子板、钢板、直拉杆等机件碰擦，并有8-lOmm的距离为合适。各种车辆不同的转向角，从既能保证转向的灵活性，又能保证轮胎不与其它机件碰擦而予以规定。3．前轮轮毂轴承的调整车轮应能灵活的在轮毂轴承上旋转而无卡滞，轴向松动量不能过大或过小。过大：是由于车轮轮毂轴承间隙过大或转向节衬套磨损产生的；轴向松动量过小，使车轮旋转卡滞发热。检查时，应先调整车轮轮毂轴承间隙。(1)用千斤顶将车轮顶起，拆去前轮毂盖，搬开锁片，拧下锁止螺母，取下锁片与锁止垫圈。(2)拧紧调整螺母使轮毂转动困难。(3)再将调整螺母退回1/6-1/4圈，感应到轮毂转动灵活即可。(4)调好后用锁止垫圈，锁住螺母锁紧即可。汽车行驶一段路程后，用手摸试前轮毂，如有过热现象，需要重新调整前轮轮毂轴承的松紧度。４.前束的检查与调整前束测量方法：(1)轮胎按规定气压充气，轮毂轴承间隙调整符合规定后，将被测汽车停置在平坦场地上，并使左右转向车轮呈直驶位置。(2)使左右转向车轮保持直驶位置。(3)将前束尺放在被测车轮的前方，读出前束尺长度。(4)将前束尺移至被测车轮的后方，调整前束尺长度，此时，后端的读数减去前端的读数即为被测车轮的前束值。对有的前束值不大的车型的车轮前束均为2-4mm，这样小的数值，是应用精度高的仪器来测定。前束的调整方法：调整时汽车应停在平整场地上，顶起前轴，使车轮处于直线行驶位置，松开横拉杆上的卡箍螺栓，用管钳转动横拉杆用以改变横拉杆的长度的方法即可调出所需的前束数值。调整好后，将卡箍螺栓拧紧。5.转向轮定位及四轮定位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。(1)转向轮定位所谓转向轮定位，就是汽车的转向轮、转向节、车桥与车架的安装应保持一定的相对位置。转向轮定位参数有：主销后倾、主销内倾、前轮外倾和前轮前束四个参数。转向轮定位功用：转向轻便、行驶稳定、减少轮胎和机件的磨损等。（短片）①主销后倾主销安装到前轴上后上部略向后倾，称为主销后倾。在汽车的纵向平面内(汽车的侧面)，主销轴线与铅垂线之间的夹角γ，称为主销后倾角，如图所示。主销后倾的作用是保持汽车直线行驶的稳定性，并使汽车转弯后能自动回正。为了不使转向沉重，主销后倾角不宜过大，一般不超过2º-3º。现代汽车由于为了提高行驶速度，普遍采用扁平低压胎，轮胎变形增加，引起稳定力矩增加，因此主销后倾角可以减小甚至接近于零，有的更为负值。主销后倾角安装时予以保证，一般不可调。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YL，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）。(主销后倾短片)②主销内倾主销安装到前轴上后上部略向内倾，称为主销内倾。在汽车的横向铅垂平面内，主销轴线与铅垂线之间的夹角β，称为主销内倾角，如图所示。主销内倾的作用是使车轮转向后能自动回正，且转向操纵轻便。一般内倾角在5º—8º，距离C一般为40—60mm。主销内倾短片③前轮外倾前轮旋转平面上方略向外倾斜，称为前轮外倾。前轮旋转平面与汽车纵向铅垂面之间的夹角，称为前轮外倾角α，如图所示。前轮外倾的作用是为了提高转向操纵的轻便性和车轮行驶的安全性。前轮外倾角一般为1度。外倾角也不宜过大，否则也会使轮胎产生偏磨损。前轮外倾短片当汽车水平停放时，在汽车的横向垂面内，车轮平面与地面垂线的夹角为前轮外倾角。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出现车轮内倾，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。因此，为了前轮有一个外倾角。但是外倾角也不宜过大，否则也会使轮胎产生偏磨损。④前轮前束俯视车轮，汽车的两个前轮的旋转平面并不完全平行，而是稍微带一些角度，这种现象称为前轮前束。在通过两前轮中心的水平面内，两前轮的前边缘距离B小于两前轮后边缘距离A，A—B之差称为前轮前束值，如图所示前端小后端大像内八字样的称为前束，而后端小前端大像外八字一样的称为后束或负前束。前轮前束的作用是消除汽车行驶过程中因前轮外倾而使两前轮前端向外张开的影响。保证车轮沿直线方向纯滚动。车轮有了外倾角后，在滚动时，就类似于圆锥滚动，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使车轮不可能向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边向内滑移的现象，从而增加了轮胎的磨损。前轮前束可通过改变横拉杆的长度来调整，一般前束值为0-12mm。有的汽车为与负前轮外倾角相配合，其前束也取负值即负前束（如上海桑塔纳轿车前束为-1--3mm）。前轮前束短片1短片2（A～B）称为前束值一般前束值为0～12mm调节横拉杆来调节车轮前束(2)四轮定位随着道路条件的改善，现代轿车的行驶速度愈来愈高，现在有许多高档轿车设置四轮定位，不仅要求前轮定位，还需要有后轮定位。其原因是对前轮驱动汽车和独立后悬架汽车，如果后轮定位不当，既使前轮定位良好，仍然会有不良的操纵性和轮胎早期磨损。为了防止高速行驶时汽车出现的“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使后轮获得合适的侧偏角，提高高速行驶的操纵稳定性。（1)后轮外倾角像前轮外倾角一样，后轮外倾角也对轮胎磨损和操纵性有影响。理想状态是四个车轮的运动外倾角均为零，这样轮胎和路面接触良好，从而得到最佳的牵引性能和操纵性能。车轮外倾角不是静态的，它随悬架的上下移动而变化。车辆加载后悬架下沉就会引起车轮外倾角改变。为了对载荷进行补偿，采用独立后悬架的大多数车辆常有一个较小的正后轮外倾角。滑柱筒破坏或错位、滑柱弯曲、上控制臂衬套破坏、上控制臂弯曲、弹簧压缩或悬架过载都会使后轮外倾角产生变成负外倾角的趋势。转向节弯曲、下控制臂弯曲会使后轮外倾角过大。后轮驱动车辆在转矩过大、严重超载或道路损坏的情况下，即使是刚性的后桥壳也会变弯。(2)后轮前束如同前轮前束一样，后轮前束也是后轮定位的一个重要项目。如果前束不当，后轮轮胎也会被擦伤，另外还会引起转向不稳定及降低制动效能。(对于防抱死制动系，切记此点)。像后轮外倾角一样，后轮前束也不是一个静态量。悬架摇动和反弹时它就要起变化。滚动阻力和发动机转矩对它也有影响。对于前驱动车辆：前驱动轮宜前束，后从动轮宜负前束。后驱动车辆则相反：前轮宜负前束，独立悬架的后驱动轮应尽可能为前束。如果后轮前束不符合技术要求，就要影响轮胎磨损和转向稳定性，其影响程度与前轮前束相同。前束测量值在规定范围内，并不意味着车轮一定正确定位，尤其对后轮前束测量值来说更是如此。如果一侧后轮前端向内偏斜量与另一侧后轮前端向外偏斜量相等，虽然前束值在规定的范围内，但由于后轮与车纵轴线不平行，车辆还会跑偏。现代四轮定位检测技术简介（1）车辆进行四轮定位检测的原因与目的车辆在出厂时，其悬挂系统的定位角度都是根据设计要求预先设定好的。这些定位角度共同用来保证车辆驾驶的舒适性和安全性。但是，由于车辆在售出并行驶一段时间后，这些定位角度会由于交通事故、道路坑洼不平造成的剧烈的颠簸（特别是高速行驶时突然遇到不平路面）、底盘零件磨损、更换底盘零件、更换轮胎等原因而产生变化。一旦定位角度由于任何一种原因产生变化